Рассмотрим реакцию между сульфатом меди(II) (CuSO₄) и гидроксидом натрия (NaOH). Эта реакция является типичным примером реакции обмена, в которой происходит обмен ионами.
Молекулярное уравнение реакции
Сначала запишем молекулярное уравнение реакции:
[ \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 ]
Полное ионное уравнение
Для того чтобы записать полное ионное уравнение, необходимо представить все растворимые соли и основания в виде их ионов. CuSO₄ и NaOH являются растворимыми в воде и полностью диссоциируют на ионы:
[ \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} ]
[ 2\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- ]
Теперь, заменим в молекулярном уравнении эти соединения на их ионы:
[ \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} ]
Сокращенное (упрощенное) ионное уравнение
В сокращенном ионном уравнении исключаются ионы, которые не изменяются в ходе реакции (они называются «спектаторные ионы»). В данном случае это ионы натрия (\text{Na}^+) и сульфат-анионы (\text{SO}_4^{2-}):
[ \text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 ]
Таким образом, сокращенное ионное уравнение показывает только те ионы, которые действительно участвуют в образовании осадка или изменяются в ходе реакции.
Резюме:
Молекулярное уравнение:
[ \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 ]
Полное ионное уравнение:
[ \text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 ]
Эти уравнения демонстрируют превращения, происходящие в ходе химической реакции между CuSO₄ и NaOH.