Πώς να γράψετε μια καθαρή ιωνική εξίσωση: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: Jason Gerald | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-19 22:12

Οι καθαρές ιοντικές εξισώσεις είναι μια σημαντική πτυχή της χημείας επειδή αντιπροσωπεύουν μόνο την κατάσταση της ύλης που αλλάζει σε μια χημική αντίδραση. Αυτή η εξίσωση χρησιμοποιείται συνήθως σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, διπλές αντιδράσεις αντικατάστασης και εξουδετέρωση οξέος-βάσης. Υπάρχουν τρία βασικά βήματα για τη σύνταξη μιας καθαρής ιοντικής εξίσωσης: εξισορρόπηση της μοριακής εξίσωσης, μετατροπή της σε πλήρως ιονική εξίσωση (πώς κάθε τύπος ουσίας υπάρχει σε διάλυμα) και συγγραφή μιας καθαρής ιοντικής εξίσωσης.

Βήμα

Μέρος 1 από 2: Κατανόηση των στοιχείων των ιοντικών εξισώσεων

Βήμα 1. Γνωρίστε τη διαφορά μεταξύ μιας μοριακής ένωσης και μιας ιοντικής ένωσης

Το πρώτο βήμα για τη σύνταξη μιας καθαρής ιοντικής εξίσωσης είναι ο εντοπισμός των ιοντικών ενώσεων της αντίδρασης. Οι ιοντικές ενώσεις είναι ενώσεις που θα ιονιστούν σε υδατικό διάλυμα και έχουν φορτίο. Οι μοριακές ενώσεις είναι ενώσεις που δεν έχουν ποτέ φορτίο. Αυτές οι ενώσεις σχηματίζονται από δύο μη μέταλλα και συχνά αναφέρονται ως ομοιοπολικές ενώσεις.

• Οι ιοντικές ενώσεις μπορούν να σχηματιστούν από μέταλλα και μη μέταλλα, μέταλλα και πολυατομικά ιόντα ή πολλά πολυατομικά ιόντα.
• Εάν δεν είστε σίγουροι για μια ένωση, αναζητήστε τα στοιχεία αυτής της ένωσης στον περιοδικό πίνακα.

Βήμα 2. Προσδιορίστε τη διαλυτότητα μιας ένωσης

Δεν είναι όλες οι ιοντικές ενώσεις διαλυτές σε υδατικό διάλυμα. Έτσι, η ένωση δεν θα διαλυθεί σε μεμονωμένα ιόντα. Πρέπει να προσδιορίσετε τη διαλυτότητα κάθε ένωσης πριν συνεχίσετε με την υπόλοιπη εξίσωση. Ακολουθεί μια σύντομη περίληψη των κανόνων για τη διαλυτότητα. Αναζητήστε τους πίνακες διαλυτότητας για περισσότερες λεπτομέρειες και εξαιρέσεις από αυτούς τους κανόνες.

• Ακολουθήστε αυτούς τους κανόνες με τη σειρά που αναφέρεται παρακάτω:
• Όλο το αλάτι Na⁺, Κ⁺, και ΝΗ₄⁺ μπορεί να διαλυθεί.
• Όλο το αλάτι ΟΧΙ₃^-, Γ₂Η₃Ο₂^-, ClO₃^-, και ClO₄^- μπορεί να διαλυθεί.
• Όλο το αλάτι Αγ⁺, Pb²⁺, και Hg₂²⁺ δεν μπορεί να διαλυθεί.
• Όλα Cl. Αλάτι^-, Br^-, και εγώ^- μπορεί να διαλυθεί.
• Όλα τα άλατα CO₃^2-, Ο^2-, S^2-, Ω^-, ΠΟ₄^3-, CrO₄^2-, Cr₂Ο₇^2-, και έτσι₃^2- αδιάλυτο (με λίγες εξαιρέσεις).
• Όλο το αλάτι ΛΟΙΠΟΝ₄^2- διαλυτό (με λίγες εξαιρέσεις).

Βήμα 3. Προσδιορίστε τα κατιόντα και τα ανιόντα σε μια ένωση

Ένα κατιόν είναι ένα θετικό ιόν σε μια ένωση και είναι συνήθως ένα μέταλλο. Τα ανιόντα είναι μη μεταλλικά αρνητικά ιόντα σε μια ένωση. Ορισμένα μη μέταλλα μπορούν να σχηματίσουν κατιόντα, αλλά τα μέταλλα θα σχηματίζουν πάντα κατιόντα.

Για παράδειγμα, στο NaCl, το Na είναι ένα θετικά φορτισμένο κατιόν επειδή το Na είναι ένα μέταλλο, ενώ το Cl είναι ένα αρνητικά φορτισμένο ανιόν επειδή το Cl είναι ένα μη μέταλλο

Βήμα 4. Προσδιορίστε τα πολυατομικά ιόντα στην αντίδραση

Τα πολυατομικά ιόντα είναι φορτισμένα μόρια που συγκρατούνται τόσο σφιχτά ώστε να μην διαλύονται σε χημικές αντιδράσεις. Είναι σημαντικό να αναγνωρίζουμε τα πολυατομικά ιόντα επειδή έχουν ένα συγκεκριμένο φορτίο και δεν χωρίζονται στα επιμέρους στοιχεία τους. Τα πολυατομικά ιόντα μπορούν να φορτιστούν θετικά ή αρνητικά.

