Для записи уравнений реакций в ионном виде необходимо учитывать, что сильные электролиты в водных растворах полностью диссоциируют на ионы. Это относится к таким веществам, как соли, сильные кислоты и основания.
Рассмотрим оба уравнения по отдельности:
- Na2HPO4 + NaOH = Na3PO4 + H2O
- Na2HPO4 → 2Na⁺ + HPO₄²⁻ (гидрофосфат натрия полностью диссоциирует на натрий и гидрофосфат ионы)
- NaOH → Na⁺ + OH⁻ (гидроксид натрия полностью диссоциирует на натрий и гидроксид ионы)
- Na3PO4 → 3Na⁺ + PO₄³⁻ (фосфат натрия полностью диссоциирует на натрий и фосфат ионы)
- H2O не диссоциирует в значительной степени в воде
Теперь запишем уравнение реакции в ионном виде:
[ \text{2Na}^+ + \text{HPO}_4^{2-} + \text{Na}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{3Na}^+ + \text{PO}_4^{3-} + \text{H}_2\text{O} ]
Исключим ионы, которые не изменяются в ходе реакции (это ионы натрия Na⁺):
[ \text{HPO}_4^{2-} + \text{OH}^- \rightarrow \text{PO}_4^{3-} + \text{H}_2\text{O} ]
- 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
- NaOH → Na⁺ + OH⁻ (гидроксид натрия полностью диссоциирует на натрий и гидроксид ионы)
- H3PO4 → H⁺ + H₂PO₄⁻ (фосфорная кислота в первом приближении диссоциирует на ионы водорода и дигидрофосфат ионы, но для полноты реакции можно учитывать полную диссоциацию)
- Na3PO4 → 3Na⁺ + PO₄³⁻ (фосфат натрия полностью диссоциирует на натрий и фосфат ионы)
- H2O не диссоциирует в значительной степени в воде
Теперь запишем уравнение реакции в ионном виде:
[ \text{3Na}^+ + \text{3OH}^- + \text{3H}^+ + \text{PO}_4^{3-} \rightarrow \text{3Na}^+ + \text{PO}_4^{3-} + \text{3H}_2\text{O} ]
Исключим ионы, которые не изменяются в ходе реакции (это ионы натрия Na⁺ и PO₄³⁻):
[ \text{3OH}^- + \text{3H}^+ \rightarrow \text{3H}_2\text{O} ]
Таким образом, уравнения в ионном виде будут выглядеть следующим образом:
[ \text{HPO}_4^{2-} + \text{OH}^- \rightarrow \text{PO}_4^{3-} + \text{H}_2\text{O} ]
[ \text{3OH}^- + \text{3H}^+ \rightarrow \text{3H}_2\text{O} ]
Эти уравнения показывают, какие ионы непосредственно участвуют в химической реакции, и помогают лучше понять процесс, который происходит в растворе.