Осуществить превращение по схеме: а) c2h4=+ h br= а=+ na= б= бутадиен 1, 3 б) cac2= а= б= ch3ch2br

§ 1. Понятие об электролизе

Проведем следующий опыт. Поместим в раствор хлорида меди(II) две

металлические пластинки, подключенные к источнику постоянного тока. В

результате будут наблюдаться следующие явления:

1. Электрод, заряженный отрицательно (катод), постепенно покрывается

красным налетом меди.

2. На электроде, заряженном положительно (анод), образуются пузырьки

газа – хлора (см. рисунок).

Электролиз раствора хлорида меди(II)

Объясняется это следующим образом. Хлорид меди(II) CuCl2 в водном

растворе диссоциирует на ионы:

CuCl2 → Cu2+ + 2Cl

При пропускании электрического тока через этот раствор положительно

заряженные катионы меди (Cu2+) движутся к отрицательно заряженному

электроду – катоду. Достигнув катода, ионы меди принимают электроны,

превращаясь в атомы меди:

Катод( ): Cu2+ + 2ē Cu

Отрицательно заряженные анионы хлора (Cl ) движутся к

положительно заряженному электроду – аноду. Достигнув анода, ионы хлора отдают электроны, превращаясь в атомы хлора, а затем в молекулы Cl2,

который выделяется в виде газа:

Анод(+): 2Cl 2 ē 2Cl Cl2↑

Сложим записанные уравнения, и получим ионное уравнение реакции,

протекающей при пропускании электрического тока через раствор хлорида

меди(II):

Cu2+ + 2Cl

электролиз

Cu + Cl2↑

Уравнение протекающей реакции в молекулярной форме:

CuCl2

электролиз

Cu + Cl2↑

В результате пропускания электрического тока через раствор хлорида

меди(II) протекает окислительно-восстановительная реакция, в результате

которой катионы меди восстанавливаются до металла, анионы хлора –

окисляются с образованием простого вещества хлора.

Электрический ток проводят не только растворы электролитов, но также

расплавленные соли, щелочи и оксиды металлов, при этом также происходят

окислительно-восстановительные реакции. Такой процесс называется

электролизом.

Электролиз — окислительно-восстановительный процесс,

протекающий при прохождении электрического тока через раствор либо

расплав электролита

При электролизе катод(–) имеет отрицательный заряд, к нему

движутся положительно заряженные катионы, которые принимают

электроны и восстанавливаются.

Анод(+) – электрод, который имеет положительный заряд, к нему

движутся отрицательно заряженные анионы, они отдают электроны аноду и

окисляются.

§ 2. Электролиз расплавов

В расплавах солей, так же, как и в их растворах, присутствуют катионы

металла и анионы кислотного остатка. Не все соли могут образовывать

расплавы. Например, некоторые соли при нагревании разлагаются

(карбонаты, нитраты, соли аммония). В то же время для ряда солей

электролиз их расплавов вполне осуществим, и даже используется в

промышленности. Это в основном электролиз расплавов хлоридов щелочных

и щелочноземельных металлов.Рассмотрим электролиз расплава NaCl, который применяется в

процессе промышленного получения натрия и хлора. Температура плавления

NaCl составляет 801 0С. В расплаве хлорида натрия имеются катионы натрия

и анионы хлора. При пропускании электрического тока катионы натрия

движутся к катоду, принимают электроны и восстанавливаются до

металлического натрия; анионы хлора – к аноду, отдают электроны и

окисляются сначала до атомарного хлора, затем образуются молекулы Cl2.

Запишем уравнения катодного и анодного процессов.

Катод( ): Na+

+ ē Na

Анод(+): 2Cl 2ē 2Cl Cl2↑

Суммарное уравнение:

2NaCl(расплав)

электролиз

2Na + Cl2↑

Электролиз расплава хлорида кальция (tпл. = 772 0С) используется в

промышленности для получения металлического кальция:

CaCl2 (расплав)

электролиз

Ca + Cl2↑

Обратите внимание, что самопроизвольно подобные реакции протекать

не могут! Наоборот, щелочные и щелочноземельные металлы активно

соединяются с галогенами (следовательно, при обычных условиях должны

протекать обратные реакции). Таким образом, в процессах электролиза для

осуществления невозможных при обычных условиях реакций используется

энергия электрического тока.

