Какво е нетно йонно уравнение?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Нетното йонно уравнение е вид химично уравнение, използвано за представяне на реакции, включващи йонни вещества в разтвор, показващо само онези йони, които действително участват в реакцията . Причината, поради която се нарича нетно йонно уравнение, е, че всички наблюдаващи йони са елиминирани от общото йонно уравнение, т.е. тези, които въпреки че са част от първоначалните реагенти и въпреки че присъстват в разтвора, не участват в химическа реакция.

Нетните йонни уравнения са по-вярно представяне на това, което всъщност се случва, когато извършим химическа реакция между йонни съединения във воден разтвор. При разтваряне на йонно съединение, като сол или разтворим хидроксид, те се дисоциират под въздействието на разтворителя, който в този случай е вода. Както подсказва терминът, при дисоциация анионите и катионите на йонното съединение могат да реагират отделно , напълно независимо един от друг.

Нетните йонни уравнения и молекулярните уравнения

Нетните йонни уравнения са от голямо значение, тъй като те опростяват представянето на химическа реакция, която иначе може да се възприема като по-сложна, отколкото е в действителност. Въпреки това, химичните уравнения, които включват пълни йонни вещества с двата йона, преди да се дисоциират, все още са много важни и са необходими, за да направят много стехиометрични изчисления по-лесни. Тези реакции се наричат ​​молекулярни реакции , тъй като те представляват йонни съединения посредством формули, еквивалентни на неутралните молекулни формули на ковалентни съединения.

Молекулното уравнение съдържа стехиометричната информация, необходима за изчисляване на масите на реагентите, които действително можем да претеглим, както и масите на продуктите, които действително можем да получим в края на реакцията, след като разтворителят бъде отстранен.

Трябва да помним, че не можем да разделим йоните, които потвърждават йонно съединение, в две различни бутилки. Например, не можем да имаме бутилка, която съдържа само хлоридни йони, и друга, която съдържа само натриеви катиони. Анионите непременно ще бъдат свързани с катиони, когато не са в разтвор и следователно непременно ще бъдат претеглени заедно.

Пример за нетно йонно уравнение и неговите основни характеристики

Може да се напише илюстративен пример за нетно йонно уравнение за реакцията между калиев перманганат (KMnO 4 ) и натриев йодид (NaI), която произвежда молекулярен йод (I 2 ) и манганов (IV) оксид (MnO 2 ) в основна среда. Молекулното уравнение на тази реакция се дава от:

Чисто йонно уравнение в химията

В този случай молекулярното уравнение изглежда предполага, че калиевите йони по някакъв начин участват в химическата реакция на редукция на окисление. Това обаче не е така. Когато се напише нетното йонно уравнение на същата химична реакция, резултатът е:

Чисто йонно уравнение в химията

Както можете да видите, калиевият йон го няма никъде. Причината е, че калият е наблюдателен йон. Веществата, които действително участват в химическата реакция и които съдържат атомите, които променят своето окислително състояние по време на окислително-редукционната реакция, всъщност са перманганатният йон (MnO 4 – ) и йодидният йон ( I) .

Този пример подчертава някои основни характеристики на нетните йонни уравнения:

  • Всички включени химични видове трябва да отразяват агрегатното си състояние без изключение. Тези състояния могат да бъдат твърди (s), течни (l), газообразни (g) или във воден разтвор (aq).
  • Всички йонни видове трябва да притежават съответния си електрически заряд.
  • Йоните на зрителите не са включени в уравнението.
  • Той включва всеки неутрален реагент, който първоначално е в твърдо, течно или газообразно състояние и не е разтворим във вода, или всеки, който е разтворим, но не се дисоциира при разтваряне.
  • Също така е включен всеки твърд, течен или газообразен продукт, който се образува по време на реакцията и който отговаря на същите условия, както по-горе.

Стъпки за написване на чисто йонно уравнение

Нетните йонни уравнения могат да бъдат получени по различни начини в зависимост от вида на включената химична реакция. Например, в случай на реакции на редукция на окисление, техните нетни йонни уравнения могат да бъдат получени от процеса на напасване на уравнението чрез метода на електрон-йони.