• Εάν παρακολουθείτε ένα κανονικό μάθημα χημείας, πιθανότατα θα σας ζητηθεί να θυμηθείτε μερικά από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πολυατομικά ιόντα.
• Ορισμένα πολυατομικά ιόντα περιλαμβάνουν CO₃^2-, ΟΧΙ₃^-, ΟΧΙ₂^-, ΕΤΣΙ₄^2-, ΕΤΣΙ₃^2-, ClO₄^-, και ClO₃^-.
• Υπάρχουν πολλά άλλα πολυατομικά ιόντα και μπορείτε να τα βρείτε στους πίνακες στο βιβλίο χημείας σας ή στο διαδίκτυο.

Μέρος 2 από 2: Γράφοντας μια καθαρή ιωνική εξίσωση

Βήμα 1. Εξισορροπήστε την πλήρη μοριακή εξίσωση

Πριν γράψετε μια καθαρή ιονική εξίσωση, πρέπει πρώτα να βεβαιωθείτε ότι η αρχική σας εξίσωση είναι στην πραγματικότητα ισοδύναμη. Για να εξισορροπήσετε μια εξίσωση, προσθέτετε συντελεστές μπροστά από τις ενώσεις έως ότου ο αριθμός ατόμων για κάθε στοιχείο και στις δύο πλευρές της εξίσωσης είναι ο ίδιος.

• Γράψτε τον αριθμό των ατόμων που αποτελούν κάθε ένωση και στις δύο πλευρές της εξίσωσης.
• Προσθέστε τους συντελεστές μπροστά από τα στοιχεία μη οξυγόνου και υδρογόνου για να ισορροπήσετε κάθε πλευρά.
• Ισορροπήστε τα άτομα υδρογόνου.
• Ισορροπήστε τα άτομα οξυγόνου.
• Μετρήστε τον αριθμό ατόμων σε κάθε πλευρά της εξίσωσης για να βεβαιωθείτε ότι είναι τα ίδια.
• Για παράδειγμα, Cr + NiCl₂ CrCl₃ + Νι σε 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3Νι.

Βήμα 2. Προσδιορίστε την κατάσταση της ύλης κάθε ένωσης στην εξίσωση

Συχνά, μπορείτε να προσδιορίσετε λέξεις -κλειδιά σε ένα πρόβλημα που δηλώνει την ουσία κάθε ένωσης. Υπάρχουν διάφοροι κανόνες που θα σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε την ουσία ενός στοιχείου ή ένωσης.

• Εάν η μορφή της ουσίας ενός στοιχείου δεν αναφέρεται, χρησιμοποιήστε τη μορφή της ουσίας στον περιοδικό πίνακα.
• Εάν μια ένωση είναι ένα διάλυμα, μπορείτε να το γράψετε ως υδατικό ή (aq).
• Εάν υπάρχει νερό στην εξίσωση, προσδιορίστε εάν η ιοντική ένωση θα διαλυθεί ή όχι χρησιμοποιώντας τον πίνακα διαλυτότητας. Εάν η ένωση έχει υψηλή διαλυτότητα, η ένωση είναι υδατική (aq). Εάν η ένωση έχει χαμηλή διαλυτότητα, η ένωση είναι στερεό (α).
• Ελλείψει νερού, η ιοντική ένωση είναι ένα στερεό (α).
• Εάν η ερώτηση αναφέρει ένα οξύ ή μια βάση, αυτή η ένωση είναι υδατική (aq).
• Για παράδειγμα, 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3Ni. Τα Cr και Ni σε στοιχειακή μορφή είναι στερεά. NiCl₂ και CrCl₃ Είναι μια διαλυτή ιοντική ένωση. Έτσι, και οι δύο ενώσεις είναι υδατικές. Αν ξαναγραφεί, η εξίσωση αυτή γίνεται: 2Cr_(μικρό) + 3NiCl_{2 (aq)} 2CrCl_{3 (aq)} + 3Νι_(μικρό).

Βήμα 3. Προσδιορίστε τι είδους ένωση θα διαλυθεί (διαχωριστεί σε κατιόντα και ανιόντα) σε διάλυμα

Όταν ένας τύπος ή ένωση διαλύεται, χωρίζεται σε θετικά στοιχεία (κατιόντα) και αρνητικά στοιχεία (ανιόντα). Αυτές είναι οι ενώσεις που εξισορροπούνται στο τέλος για μια καθαρή ιοντική εξίσωση.

