Задания № 8, 9 · ОГЭ

Условия протекания реакций обмена в растворах

Как понять, пойдёт ли реакция между электролитами в водном растворе

6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Реакция обмена в растворе возможна, если после обмена ионами образуется хотя бы одно вещество, почти не распадающееся на ионы: осадок, газ или слабый электролит. Чаще всего таким слабым электролитом оказывается вода.

Сущность реакции обмена в растворе

Реакция обмена — это реакция между сложными веществами, в которой частицы обмениваются составными ионами. В растворах электролиты распадаются на ионы, поэтому возможность реакции определяют не только по молекулярному уравнению, но и по тому, что происходит с ионами. Подробнее способ записи таких превращений разобран на странице молекулярного и ионного уравнения.

Реакция обмена в растворе

Реакция обмена в растворе — превращение, при котором ионы двух растворимых электролитов меняются партнёрами, а один из продуктов удаляется из раствора в виде осадка, газа или слабого электролита.

Правило протекания реакции обмена

Для водных растворов реакция обмена практически идёт до конца, если среди продуктов образуется хотя бы одно вещество, которое выводится из ионного равновесия: нерастворимый осадок, газ или слабый электролит. Если все вещества остаются растворимыми сильными электролитами, заметной реакции обмена нет.

\[\text{реакция обмена возможна} \Longleftrightarrow \text{осадок} \;\lor\; \text{газ} \;\lor\; \text{слабый электролит}\]

Условия реакции обычно проверяют после составления продуктов обмена. Нельзя считать реакцию возможной только потому, что формулы продуктов удалось записать: необходимо установить их растворимость и способность распадаться на ионы.

Три признака протекания реакции

1. Образование осадка

Осадок появляется, если среди продуктов есть малорастворимое или нерастворимое вещество. Например, при смешивании растворов нитрата серебра и хлорида натрия образуется белый осадок хлорида серебра.

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃Осадок AgCl удаляется из раствора; реакция идёт практически до конца.

Сокращённое ионное уравнение этой реакции: \(\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}\). Подробная проверка растворимости выполняется по правилам реакции образования осадка.

2. Выделение газа

Газ образуется, если продукт реакции не может оставаться в растворе и уходит в виде пузырьков. Кислоты реагируют с карбонатами и гидрокарбонатами с выделением углекислого газа. Некоторые реакции обмена сопровождаются образованием сероводорода, аммиака или других газов.

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂↑Карбонат-ион превращается сначала в угольную кислоту, которая распадается на воду и углекислый газ.

Сокращённое ионное уравнение: \(\mathrm{2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow}\). Образование газа изучается также на странице реакция с выделением газа.

3. Образование слабого электролита

Слабый электролит диссоциирует лишь частично, поэтому его образование уменьшает содержание свободных ионов. Самый частый пример — вода при реакции кислоты со щёлочью. Это реакция нейтрализации.

HCl + NaOH → NaCl + H₂OИоны H^+ и OH^- связываются в молекулы воды.

\[\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\]

Вода — слабый электролит; её свойства и роль в равновесии рассмотрены на странице вода как слабый электролит. К слабым электролитам также относят слабые кислоты и основания, например уксусную кислоту \(4\mathrm{CH_3COOH}\) и гидроксид аммония в школьной записи.

Микро-проверка

Какая пара растворов обязательно реагирует с образованием осадка?

Алгоритм определения возможности реакции

Для экзаменационных заданий удобно действовать по одному алгоритму. Он подходит для большинства реакций между растворами кислот, оснований и солей.

Запишите формулы исходных веществ и определите их ионы.
Составьте продукты обмена: катион первого вещества соедините с анионом второго, а катион второго — с анионом первого.
Проверьте растворимость продуктов. Если образовался осадок, поставьте стрелку вниз \(\downarrow\).
Проверьте возможность образования газа. Особенно внимательно рассмотрите карбонаты, гидрокарбонаты, сульфиты и соли аммония.
Проверьте, не образовались ли вода или другой слабый электролит.
Если ни одного признака нет, запишите: реакция обмена не протекает, или составьте условное молекулярное уравнение только при наличии специального условия.

