Давайте рассмотрим ионное уравнение для реакции между ортофосфорной кислотой (H₃PO₄) и кальцием (Ca). Прежде всего, обратим внимание на то, что ортофосфорная кислота является трехосновной кислотой и может диссоциировать в водном растворе, высвобождая ионы водорода (H⁺) и фосфат-ионы (PO₄³⁻). Кальций же является активным металлом и способен отдавать электроны, превращаясь в катионы кальция (Ca²⁺).
Исходное молекулярное уравнение:
[ 2H_3PO_4 + 3Ca \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2 ]
Первым делом разделим это уравнение на ионы, учитывая полную ионизацию кальция и частичную ионизацию ортофосфорной кислоты. В реакции участвуют следующие ионы и атомы:
- H₃PO₄ (в виде H⁺ и H₂PO₄⁻, поскольку не вся кислота ионизируется полностью)
- Ca (который отдает электроны и превращается в Ca²⁺)
Разложение H₃PO₄ на ионы в растворе можно представить как:
[ H_3PO_4 \rightleftharpoons 3H^+ + PO_4^{3-} ]
(учитывая, что ионизация может не доходить до конца и образуются также ионы H₂PO₄⁻ и HPO₄²⁻)
Реакция между кальцием и ионами водорода выглядит так:
[ Ca + 2H^+ \rightarrow Ca^{2+} + H_2 ]
Теперь, поскольку фосфат-ион PO₄³⁻ является зрителем в данной реакции, ионное уравнение будет выглядеть следующим образом:
[ 3Ca + 6H^+ \rightarrow 3Ca^{2+} + 3H_2 ]
Это ионное уравнение показывает, как кальций вступает в реакцию с ионами водорода, образуя катионы кальция и молекулярный водород. Фосфат-ионы в данном случае не участвуют в образовании продуктов реакции, они лишь переходят из одной фазы в другую, образуя в конечном счете осадок фосфата кальция Ca₃(PO₄)₂.