Ионное уравнение реакции запишется

K⁺ + Cl^- + Na⁺ + NO₃^- = K⁺ + Cl^- + Na⁺ + NO₃^-.

Так как исходные вещества и продукты хорошо растворимы в воде (сильные электролиты), то реакция в растворе обратима. С точки зрения теории электролитической диссоциации, реакции не происходит. Однако, если выпарить раствор, то получится смесь четырех солей: KCl, NaNO₃, KNO₃, NaCl.

Рассмотрим, в каких же случаях реакции в растворах протекают необратимо:

1.Реакции протекают с образованием малорастворимых соединений:

AgNO₃ + HCl = AgCl + HNO₃ ,

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + Cl^- = AgCl + H⁺ + NO₃^{- ,}

Ag⁺ + Cl^- = AgCl .

2. Реакции протекают с образованием легколетучих соединений (газы):

Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O ,

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + SO₄^2- + CO₂ + H₂O ,

CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂ + H₂O .

3. Реакции протекают с образованием слабо диссоциирующих соединений (слабых электролитов):

HCl + KOH = KCl + H₂O ,

H⁺ + Cl^- + K⁺ + OH^- = K⁺ + Cl^- + H₂O ,

H⁺ + OH^- = H₂O .

Таким образом, реакции в растворах практически необратимо протекают в сторону реакции, протекающей с образованием осадков, газов, слабых электролитов.

Пример 2. В растворе присутствуют вещества: NaCl, CuCl₂. Какие из этих веществ будут взаимодействовать с хроматом калия? Составить молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.

Решение. Составим молекулярные уравнения реакций

2NaCl + K₂CrO₄ = Na₂CrO₄ + 2KCl;

Cu Cl₂ + K₂CrO₄ = CuCrO₄ + 2KCl.

Используя таблицу растворимости солей, кислот и оснований в воде (см. табл.4), находим, что исходные вещества NaCl, CuCl₂, K₂CrO₄ и образующиеся в результате протекающей в растворе реакции обмена, Na₂CrO₄ и KCl являются растворимыми в воде солями, т.е являются сильными электролитами и находятся в растворе в виде ионов. CuCrO₄ является нерастворимым в воде соединением и находится в растворе в молекулярном виде. Составим ионно-молекулярные уравнения реакций

2 Na⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + CrO₄^2- = 2Na⁺ + CrO₄^2- + 2K⁺ + 2Cl^-

C u²⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + CrO₄^2- = CuCrO₄^2- + 2K⁺ + 2Cl^-

П ри взаимодействии хлорида меди и хромата калия протекает реакция с образованием нерастворимого в воде соединения хромат меди. Реакция может быть записана кратким ионно–молекулярным уравнением

Cu²⁺ + CrO₄^2- = CuCrO₄^2- .

4.2. Гидролиз солей

Практика показывает, что водные растворы средних солей могут иметь кислую, нейтральную или основную (щелочную) реакцию, хотя в формуле этих соединений они не содержат ни водородных, ни гидроксидных ионов. Объяснение этому факту можно найти во взаимодействии ионов соли с водой с образованием слабого электролита. Обменная реакция между солью и водой называется гидролизом соли.

Возможны три случая гидролиза:

1.Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз, например карбоната натрия, протекает следующим образом:

I ступень. Na₂CO₃ + HOH = NaHCO₃ + NaOH

CO₃^2- + HOH = HCO₃^- + OH^-,

II ступень. NaHCO₃ + HOH = H₂CO₃ + NaOH

HCO₃^- + HOH = H₂CO₃ + OH^-.

При гидролизе ионы CO₃^2- связывают ионы H⁺ из воды в слабый электролит HCO₃^-. Ионы Na⁺ не могут связать OH^- в молекулы, т.к. NaOH является сильным электролитом. В растворе создается избыток OH^-, поэтому раствор приобретает щелочную реакцию (pH >7).

2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз, например хлорида алюминия, протекает в три ступени:

I ступень. AlCl₃ + HOH = Al (OH)Cl₂ +HCl

Al³⁺ + HOH = [Al (OH)]²⁺ + H⁺,

II ступень. Al (OH)Cl₂ + HOH = Al (OH)₂Cl + HCl

[Al (OH)]²⁺ + HOH = [Al (OH)₂]⁺ + H⁺,

III ступень практически не протекает.

При гидролизе ионы Al³⁺ связывают ионы OH^- из воды в слабый электролит [Al (OH)]²⁺. Ионы Cl^- не могут связать H⁺ в молекулы, т.к. HCl является сильным электролитом. В растворе создается избыток H⁺, поэтому раствор приобретает кислую реакцию (pH <7).

3. Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. Гидролиз, например карбоната аммония,

(NH₄)₂CO₃ +HOH = NH₄OH + NH₄HCO₃

NH₄⁺ +CO₃^2- + HOH = NH₄OH + HCO₃^-.

При гидролизе ионы соли одновременно связывают ионы H⁺ и OH^- из воды в слабые электролиты. Реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания (силы кислоты и основания).

Если константа диссоциации кислоты больше константы диссоциации основания, раствор имеет кислую реакцию (pH < 7).

Если константа диссоциации кислоты меньше константы диссоциации основания, раствор имеет щелочную реакцию (pH >7).

Так, реакция водного раствора (NH₄)₂CO₃ слабощелочная, т.к. константа диссоциации NH₄OH больше константы диссоциации HCO₃^-.

Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями, например сульфат калия – K₂SO_4, гидролизу не подвергаются. Раствор будет иметь нейтральную реакцию.