Приём для быстрого решения

Сначала ищите «особые» ионы: \(\mathrm{H^+}\) и \(\mathrm{OH^-}\) дают воду; \(\mathrm{CO_3^{2-}}\) с кислотой даёт \(\mathrm{CO_2}\); многие пары ионов образуют осадки. Если все продукты — растворимые сильные электролиты, обмен не имеет движущей силы.

Разобранный пример

Определим, будет ли реакция между растворами сульфата меди(II) и гидроксида натрия. Запишем молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения.

№

Пример

Смешали растворы \(\mathrm{CuSO_4}\) и \(\mathrm{NaOH}\). Нужно определить возможность реакции и записать её уравнения.

Составляем продукты обмена: медь(II) соединяется с гидроксид-ионом, натрий — с сульфат-ионом.

\(\displaystyle \mathrm{CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 + Na_2SO_4}\)

Проверяем растворимость. Гидроксид меди(II) нерастворим, поэтому обозначаем его осадком.

\(\displaystyle \mathrm{CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}\)

Записываем вещества в виде ионов; осадок Cu(OH)_2 на ионы не распадается.

\(\displaystyle \mathrm{Cu^{2+} + SO_4^{2-} + 2Na^+ + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + 2Na^+ + SO_4^{2-}}\)

Сокращаем ионы-наблюдатели Na^+ и SO_4^{2-}.

\(\displaystyle \mathrm{Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow}\)

Итак, реакция идёт из-за образования осадка гидроксида меди(II). Ионы натрия и сульфат-ионы не изменяются и называются ионами-наблюдателями.

Когда реакция обмена не идёт

Рассмотрим смешивание растворов нитрата калия и хлорида натрия. Формально можно поменять ионы местами: получатся нитрат натрия и хлорид калия. Однако оба продукта хорошо растворимы и являются сильными электролитами.

KNO₃ + NaCl → KCl + NaNO₃Условная запись обмена; в растворе нет самостоятельной реакции.

Полное ионное уравнение после распада всех растворимых веществ совпадает с исходным набором ионов. Сокращённого ионного уравнения не получается, потому что сокращать нечего. Это означает отсутствие реакции обмена.

Частые ошибки

1. Считать любую перестановку ионов реакцией. Нужен осадок, газ или слабый электролит. 2. Разлагать на ионы осадок, воду и газ. Они записываются молекулами. 3. Забывать индексы и заряды при составлении формул. 4. Путать растворимый гидроксид с нерастворимым: щёлочи \(\mathrm{NaOH}\), \(\mathrm{KOH}\) и \(\mathrm{Ba(OH)_2}\) растворимы, а большинство других гидроксидов — нет. 5. Делать вывод только по цвету раствора: цвет не является общим признаком реакции обмена.

Почему продукты удаляются из раствора

В растворе устанавливается равновесие между ионами и молекулами или твёрдым веществом. Если образуется осадок, газ или вода, часть ионов связывается и исчезает из раствора. Равновесие смещается в сторону продуктов, поэтому реакция идёт почти до конца. Общие представления о таком процессе связаны с темой равновесие в однородной системе, а концентрации веществ рассматриваются на странице равновесные концентрации.

Если продукт остаётся растворимым сильным электролитом, все ионы сохраняются в растворе. Тогда нет причины для направленного превращения: устанавливается лишь смешение растворов без химической реакции.

Выучить наизусть

В реакциях обмена в растворах проверяйте три результата: осадок, газ, слабый электролит. Есть хотя бы один — реакция возможна; нет ни одного — обмен не протекает.

Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса

Вопрос 1 / 4

Вопрос 1 из 4 · осадок

Какой продукт является причиной реакции \(\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4}\)?

Главное за минуту

Главное

Реакция обмена в растворе идёт практически до конца при образовании осадка, газа или слабого электролита.
Осадок обозначают \(\downarrow\), газ — \(\uparrow\); воду и осадок не расписывают на ионы.
Алгоритм: составить продукты, проверить растворимость, газообразование и образование слабого электролита.
Если все продукты — растворимые сильные электролиты, сокращённого ионного уравнения нет и реакции обмена не происходит.
Ионы, не участвующие в превращении, сокращают как ионы-наблюдатели.