Составьте уравнение реакции ионного обмена карбоната натрия с серной кислотой в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Когда карбонат натрия (Na₂CO₃) реагирует с серной кислотой (H₂SO₄), происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуются два продукта: сульфат натрия (Na₂SO₄) и углекислый газ (CO₂), который выделяется в виде газа, а также вода (H₂O). Чтобы составить уравнение реакции в различных формах, начнём с молекулярного уравнения.

Молекулярное уравнение:

На молекулярном уровне мы пишем полные химические формулы веществ, не разделяя их на ионы: $\text{Na}_2\text{CO}_3 (aq) + \text{H}_2\text{SO}_4 (aq) \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) + \text{CO}_2 (g) + \text{H}_2\text{O} (l)$

Полное ионное уравнение:

Чтобы составить полное ионное уравнение, нужно представить растворённые вещества в виде ионов. Карбонат натрия и сульфат натрия в растворе диссоциируют на ионы, а серная кислота тоже распадается на ионы водорода и сульфат-ионы. Углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O) не диссоциируют в растворе, так что их в ионном уравнении не будет.

Полное ионное уравнение: $2\text{Na}^+ (aq) + \text{CO}_3^{2-} (aq) + 2\text{H}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) \rightarrow 2\text{Na}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + \text{CO}_2 (g) + \text{H}_2\text{O} (l)$

Краткое ионное уравнение:

Для краткого ионного уравнения нужно исключить ионы, которые не участвуют в реакции, т. е. те, что присутствуют как в левой, так и в правой части уравнения. В данном случае это ионы натрия (Na⁺) и сульфата (SO₄²⁻), которые не изменяются в ходе реакции.

Краткое ионное уравнение: $\text{CO}_3^{2-} (aq) + 2\text{H}^+ (aq) \rightarrow \text{CO}_2 (g) + \text{H}_2\text{O} (l)$

Таким образом, мы рассмотрели реакцию карбоната натрия с серной кислотой в молекулярном, полном и кратком ионном виде.