Основной промышленный получения алюминия – электролиз

расплава оксида алюминия

2Al2O3 (расплав)

электролиз

4Al + 3O2↑

Температура плавления Al2O3 чрезвычайно высока и составляет 2050 0С.

В связи с этим в процессе промышленного получения алюминия используют

не оксид алюминия, а смесь Al2O3 с криолитом Na3AlF6, температура

плавления которой существенно ниже (950 0С).

ЕГЭ по математике

ЕГЭ по химии

ОГЭ по математике

ОГЭ по химии

Высшая математика

Химия студентам

Математика

Математика. Тесты

На главную

Обо мне. Отзывы

Контакты

Условия и цены

Вопрос - ответ

Карта сайта

Химия. Справочник

Химия. Тесты

Главная > Все статьи > Ионные уравнения (задача 31). Часть I

Как составлять ионные уравнения. Задача 31 на ЕГЭ по химии

Достаточно часто школьникам и студентам приходится составлять т. н. ионные уравнения реакций. В частности, именно этой теме посвящена задача 31, предлагаемая на ЕГЭ по химии. В данной статье мы подробно обсудим алгоритм написания кратких и полных ионных уравнений, разберем много примеров разного уровня сложности.

Зачем нужны ионные уравнения

Напомню, что при растворении многих веществ в воде (и не только в воде!) происходит процесс диссоциации - вещества распадаются на ионы. Например, молекулы HCl в водной среде диссоциируют на катионы водорода (H+, точнее, H3O+) и анионы хлора (Cl-). Бромид натрия (NaBr) находится в водном растворе не в виде молекул, а в виде гидратированных ионов Na+ и Br- (кстати, в твердом бромиде натрия тоже присутствуют ионы).

Записывая "обычные" (молекулярные) уравнения, мы не учитываем, что в реакцию вступают не молекулы, а ионы. Вот, например, как выглядит уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

HCl + NaOH = NaCl + H2O. (1)

Разумеется, эта схема не совсем верно описывает процесс. Как мы уже сказали, в водном растворе практически нет молекул HCl, а есть ионы H+ и Cl-. Так же обстоят дела и с NaOH. Правильнее было бы записать следующее:

H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O. (2)

Это и есть полное ионное уравнение. Вместо "виртуальных" молекул мы видим частицы, которые реально присутствуют в растворе (катионы и анионы). Не будем пока останавливаться на вопросе, почему H2O мы записали в молекулярной форме. Чуть позже это будет объяснено. Как видите, нет ничего сложного: мы заменили молекулы ионами, которые образуются при их диссоциации.

Впрочем, даже полное ионное уравнение не является безупречным. Действительно, присмотритесь повнимательнее: и в левой, и в правой частях уравнения (2) присутствуют одинаковые частицы - катионы Na+ и анионы Cl-. В процессе реакции эти ионы не изменяются. Зачем тогда они вообще нужны? Уберем их и получим краткое ионное уравнение:

H+ + OH- = H2O. (3)

Как видите, все сводится к взаимодействию ионов H+ и OH- c образованием воды (реакция нейтрализации).

Все, полное и краткое ионные уравнения записаны. Если бы мы решали задачу 31 на ЕГЭ по химии, то получили бы за нее максимальную оценку -

Итак, еще раз о терминологии:

HCl + NaOH = NaCl + H2O - молекулярное уравнение ("обычное" уравнения, схематично отражающее суть реакции);

H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O - полное ионное уравнение (видны реальные частицы, находящиеся в растворе);

H+ + OH- = H2O - краткое ионное уравнение (мы убрали весь "мусор" - частицы, которые не участвуют в процессе)