Условие задачи
Записать в ионном и молекулярном виде реакцию: NaHSO4 + Ba(NO3)2 =
Решение
Наша задача относится к неорганической химии, а именно к реакциям обмена (двойного обмена) с осаждением. Здесь реагенты – натриевый гидросульфат (NaHSO₄) и барий нитрат (Ba(NO₃)₂). При их взаимодействии за счёт обмена ионов образуется нерастворимый сульфат бария (BaSO₄) – осадок, а оставшиеся ионы располагаются в растворённом виде.
Ниже распишем подробное решение.
─────────────────────────────
1. Молекулярное уравнение
Для написания полного уравнения нужно определить, какие продукты могут образоваться. Ионы Na⁺ и NO₃⁻ – обычно являются содуществующими (зрители), а источник сульфатной группы – HSO₄⁻. В водном растворе ион гидросульфат может частично превращаться в сульфат, отдавая протон:
HSO₄⁻ + H₂O ⇌ SO₄²⁻ + H₃O⁺ (условно можно записать как HSO₄⁻ → H⁺ + SO₄²⁻, если реакции осаждения способствуют превращению гидросульфата в сульфат).
При наличии Ba²⁺, который резко образует нерастворимый сульфат, реакция протекает практически полностью:
Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄(s).
Чтобы вещество, отдавшее HSO₄⁻, оказалось в сбалансированном уравнении, подберём стехиометрию так, чтобы с каждой сульфатной группой из двух молекул NaHSO₄ образялась сульфатная группа для образования осадка, а оставшиеся натриевые ионы сформировали сульфат натрия, а высвободившиеся протоны – прореагировали с NO₃⁻ и образовали азотную кислоту. Таким образом, молекулярное уравнение принимает вид:
Ba(NO₃)₂(aq) + 2 NaHSO₄(aq) → BaSO₄(s) + Na₂SO₄(aq) + 2 HNO₃(aq).
Проверим баланс элементов:
• Ba: левая – 1, правая – 1
• Na: левая – 2, правая – 2
• S: левая – 2 (в 2 NaHSO₄), правая – 1 (в BaSO₄) + 1 (в Na₂SO₄) = 2
• N: левая – 2 (в Ba(NO₃)₂), правая – 2 (в 2 HNO₃)
• H: левая – 2 (по одному в каждой NaHSO₄), правая – 2 (в 2 HNO₃)
• O: подсчитаем общее число атомов кислорода также сходится
─────────────────────────────
2. Полное ионное уравнение
Разбиваем все сильно диссоциирующиеся вещества на ионы (осадок остаётся в виде молекул):
Левые части:
Ba(NO₃)₂(aq) → Ba²⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq)
2 NaHSO₄(aq) → 2 Na⁺(aq) + 2 HSO₄⁻(aq)
Правые части:
BaSO₄(s) остаётся как есть (не диссоциирует)
Na₂SO₄(aq) → 2 Na⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)
2 HNO₃(aq) → 2 H⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq)
Таким образом получаем полное ионное уравнение:
Ba²⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq) + 2 Na⁺(aq) + 2 HSO₄⁻(aq) →
BaSO₄(s) + 2 Na⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + 2 H⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq).
─────────────────────────────
3. Сокращённое (нейтральное) ионное уравнение
Вычеркиваем ионы, которые присутствуют по обе стороны уравнения (спектаторные ионы: 2 Na⁺ и 2 NO₃⁻):
Остаётся:
Ba²⁺(aq) + 2 HSO₄⁻(aq) → BaSO₄(s) + 2 H⁺(aq).
Это и есть основное изменение: два гидросульфатных иона превращаются (отдав протон) в один сульфатный ион, который соединяется с Ba²⁺ с образованием нерастворимого осадка, а два высвободившихся протона уходят в раствор.
─────────────────────────────
Ответ
Молекулярное уравнение:
Ba(NO₃)₂(aq) + 2 NaHSO₄(aq) → BaSO₄(s) + Na₂SO₄(aq) + 2 HNO₃(aq)
Полное ионное уравнение:
Ba²⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq) + 2 Na⁺(aq) + 2 HSO₄⁻(aq) →
BaSO₄(s) + 2 Na⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + 2 H⁺(aq) + 2 NO₃⁻(aq)
Сокращённое (нетто) ионное уравнение:
Ba²⁺(aq) + 2 HSO₄⁻(aq) → BaSO₄(s) + 2 H⁺(aq)
Таким образом, реакция относится к обменным реакциям с осаждением в неорганической химии, и выше приведено подробное решение с использованием правил записи ионных уравнений без применения LaTeX (все формулы записаны с помощью символов Unicode).