Вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена

[бродяга_]

Хлорид железа (III) - сульфат цинка

гидроксид натрия, карбонат калия

еще две пары. 

реакции нет, а соль из раствора выкристаллизовать возможно

хлорид цинка или карбонат натрия. то есть произойдет обмен. однако не только ионный, но и катионный.

если кавалеры меняют дам, то и дамам достаются новые кавалеры.

 

[grau]

В 18.11.2025 в 17:13, Arkadiy сказал:

Элементарно, в растворе будут сульфат цинка, хлорид меди,  сульфат меди , хлорид цинка . Все варианты комплексообразования не годятся! Там нет ионного обмена, зато происходит реакция, а это слишком сложно для школьной химии и ЕГЭ

 

Если следовать вашей логике объединения в пары соединений с разноимёнными катионами и анионами, то пары хлорид железа + сульфат цинка, гидроксид натрия + карбонат калия, карбонат калия  +  гипохлорит натрия тоже годятся.

 

Насчёт ионного обмена и комплексообразования - да, это разные типы реакций. В предыдущем посте я написал именно об этом.

 

Изменено 18 Ноября, 2025 в 23:14 пользователем grau

[бродяга_]

практический пример применения ионного обмена при получении нитрата меди.

сливаем два горячих раствора медного купороса и натриевой 

селитры в расчетном количестве, после остывания до ноля градусов сливаем нитрат меди,

который весьма растворим 1380 г/л в сравнении с сульфатом натрия 45г/л .

 

[grau]

В 20.11.2025 в 10:26, бродяга_ сказал:

практический пример применения ионного обмена при получении нитрата меди.

сливаем два горячих раствора медного купороса и натриевой 

селитры в расчетном количестве, после остывания до ноля градусов сливаем нитрат меди,

который весьма растворим 1380 г/л в сравнении с сульфатом натрия 45г/л .

 

В технологии неорганических солей это называется конверсией. Но этот метод для решения задания не проканает. Ещё раз обратите внимание на условие задания, там же ясно сказано - никаких осадков быть не должно!

 

Я по-прежнему настаиваю, что в данной формулировке это задание не имеет решения.

 

Утверждение, что переход в раствор двух солей с разноимёнными катионами и анионами - это и есть реакция ионного обмена, не выдерживает критики. Диссоциация электролитов и реакции ионного обмена в растворах - это два разных процесса. Как известно, первейшим признаком реакции является изменение концентраций реагирующих веществ, а тут ионы плавают себе как захотят. Сколько их образовалось при диссоциации, столько и остаётся, концентрация их в растворе не меняется. Какая же это реакция ионного обмена?

 

Помнится, раньше на форуме Аркадий не раз утверждал, что никаких химических реакций в таких растворах нет, и они представляют собой просто смесь различных ионов, свободно плавающих в воде. Вот, например, его пост. И он был прав! Но с тех пор по какой-то причине перековался и упёрся.

[бродяга_]

В 20.11.2025 в 11:26, grau сказал:

Ещё раз обратите внимание на условие задания, там же ясно сказано - никаких осадков быть не должно!

это исключительные варианты.

 

В 20.11.2025 в 11:26, grau сказал:

Утверждение, что переход в раствор двух солей с разноимёнными катионами и анионами - это и есть реакция ионного обмена, не выдерживает критики.

а если добавить пару электродов и овр то ионный обмен будет проходить в электролите?

[Almonax]

В 20.11.2025 в 11:26, grau сказал:

Я по-прежнему настаиваю, что в данной формулировке это задание не имеет решения.

А чем вам не нравится комплексообразование? Раз исключили выделение газа или выпадение осадка, значит должно образовываться малодиссоциирующее вещество. Вода здесь нигде не образуется, а вот комплексы - да

[бродяга_]

В 20.11.2025 в 11:26, grau сказал:

Ещё раз обратите внимание на условие задания, там же ясно сказано - никаких осадков быть не должно!

температурой мы лишь смещаем равновесие в сторону выпадения твердой фазы.

 а сам ионный обмен происходит на стадии смешивании растворов и установки ионного равновесия.

[Almonax]

В 20.11.2025 в 22:52, бродяга_ сказал:

ионного равновесия.

О каком равновесии идет речь? У вас компот из ионов согласно теории электролитической диссоциации. Вот именно что пока твердой фазы нет, у вас формально 5 компонентная система (растворитель+2 катиона+2 аниона). И нет никаких равновесий - ни фазовых, ни химических.

[бродяга_]

В 21.11.2025 в 23:10, Almonax сказал:

Вот именно что пока твердой фазы нет, у вас формально 5 компонентная система (растворитель+2 катиона+2 аниона).

это и есть ионный обратимый обмен.

не путать с необратимым.

[grau]

В 20.11.2025 в 22:53, Almonax сказал:

А чем вам не нравится комплексообразование? Раз исключили выделение газа или выпадение осадка, значит должно образовываться малодиссоциирующее вещество. Вода здесь нигде не образуется, а вот комплексы - да

 

Обо всём по порядку. Запаситесь попкорном, писать буду долго.