Друг начин за получаване на чисто йонно уравнение е от съответните молекулни уравнения. Този раздел показва как да се получи нетното йонно уравнение от монтираното молекулярно уравнение. За прилагането на стъпките ще вземем като пример реакцията между калциев нитрат и натриев фосфат за получаване на калциев фосфат и натриев нитрат.

Стъпка #1 – Напишете молекулярното уравнение и го напаснете

Първата стъпка е да напишете уравнението и да го напаснете или балансирате, сякаш всички включени вещества са молекулни съединения. Във всеки случай трябва да се идентифицира агрегатното състояние на всяко съединение.

В този момент трябва да се вземат предвид правилата за разтворимост, за да се определи дали всяко йонно съединение е силен или слаб електролит. Това дава възможност да се определи кои ще бъдат разтворени (и следователно дисоциирани) и кои не. Някои правила за присвояване на тези състояния на агрегиране са:

  • Молекулните съединения не се дисоциират във воден разтвор. Ако са разтворими във вода, се поставя индексът (ac), в противен случай се поставя съответното им агрегатно състояние, било то твърдо, течно или газообразно.
  • Всички соли на алкални метали (Li, Na, K, Rb и Cs) и амониеви (NH 4 + ) са разтворими във вода и са силни електролити, така че са означени (aq).
  • Всички нитрати и перхлорати са разтворими във вода и са силни електролити, така че са означени (aq).
  • С изключение на оловото (II) и бариевия сулфат, всички сулфати са разтворими, така че се поставят (воден).
  • Хлориди, бромиди и йодиди, различни от сребро, олово (II) или живак (II), са разтворими.
  • Повечето от фосфатите, карбонатите, хроматите, силикатите, сулфидите и хидроксидите са неразтворими и също са твърди при стайна температура, така че се поставят (и).

За реакцията между калциев нитрат и натриев фосфат, некоригираната молекулярна реакция е:

Чисто йонно уравнение в химията

Както може да се види в този случай, калциевият нитрат е разтворим (защото е нитрат), поради което го поставяме (ac). Натриевият фосфат също, тъй като е сол на натрия, който е алкален метал. От страна на продуктите калциевият фосфат е неразтворим във вода и е твърд при стайна температура, поради което поставяме (и) върху него. И накрая, натриевият нитрат също е силен електролит, така че ще бъде разтворен и дисоцииран.

Сега коригираме уравнението, за да получим балансираното молекулярно уравнение:

Чисто йонно уравнение в химията

Стъпка #2 – Ограждайки ги в скоби, отделете всички силни електролити

Този етап се стреми да представи всеки електролит в разтвор по реалния начин, както се намира в него: напълно дисоцииран от ефекта на солватация на разтворителя. Причината да се постави в квадратни скоби е да се гарантира, че броят на йоните е умножен по стехиометричния коефициент, който може да има цялата сол.

Чисто йонно уравнение в химията

Това химично уравнение се нарича пълно или пълно йонно уравнение.

Стъпка #3 – Умножете всички стехиометрични коефициенти, за да премахнете скобите

Това е стъпката преди получаването на нетното йонно уравнение.

Чисто йонно уравнение в химията

Стъпка #4 – Премахнете всички наблюдаващи йони от уравнението

След като тази стъпка приключи, ще имаме нетното йонно уравнение. В случая с нашия пример, това включва премахване на натриевите и нитратните йони от двете страни на уравнението, идентифицирайки ги като наблюдателни йони в тази химическа реакция. И накрая, нетното йонно уравнение, което търсим, е:

Чисто йонно уравнение в химията

Препратки

Чанг, Р. (2021). Химия (11-то издание ). MCGRAW HILL ОБРАЗОВАНИЕ.

Молекулярни, пълни йонни и нетни йонни уравнения (статия) . (nd). Кан Академия. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

Юнкер, М., д-р. (2021 г., 1 юни). Как да напишем чисто йонно уравнение . wikihow. https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

Тема 7: Равновесие във водна фаза. Реакции на утаяване . (nd). Университет на Гранада. http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibrios_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, 1 февруари). Как да напиша нетното йонно уравнение за CH3COOH, когато реагира с NaOH . Страната на гениите. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados