Краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O описывает нейтрализацию, то есть реакцию между ионом водорода (H⁺) и гидроксид-ионом (OH⁻), в результате которой образуется вода. Это обобщенное уравнение применяется для различных кислот и оснований. Рассмотрим каждую из предложенных реакций:
H₂CO₃ и KOH:
Углекислота (H₂CO₃) является слабой двухосновной кислотой и может взаимодействовать с гидроксидом калия (KOH), который является сильным основанием. В ионной форме реакции это будет выглядеть следующим образом:
[ H₂CO₃ + 2KOH → K₂CO₃ + 2H₂O ]
В ионной форме:
[ H₂CO₃ → 2H⁺ + CO₃^{2-} ]
[ KOH → K⁺ + OH⁻ ]
Полное ионное уравнение:
[ 2H⁺ + CO₃^{2-} + 2K⁺ + 2OH⁻ → 2K⁺ + CO₃^{2-} + 2H₂O ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ 2H⁺ + 2OH⁻ → 2H₂O ]
Таким образом, краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O верно для этой реакции.
H₃PO₄ и Fe(OH)₂:
Фосфорная кислота (H₃PO₄) является трехосновной кислотой, а гидроксид железа(II) (Fe(OH)₂) является слабым основанием. В ионной форме реакция выглядит так:
[ 2H₃PO₄ + 3Fe(OH)₂ → Fe₃(PO₄)₂ + 6H₂O ]
Полное ионное уравнение:
[ 6H⁺ + 2PO₄^{3-} + 3Fe^{2+} + 6OH⁻ → Fe₃(PO₄)₂ + 6H₂O ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ 6H⁺ + 6OH⁻ → 6H₂O ]
В данном случае краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O также применимо.
HCl и KOH:
Хлорид водорода (HCl) является сильной одноосновной кислотой, а гидроксид калия (KOH) — сильным основанием. В этой реакции:
[ HCl + KOH → KCl + H₂O ]
В ионной форме:
[ HCl → H⁺ + Cl⁻ ]
[ KOH → K⁺ + OH⁻ ]
Полное ионное уравнение:
[ H⁺ + Cl⁻ + K⁺ + OH⁻ → K⁺ + Cl⁻ + H₂O ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ H⁺ + OH⁻ → H₂O ]
Таким образом, краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O точно соответствует этой реакции.
HCl и Fe(OH)₃:
Хлорид водорода (HCl) — сильная кислота, а гидроксид железа(III) (Fe(OH)₃) — слабое основание. В этой реакции:
[ 3HCl + Fe(OH)₃ → FeCl₃ + 3H₂O ]
В ионной форме:
[ HCl → H⁺ + Cl⁻ ]
[ Fe(OH)₃ → Fe^{3+} + 3OH⁻ ]
Полное ионное уравнение:
[ 3H⁺ + 3Cl⁻ + Fe^{3+} + 3OH⁻ → Fe^{3+} + 3Cl⁻ + 3H₂O ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ 3H⁺ + 3OH⁻ → 3H₂O ]
В данном случае, краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O также применимо.
Следовательно, краткое ионное уравнение H⁺ + OH⁻ → H₂O соответствует взаимодействию веществ во всех предложенных вариантах.