 

Реакции ионного обмена между веществами, указанными в задании, либо не протекают вовсе, либо протекают с выпадением осадка или выделением газа, либо и осадка и газа одновременно, что противоречит условиям задания. То есть, это задача без решения. На этом можно было сразу поставить точку.

 

Аркадий предложил в качестве решения вариант сульфат цинка + хлорид меди, с чем я не согласился (кстати, в качестве решения можно было предложить как минимум ещё три аналогичных варианта). Но предположим, что он прав. Тогда продолжим решение в соответствии с условиями задания, то есть составим молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения реакции:

 

ZnSO₄ + CuCl₂ = ZnCl₂ + CuSO₄
Zn²⁺ + SO₄^2- + Cu²⁺ + 2Cl^- = Zn²⁺ + 2Cl^- + Cu²⁺ + SO₄^2-
0 = 0

 

По молекулярному уравнению можно было предположить, что реакция ионного обмена протекает, но при записи в ионной форме она превращается в пшик (нулевое тождество). Никакой реакции ионного обмена нет, вариант отпадает.

 

Знатоки предложили решить задание с помощью реакции образования растворимых гидроксокомплексов в пáрах хлорид железа(III) + гидроксид натрия, сульфат цинка + гидроксид натрия, хлорид меди(II) + гидроксид натрия, но я с этим тоже не согласился по той причине, что реакции комплексообразования не относятся к реакциям ионного обмена, так как в отличие от простого обмена ионами в них происходит перенос электронных пар от ионов-лигандов к иону-комплексообразователю. Кроме того, фактически каждая из этих трёх возможных реакций слагается из двух реакций разного типа (ионный обмен с выпадением осадка + комплексообразование с его растворением), которые можно провести как по отдельности, так и виде визуально единого процесса, в зависимости от концентрации и порядка смешивания растворов.

 

Поэтому я предложил, что при условии исключения из задания упоминания о реакции ионного обмена, вариант сульфат цинка + гидроксид натрия можно засчитать как вариант решения, но только с натяжкой, которая заключается в следующем: а) считать эту реакцию протекающей в виде единого процесса; б) для того, чтобы решение было единственным, игнорировать аналогичные реакции гидроксида натрия с хлоридами железа(III) и меди(II), которые не являются характерными, протекают с большим трудом и в школьной программе не рассматриваются.

 

Наряду с ошибочным, как я считаю, утверждением о протекании обменной реакции в растворе сульфата цинка и хлорида меди, Аркадий высказал здравую мысль, что комплексообразование не относится к реакциям ионного обмена и, кроме того, что оно вообще не рассматривается в школьной программе, а потому не должно включаться в ЕГЭ. Я не знаю, как обстоят дела с этим вопросом в наше время, но соглашусь, ибо сам учился в школе примерно в одно время с ним, и ни о каких гидроксо- и прочих комплексах на уроках химии нам не говорили. Например, когда изучали свойство амфотерности, то реакцию растворения гидроксида цинка в щёлочи упрощённо представляли как образование цинкат-иона ZnO₂^2-, что для водных растворов, конечно, неверно.

 

В соответствии с этим, скорректирую своё вышеозначенное предложение, но принципиально от этого ничего не изменится, а только станет ещё очевиднее, что реакция сульфата цинка с гидроксидом натрия с образованием цинката натрия не относится к реакциям обмена ионами, так как в растворе появляются ионы цинката, которых раньше в нём не было. Если решать задание "по-школьному", то получится следующее:

 

ZnSO₄ + 4NaOH = Na₂ZnO₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O
Zn²⁺ + SO₄^2- + 4Na⁺ + 4OH^- = ZnO₂^2- + 4Na⁺ + SO₄^2- + 2H₂O
Zn²⁺ + 4OH^- = ZnO₂^2- + 2H₂O

 

Бродяга указал на возможность протекания реакций ионного обмена между хорошо растворимыми солями на примере пáры нитрат натрия + сульфат меди. Но, во-первых, в подобных случаях обмен возможен только при обязательном образовании твёрдой фазы, что прямо противоречит условиям задания, и, во-вторых, далеко не факт, что при кристаллизации не начнут раньше выпадать в осадок те же самые соли, которые были взяты первоначально. Чтобы утверждать, что произошла реакция ионного обмена между солями, нужно для начала изучить таблицы растворимости солей при их одновременном нахождении в растворе, а ещё лучше фазовые диаграммы состояния многокомпонентной системы. Задача в аккурат для уровня ЕГЭ.

  

По всей видимости, авторы задания относят к реакциям ионного обмена любые реакции между ионами в растворе без изменения степеней окисления. Другими словами все, кроме ОВР. Но это не так, я считаю. Комплексообразование является отдельным типом ионных реакций.

 

В принципе, почти всё это я изложил в предыдущих постах в сжатом виде. Теперь растолмачил подробно. Надеюсь, что так стало понятнее. Можете с этим соглашаться или нет, но я так думаю.

 

Изменено 23 Ноября, 2025 в 04:34 пользователем grau