Рассмотрим процесс взаимодействия между нитратом бария ( Ba(NO_3)_2 ) и сульфатом лития ( Li_2SO_4 ). Это реакция ионного обмена, которая происходит в растворе, если образуется осадок, газ или слабый электролит.
Уравнение реакции:
[
Ba(NO_3)_2 + Li_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2LiNO_3
]
Объяснение процесса:
- Нитрат бария (( Ba(NO_3)_2 )) и сульфат лития (( Li_2SO_4 )) диссоциируют в воде на ионы:
[
Ba(NO_3)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2NO_3^-
]
[
Li_2SO_4 \rightarrow 2Li^+ + SO_4^{2-}
]
- При смешивании этих растворов ионы ( Ba^{2+} ) и ( SO_4^{2-} ) взаимодействуют, образуя нерастворимое вещество — сульфат бария (( BaSO_4 )), который выпадает в осадок:
[
Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow
]
- Оставшиеся ионы (( Li^+ ) и ( NO_3^- )) остаются в растворе, образуя растворимое соединение — нитрат лития (( LiNO_3 )).
Условия реакции:
- Реакция происходит в водном растворе.
- Сульфат бария (( BaSO_4 )) является плохо растворимым веществом (его растворимость крайне низкая, около ( 1.05 \times 10^{-5} ) моль/л при 25 °C), поэтому он выпадает в осадок.
Ионное уравнение:
Полное ионное уравнение:
[
Ba^{2+} + 2NO_3^- + 2Li^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2Li^+ + 2NO_3^-
]
Сокращенное ионное уравнение (убираем «зрительские» ионы ( Li^+ ) и ( NO_3^- ), которые не участвуют в образовании осадка):
[
Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow
]
Результат:
- Осадок: ( BaSO_4 ), белого цвета.
- Раствор: содержит ионы ( Li^+ ) и ( NO_3^- ), которые образуют растворимый нитрат лития.
Вывод:
Реакция между нитратом бария и сульфатом лития является типичным примером реакции ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый осадок ( BaSO_4 ) и растворимое соединение ( LiNO_3 ).