Для составления уравнений взаимодействия гидроксида бария с оксидом углерода (IV) в водном растворе, начнем с понимания самих веществ и их реакций.
Гидроксид бария (Ba(OH)₂) — это сильное основание, которое в водном растворе полностью диссоциирует на ионы:
[ \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^- ]
Оксид углерода (IV) или углекислый газ (CO₂) в воде реагирует с образованием угольной кислоты, которая также может диссоциировать:
[ \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 ]
Угольная кислота (H₂CO₃) — это слабая кислота, которая частично диссоциирует на ионы:
[ \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- ]
[ \text{HCO}_3^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} ]
Теперь рассмотрим реакцию взаимодействия гидроксида бария и углекислого газа. В результате реакции образуется карбонат бария (BaCO₃), который выпадает в осадок, и вода:
Молекулярное уравнение:
[ \text{Ba(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{BaCO}_3 \downarrow + \text{H}_2\text{O} ]
Полное ионное уравнение:
[ \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^- + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{BaCO}_3 \downarrow + 2\text{OH}^- ]
Здесь мы учитываем, что в водном растворе CO₂ взаимодействует с водой, образуя ионы, но в данном случае, поскольку конечный продукт BaCO₃ является нерастворимым, мы можем записать его в виде осадка.
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{Ba}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{BaCO}_3 \downarrow ]
Это уравнение показывает, что ионы бария из раствора соединяются с карбонат-ионом, образуя осадок карбоната бария.
Таким образом, в водном растворе гидроксид бария и углекислый газ реагируют с образованием нерастворимого карбоната бария и воды.