Lý thuyết chung về phản ứng trao đổi ion trong hóa học

Lý thuyết chung về phản ứng trao đổi ion trong hóa học

Phản ứng trao đổi ion là một dạng bài hết sức cơ bản và thường xuất hiện trong đề thi. Tuy nhiên, nó lại gây không ít khó khăn cho học sinh trong quá trình tìm hiểu phương pháp giải. Nhận thấy được điều đó, chúng tôi đã soạn lên bài giảng này với hy vọng giúp đỡ được các bạn trong học tập, đặc biệt là môn Hóa!

I. Phản ứng trao đổi ion là gì?

Phản ứng được định nghĩa là quá trình phân tách các ion có trong chất qua môi trường chuẩn hoặc môi trường điện li. Điều kiện để  phản ứng xảy ra là khi đồng thời kết hợp các ion dương và ion âm của các chất tham gia sẽ tạo ra chất sản phẩm dưới dạng kết tủa.

II. Các dạng thường gặp

    1. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch điện li

• Đối với chất điện li thường

\(\displaystyle N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+BaC{{l}_{2}}\to BaS{{O}_{4}}\downarrow +2NaCl\)

- Dạng đầy đủ:

\(2N{{a}^{+}}+SO_{4}^{2-}+B{{a}^{2+}}+2C{{l}^{-}}\to BaS{{O}_{4}}\downarrow +2N{{a}^{+}}+2C{{l}^{-}}\)

- Dang rút gọn:

\(B{{a}^{2+}}+SO_{4}^{2-}\to BaS{{O}_{4}}\downarrow \)

Vậy dạng rút gọn cho biết bản chất của quá trình là phản ứng giữa ion \(Ba^{2+}\) và \(SO_{4}^{2-}\) sản phẩm là kết tủa BaSO4.

• Phản ứng tạo thành chất điện li yếu

a. Tạo ra H2O:

Xét PT: \(NaOH+HCl\to NaCl+{{H}_{2}}O\)

Pt ion: \(N{{a}^{+}}+O{{H}^{-}}+{{H}^{+}}+C{{l}^{-}}\to N{{a}^{+}}+C{{l}^{-}}+{{H}_{2}}O\)

Dạng rút gọn: \({{H}^{+}}+O{{H}^{-}}\to {{H}_{2}}O\)

→Phản ứng rất dễ xảy ra với hỗn hợp là bazo và axit vì tạo thành chất điện li rất yếu là H2O

b. Tạo thành axít yếu:

Xét phương trình: \(HCl+C{{H}_{3}}COONa\to C{{H}_{3}}COOH+NaCl\)

- Dạng đầy đủ: \({{H}^{+}}+C{{l}^{-}}+C{{H}_{3}}CO{{O}^{-}}+N{{a}^{+}}\to C{{H}_{3}}COOH+N{{a}^{+}}+C{{l}^{-}}\)

- Dang rút gọn: \({{H}^{+}}+C{{H}_{3}}CO{{O}^{-}}\to C{{H}_{3}}COOH\)

3. Phản ứng tạo thành chất khí:

Xét PT:  \(2HCl+N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}\to 2NaCl+C{{O}_{2}}\uparrow +{{H}_{2}}O\)

- Dạng đầy đủ: \(2{{H}^{+}}+2C{{l}^{-}}+2N{{a}^{+}}+CO_{3}^{2-}\to 2N{{a}^{+}}+2C{{l}^{-}}+C{{O}_{2}}\uparrow +{{H}_{2}}O\)

- Dang rút gọn: \(2{{H}^{+}}+CO_{3}^{2-}\to C{{O}_{2}}\uparrow +{{H}_{2}}O\)

Xem thêm:

•  Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
•  Luyện tập: Axit, bazơ và muối. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

    2. Phản ứng trao đổi ion điều chế HF

Phản ứng: \(CaF_2+H_2SO_4 \Rightarrow CaSO_4+HF\)

Phản ứng mạnh mẽ giữa hai luồng khí là hidro và flo đã tạo nên chất khí bay hơi có màu vàng nhạt, đó chính là HF. Điều kiện axit tham gia phải ở dạng đặc, nóng (t = \(250^{oC}\))

III. Bài tập phản ứng trao đổi ion

Bài 1: Chuyển đổi các phương trình ion sau đây sang dạng đầy đủ và rút gọn

a. Fe2(SO4)3 + NaOH

b. Ca(HCO3)2 + HCl

c. Cu(OH)2 rắn + H2SO4

Bài 2: Ion OH– không thể phản ứng với tất cả các ion trong dãy 

A. H+ , NH4+ , HCO3–               B. Fe2+ , HSO4– , HSO3–

C. HCO3– , Ba2+ , Fe3+             D. Mg2+ , Cu2+ , H2PO4–

Bài 3: Trong y học,dược phẩm Nabica (NaHCO3) là chất dùng để trung hòa bớt lượng dư axit HCl trong dạ dày. 

a. Viết PTHH dưới dạng phân tử và ion rút gọn của phản ứng.

b. Nồng độ axit HCl trong dạ dày 0,035M, tínhV của dd HCl được trung hòa và V của khí CO2 (đktc) sinh ra khi uống 0,336g NaHCO3.

Trên đây là toàn bộ kiến thức lý thuyết và bài tập phản ứng trao đổi ion có đáp án mà chúng tôi muốn chia sẻ, cùng học vui chúc các bạn đạt được điểm số cao!