Καθορισμός καθαρών ιωνικών εξισώσεων (Χημεία)

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να γράψετε εξισώσεις για χημικές αντιδράσεις. Μερικές από τις πιο συνηθισμένες είναι οι εξισορροπημένες εξισώσεις, οι οποίες υποδεικνύουν τα είδη που εμπλέκονται. ισορροπημένες χημικές εξισώσεις, που αναφέρουν τον αριθμό και τον τύπο των ειδών. μοριακές εξισώσεις, τα οποία εκφράζουν τις ενώσεις ως μόρια αντί των ιόντων συστατικών. και τις καθαρές ιονικές εξισώσεις, οι οποίες αφορούν μόνο τα είδη που συμβάλλουν στην αντίδραση. Βασικά, πρέπει να ξέρετε πώς να γράψετε τους πρώτους δύο τύπους αντιδράσεων για να πάρετε την καθαρή ιοντική εξίσωση.

Η καθαρή ιοντική εξίσωση είναι μια χημική εξίσωση για ένα αντίδραση που απαριθμεί μόνο τα είδη που συμμετέχουν στην αντίδραση. Η καθαρή ιοντική εξίσωση χρησιμοποιείται συνήθως σε όξινη βάση αντιδράσεις εξουδετέρωσης, αντιδράσεις διπλής μετατόπισης, και αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Με άλλα λόγια, η καθαρή ιοντική εξίσωση ισχύει για αντιδράσεις που είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες στο νερό.

Η καθαρή ιοντική εξίσωση για την αντίδραση που προκύπτει από την ανάμιξη 1 Μ HCl και 1 Μ NaOH είναι:
H⁺(υδατ.) + ΟΗ^-(aq) → Η₂O (l)
Το Cl^- και Na⁺ ιόντα δεν αντιδρούν και δεν περιλαμβάνονται στον κατάλογο καθαρή ιονική εξίσωση.

Υπάρχουν τρία βήματα για να γράψετε μια καθαρή ιοντική εξίσωση:

1. Ισορροπίστε τη χημική εξίσωση.
2. Γράψτε την εξίσωση σε όρους όλων των ιόντων στο διάλυμα. Με άλλα λόγια, σπάστε όλα τα ισχυρούς ηλεκτρολύτες στα ιόντα που σχηματίζουν σε υδατικό διάλυμα. Βεβαιωθείτε ότι αναφέρετε τον τύπο και τη φόρτιση κάθε ιόντος, χρησιμοποιήστε συντελεστές (αριθμοί μπροστά από το a είδος) για την ένδειξη της ποσότητας κάθε ιόντος και γράψτε (aq) μετά από κάθε ιόν για να δείξει ότι είναι σε υδατικό λύση.
3. Στην καθαρή ιοντική εξίσωση, όλα τα είδη με (τα), (1), και (g) θα παραμείνουν αμετάβλητα. Οποιοσδήποτε (aq) που παραμένει και στις δύο πλευρές της εξίσωσης (αντιδραστήρια και προϊόντα) μπορεί να ακυρωθεί. Αυτά ονομάζονται "ιόντων θεατών"και δεν συμμετέχουν στην αντίδραση.

Το κλειδί για να γνωρίζουμε ποια είδη διαχωρίζονται σε ιόντα και που σχηματίζουν στερεά (ιζήματα) πρέπει να είναι σε θέση αναγνωρίζουν μοριακές και ιοντικές ενώσεις, γνωρίζουν τα ισχυρά οξέα και βάσεις και προβλέπουν τη διαλυτότητα του ενώσεις. Οι μοριακές ενώσεις, όπως η σακχαρόζη ή η ζάχαρη, δεν διαχωρίζονται σε νερό. Οι ιωνικές ενώσεις, όπως το χλωριούχο νάτριο, διασπώνται σύμφωνα με τους κανόνες διαλυτότητας. Τα ισχυρά οξέα και οι βάσεις διαχωρίζονται πλήρως στα ιόντα, ενώ τα ασθενή οξέα και βάσεις αποσυντίθενται μόνο εν μέρει.

