Keemilised reaktsioonid lahustes Loeng 11

Ioonvõrrandid Kuna elektrolüütide vesilahustes osalevad reaktsioonides ioonid, siis on õige kirjutada võrrandid ioonilisel kujul. Selleks tuleb kõikide ainete, mis annavad lahustesse palju ioone, valemid kirjutada ioonilisel kujul (arvestades seejuures lvalemites olevaid indekseid ja vorrandi kordajaid Molekulaarsele kujule jaetakse nende ainete valemid, mis ioone lahusess ei anna või annavad vähe

Ioonidena kirjutatakse tugevad hästilahustuvad elektrolüüdid Ioonvõrrandid Ioonidena kirjutatakse tugevad hästilahustuvad elektrolüüdid Molekulaarselt kirjutatakse Tugevad happed H2SO4 HNO3, HBr, HJ, HCl Nõrgad haped Tugevad alused IA ja IIA-rühma metallide hüdroksiidid (alates kaltsiumist) Nõrgad alused Lahustavad soolad Praktiliselt lahustumatud soolad H2O, oksiidid, lihtained, gaasid Ioonidevahelised reaktsioonid kulgevad lõpuni, kui tekib sade, gaas, vesi või mõni muu nõrk elektrolüüt

Näide 2KI + Pb(NO3)2 → 2KNO3 + PbI2 - Molekulaarne võrrand Molekulaarse võrrandi põhjal saame kirjutada täieliku ioonvõrrandi, kus kirjutatakse ained ioonsel kujul nagu nad tegelikult ka on. Molekulaarsele kujule jääb vaid reaktsioonil tekkinud sade või mõni teine ühend, mille tekke tõttu ioonide kontsentratsioon lahuses peab vähenema. 2K+ + 2I- + Pb2+ + 2NO3- → 2K+ + 2NO3- + PbI2↓ - Ioonvõrrand (ioonid laenguga) Kui koondada võrrandi mõlemal poolel esinevad ühesugused ioonid, saame lühendatud ioonvõrrandi Lühendatud ioonvõrrandis märgitakse ära vaid ioonid, mis moodustavad ühe saadusena sademe. Seega ülaltoodud näite korral jätame kirjutamata K+ ja NO3- osakesed, sest nende kontsentratsioon reaktsiooni käigus ei muutu. 2I- + Pb2+ → PbI2↓ - Lühendatud ioonvõrrand

Neutralisatsioonireaktsioon Neutralisatsioonireaktsioonid on happe ja aluse vahelised reaktsioonid, mille saaduseks on sool ja vesi Tegelikult toimub reaktsioon H+-iooni ja OH- -iooni vahel

Soolade hüdrolüüs Soolade hüdrolüüsiks nimetatakse soolade lagunemist vee toimel Hüdrolüüsil soolad dissotseeruvad ning tekkinud ioonid on vastatikmõjus vee molekulidega Hüdrolüüs on neutralisatsioonireaktsiooni pöördereaktsioon, mille tasakaal on siiski nihutatud neutralisatsioonireaktsiooni suunas Soolade vesilahuse keskkond võib olla nii neutraalne, aluseline kui happeline – see sõltub sellest, millest happest ja alusest on sool tekkinud

Tugev hape + tugev alus Tugeva happe ja tugeva aluse vahelised reaktsioonid kulgevad lõpuni saaduseks nõrk elektrolüüt – vesi. Lahus on neutraalne ja pH=7.

Tugev hape + nõrk alus Tugeva happe ja nõrga aluse vaheline reaktsioon aga ei kulge lõpuni vaid on pöördreaktsioon, kus esineb ka vähesel määral lähteaineid. Kuna pöördreaktsioonist moodustub lahusesse ka tugevat hapet, siis on tekkiva soola vesilahus happelise keskkonnaga pH<7 Mida nõrgem on alus, seda happelisem on soolalahus Tähelepanu võib pöörata sellele, et moodustuv hüdroksiid on lahustumatu ning seob endaga teatud määral OH- ioone: Molekulaarne võrrand: Al(OH)3 + 3HCl ⇄AlCl3 + 3H2O Ioonvõrrand: Al(OH)3 + 3H+ +3Cl- ⇄Al3+ + 3Cl- + 3H2O Lühendatud ioonvõrrand: Al(OH)3 + 3H+ ⇄ Al3+ + 3H2O

Tugev alus + nõrk hape Hüdrolüüs toimub ka tugeva aluse ja nõrga happe vahelisel reaktsioonil tekkinud soolalahuses Pöördreaktsioonil tekib mõnigal määral nõrka hapet ja tugevat alust Nõrk hape dissotsieerub astmeliselt ning seetõttu seotakse lahusest teatud määral vesiniku katioone Tänu tugevale alusele, mis dissotsieerub täielikult, on lahuse keskkond aluseline ja pH>7 Molekulaarne võrrand: 2KOH + H2CO3 ⇄ K2CO3 + H2O Ioonvõrrand: 2K+ + 2OH- + 2H2O + CO2 ⇄ 2K+ + CO32- + H2O Lühendatud ioonvõrrand: 2OH- + 2H2O + CO2 ⇄ CO32- + 2H2O

Ülesanded Kirjutage molekulaar-ja ioonvörrandid reaktsioonide kohta, mis toimuvad l) kaaliumkarbonaat + kaltsiumkloriid 2) väävelhape + baariumnitraat 3) kaltsiumkloriid + kaaliumsulfaat 4) kaaliumhüdroksiid + alumiiniumnitraat 5) väävelhape + kaaliumhüdroksiid 6) magneesiumfosfaat + kaaliumsilikaat 7) vesinikkloriidhape + baariumhüdroksiid 8) kaltsiumkloriid + kaaliumnitraat 9) divesiniksulfiidhape + naatriumsulfaat 10) raud (III)sulfaat + liitiumhüdroksiid 1) kaaliumkarbonaat + vesinikkloriidhape 12) väävelhape + naatriumsulfiid