• Στερεά, υγρά, αέρια, μοριακά στοιχεία, ιοντικές ενώσεις με χαμηλή διαλυτότητα, πολυατομικά ιόντα και ασθενή οξέα δεν διαλύονται.
• Οι ιοντικές ενώσεις με υψηλή διαλυτότητα (χρησιμοποιήστε πίνακα διαλυτότητας) και ισχυρά οξέα θα ιονιστούν 100% (HCl_(ΕΓΩ), HBr_(ΕΓΩ), ΓΕΙΑ_(ΕΓΩ), Η₂ΕΤΣΙ_{4 (aq)}, HClO_{4 (aq)}, και HNO_{3 (aq)}).
• Θυμηθείτε ότι αν και τα πολυατομικά ιόντα είναι αδιάλυτα, αν ήταν στοιχεία μιας ιοντικής ένωσης, θα είχαν διαλυθεί από αυτήν την ένωση.

Βήμα 4. Υπολογίστε το φορτίο κάθε διαλυμένου ιόντος

Θυμηθείτε ότι το μέταλλο θα είναι το θετικό κατιόν, ενώ το μη μέταλλο το αρνητικό ανιόν. Χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα, μπορείτε να καθορίσετε ποιο στοιχείο θα έχει πόση φόρτιση. Πρέπει επίσης να εξισορροπήσετε τα φορτία κάθε ιόντος στην ένωση.

• Στο παράδειγμά μας, NiCl₂ διαλύεται σε Ni²⁺ και Cl^- ενώ CrCl₃ διαλύεται σε Cr³⁺ και Cl^-.
• Το Ni έχει φορτίο 2+ επειδή το Cl έχει αρνητικό φορτίο, αλλά υπάρχουν 2 άτομα Cl. Έτσι, πρέπει να ισορροπήσουμε τα 2 αρνητικά ιόντα Cl. Το Cr έχει φορτίο 3+ επειδή πρέπει να ισορροπήσουμε τα 3 αρνητικά ιόντα Cl.
• Θυμηθείτε ότι τα πολυατομικά ιόντα έχουν ένα δικό τους φορτίο.

Βήμα 5. Ξαναγράψτε την εξίσωση με τις διαλυτές ιοντικές ενώσεις, χωρισμένες σε μεμονωμένα ιόντα

Οτιδήποτε είναι διαλυτό ή ιονισμένο (ένα ισχυρό οξύ) θα χωριστεί σε δύο διαφορετικά ιόντα. Η κατάσταση της ουσίας θα παραμείνει η ίδια (aq), αλλά πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η εξίσωση παραμένει ίση.

• Τα στερεά, τα υγρά, τα αέρια, τα ασθενή οξέα και οι ιοντικές ενώσεις με χαμηλή διαλυτότητα, δεν αλλάζουν σχήμα ούτε διαχωρίζονται σε ιόντα. Απλά αφήστε αυτές τις ουσίες ήσυχες.
• Τα μόρια διαλύονται σε διάλυμα. Έτσι, η μορφή της ουσίας θα αλλάξει σε (aq). Οι τρεις εξαιρέσεις που δεν γίνονται (aq) είναι: CH_{4 (g)}, Γ₃Η_{8 (g)}, και Γ₈Η_{18 (λ)}.
• Τελειώνοντας το παράδειγμά μας, η συνολική ιοντική εξίσωση θα μοιάζει με αυτήν: 2Cr_(μικρό) + 3Νι²⁺_(ΕΓΩ) + 6Cl^-_(ΕΓΩ) 2Cr³⁺_(ΕΓΩ) + 6Cl^-_(ΕΓΩ) + 3Νι_(μικρό)Το Αν και το Cl δεν είναι μια ένωση, δεν είναι διατομικό. Έτσι, πολλαπλασιάζουμε τον συντελεστή με τον αριθμό των ατόμων στην ένωση για να πάρουμε 6 Cl ιόντα και στις δύο πλευρές της εξίσωσης.

Βήμα 6. Εξαλείψτε τα ιόντα θεατή αφαιρώντας πανομοιότυπα ιόντα σε κάθε πλευρά της εξίσωσης

Μπορείτε να αφαιρέσετε ιόντα μόνο εάν είναι 100% πανομοιότυπα και από τις δύο πλευρές (φόρτιση, μικρός αριθμός στο κάτω μέρος κλπ.). Ξαναγράψτε την αντίδραση χωρίς να αφαιρεθεί η ουσία.

• Ολοκληρώνοντας το παράδειγμα, υπάρχουν 6 φασματικά ιόντα Cl^- σε κάθε πλευρά που μπορεί να αφαιρεθεί. Η καθαρή ιονική εξίσωση είναι τελικά 2Cr_(μικρό) + 3Νι²⁺_(ΕΓΩ) 2Cr³⁺_(ΕΓΩ) + 3Ni_(μικρό).
• Για να ελέγξετε αν η απάντησή σας είναι σωστή, το συνολικό φορτίο στην πλευρά του αντιδρώντος θα πρέπει να ισούται με το συνολικό φορτίο στην πλευρά του προϊόντος στην καθαρή ιοντική εξίσωση.