Για τις ιονικές ενώσεις, συμβάλλει στη διαβούλευση με τους κανόνες διαλυτότητας. Ακολουθήστε τους κανόνες με τη σειρά:

• Όλα τα άλατα αλκαλικών μετάλλων είναι διαλυτά. (π.χ., άλατα του Li, Na, Κ, κλπ. - συμβουλευτείτε ένα Περιοδικός Πίνακας αν δεν είστε βέβαιοι)
• Όλα τα NH₄⁺ τα άλατα είναι διαλυτά.
• Όλα τα NO₃^-, C₂H₃Ο₂^-, ClO₃^-, και ClO₄^- τα άλατα είναι διαλυτά.
• Όλα Αγ⁺, Pb²⁺, και Hg₂²⁺ τα άλατα είναι αδιάλυτα.
• Όλα τα Cl^-, Br^-, και εγώ^- τα άλατα είναι διαλυτά.
• Όλα τα CO₃^2-, Ο^2-, S^2-, ΟΗ^-, PO₄^3-, CrO₄^2-, Cr₂Ο₇^2-, και έτσι₃^2- τα άλατα είναι αδιάλυτα (με εξαιρέσεις).
• Όλα τα SO₄^2- τα άλατα είναι διαλυτά (με εξαιρέσεις).

Για παράδειγμα, ακολουθώντας αυτούς τους κανόνες γνωρίζετε ότι το θειικό νάτριο είναι διαλυτό, ενώ το θειικό σίδηρο δεν είναι.

Τα έξι ισχυρά οξέα που εντελώς αποσυνδέονται είναι HCl, HBr, HI, HNO₃, Η₂ΕΤΣΙ₄, ΗΟΟΟ₄. Τα οξείδια και τα υδροξείδια των μετάλλων αλκαλίων (ομάδα 1Α) και αλκαλικών γαιών (ομάδα 2Α) είναι ισχυρές βάσεις που απομακρύνονται πλήρως.

Για παράδειγμα, εξετάστε την αντίδραση μεταξύ χλωριούχου νατρίου και νιτρικού αργύρου σε νερό. Ας γράψουμε την καθαρή ιοντική εξίσωση.

Πρώτον, πρέπει να γνωρίζετε τους τύπους αυτών των ενώσεων. Είναι καλή ιδέα να απομνημονεύσετε κοινά ιόντα, αλλά αν δεν τα γνωρίζετε, αυτή είναι η αντίδραση, γραμμένη με (aq) ακολουθώντας το είδος για να δείξει ότι είναι στο νερό:

NaCl (υδατ.) + AgNO₃(aq) → NaNO₃(υδ) + AgCl (s)

Πώς γνωρίζετε τη μορφή νιτρικού αργύρου και χλωριούχου αργύρου και ότι το χλωριούχο άργυρο είναι στερεό; Χρησιμοποιήστε τους κανόνες διαλυτότητας για να προσδιορίσετε και τα δύο αντιδρώντα να διαχωριστούν σε νερό. Για να συμβεί μια αντίδραση, πρέπει να ανταλλάξουν ιόντα. Και πάλι χρησιμοποιώντας τους κανόνες διαλυτότητας, γνωρίζετε ότι το νιτρικό νάτριο είναι διαλυτό (παραμένει υδατικό) επειδή όλα τα άλατα αλκαλικών μετάλλων είναι διαλυτά. Χλωριούχα άλατα είναι αδιάλυτα, έτσι γνωρίζετε ότι το AgCl κατακρημνίζεται.

Γνωρίζοντας αυτό, μπορείτε να ξαναγράψετε την εξίσωση για να δείξετε όλα τα ιόντα (το πλήρη ιονική εξίσωση):

Na⁺(υδ) + Cl⁻​​(υδ) + Ag⁺(υδ) + ΟΧΙ₃​⁻​​(υδ) → Na⁺​​(υδ) + ΟΧΙ₃​⁻​​(υδ) + AgCl (μικρό)

Τα ιόντα νατρίου και νιτρικού άλατος υπάρχουν και στις δύο πλευρές της αντίδρασης και δεν αλλάζουν από την αντίδραση, έτσι μπορείτε να τα ακυρώσετε και από τις δύο πλευρές της αντίδρασης. Αυτό σας αφήνει με την καθαρή ιοντική εξίσωση:

Cl^-(υδ) + Αγ⁺(υδατ.) → AgCl (s)