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Ein Zuschauerion ist jede elektrisch geladene chemische Spezies, die zwischen den Reaktanten und wieder in den Reaktionsprodukten auftritt, wenn die Reaktion in Form einer Ionengleichung geschrieben wird. Mit anderen Worten, es sind Ionen, die während einer chemischen Reaktion keinerlei Umwandlung erfahren, aber während dieser vorhanden sind.
Bei chemischen Reaktionen, an denen ionische Verbindungen beteiligt sind, ist es üblich, dass nur einige der in der Lösung vorhandenen Ionen direkt eingreifen. Diejenigen, die nicht direkt an der chemischen Reaktion beteiligt sind, sind die Zuschauerionen.
Wie erkennt man ein Zuschauerion in einer chemischen Reaktion?
Wenn wir chemische Reaktionen zwischen ionischen Verbindungen in Form von molekularen Gleichungen darstellen, kann es schwierig sein, Zuschauerionen schnell zu erkennen. Tatsächlich kann es sogar schwierig sein zu erkennen, welche Ionen an der Reaktion beteiligt sind.
Eine molekulare Gleichung ist eine chemische Gleichung, in der alle Spezies durch ihre empirischen oder neutralen Molekülformeln dargestellt werden, als ob sie alle molekulare Verbindungen wären (obwohl ionische Verbindungen natürlich keine molekularen Verbindungen sind). Molekulare Gleichungen haben den Vorteil, dass sie stöchiometrische Berechnungen erleichtern, sie stellen jedoch falsch dar, wie Reaktionen zwischen Ionen tatsächlich ablaufen. Dafür gibt es zwei andere Arten von chemischen Gleichungen, nämlich Ionengleichungen und Netto-Ionengleichungen.
Die Gesamtionengleichung und die Nettoionengleichung
Das Identifizieren von Zuschauerionen ist sehr einfach, wenn eine Reaktion in Form ihrer Ionengleichung und ihrer Nettoionengleichung geschrieben wird. Dies liegt daran, dass Zuschauerionen einfach diejenigen sind, die in der Gesamtionengleichung, aber nicht in der Nettoionengleichung vorkommen.
Schritte zum Schreiben der Nettoionengleichung
Um zu zeigen, wie man Ionengleichungen schreibt und darin Zuschauerionen erkennt, betrachten wir als Beispiel die Reaktion zwischen Blei(II)nitrat (Pb(NO 3 ) 2 ) und Kaliumjodid ( KI ) zur Bildung von Bleijodid (II) (PbI 2 ), das in fester Form ausfällt, und Kaliumnitrat (KNO 3 ), das in Lösung bleibt.
Nachfolgend sind die Schritte zum Erhalten der Nettoionengleichung für diese und jede andere Reaktion und zum Erkennen der beteiligten Zuschauerionen aufgeführt.
- Schritt 1: Schreiben Sie die Molekulargleichung und balancieren Sie sie aus
Im Fall des von uns verwendeten Beispiels lautet die Reaktion:
- Schritt 2: Trennen Sie alle ionischen Verbindungen, die sich in Lösung befinden, in ihre konstituierenden Ionen, indem Sie sie in Klammern schreiben. Dies geschieht nicht mit ionischen Verbindungen, die sich im festen Zustand befinden.
In unserem Beispiel beinhaltet dies die Ionisierung von Blei(II)-nitrat, Kaliumnitrat und Kaliumiodid, da sie alle in Lösung sind (daher der Index ac), aber nicht Blei(II)-iodid), da es sich in festem Zustand befindet.
- Schritt 3: Multiplizieren Sie alle Ionen mit den stöchiometrischen Koeffizienten, um die Gesamtionengleichung zu erhalten.
Der Zweck dieses Schritts besteht darin, die Klammern zu entfernen und alle Ionen zu trennen, um sie unabhängig voneinander zu schreiben, da sie tatsächlich in Lösung sind:
Dies ist die gesamte Ionengleichung der Reaktion. Zeigt alle Ionen an, die während der chemischen Reaktion vorhanden sind. Beachten Sie, dass die blau hervorgehobenen Ionen (Kalium- und Nitrationen) sowohl in Reaktanten als auch in unveränderten Produkten vorkommen.
- Schritt 4: Annullieren oder entfernen Sie alle sich wiederholenden Ionen in Reaktanten und Produkten.
In diesem Fall sind es die in der Gesamtionengleichung blau markierten Ionen, also die Kalium- und Nitrat-Ionen.
Dies stellt die Nettoionengleichung der Reaktion dar und zeigt daher die tatsächlich stattfindende chemische Reaktion, dh die Ausfällung von Blei(II)- und Jodidionen als festes Blei(II)-Jodid.
Die Beobachtung des Unterschieds zwischen der Nettoionengleichung und der Gesamtionengleichung macht das Konzept eines Zuschauerions viel klarer. Kalium- und Nitrationen nehmen nicht an der chemischen Reaktion teil, an der nur Blei und Jodid beteiligt sind.
Es ist jedoch nicht möglich, eine Lösung zu haben, die nur Blei(II)-Ionen enthält, und eine andere, die nur Jodidionen enthält, und sie zu mischen, damit die in der Netto-Ionengleichung dargestellte Reaktion auftritt. Um Blei(II)-Ionen in Lösung zu bringen, muss unbedingt ein Gegenion vorhanden sein, das die Neutralität der Lösung aufrechterhält. In diesem Fall Nitrationen. Dasselbe passiert mit dem Iodid-Ion und den Kalium-Ionen.
Beispiele für Zuschauerionen
Nachfolgend sind einige zusätzliche Beispiele für chemische Reaktionen zwischen ionischen Verbindungen aufgeführt, bei denen Zuschauerionen durch die Gesamtionengleichung identifiziert werden.
Beispiel 1: Reaktion zwischen Bariumchlorid und Natriumsulfat
Die ausgeglichene Molekulargleichung lautet:
Die Gesamtionengleichung lautet:
Die Nettoionengleichung lautet:
Die Zuschauerionen sind in diesem Fall das Natriumkation (Na + ) und das Chloridanion (Cl – ).
Beispiel 2: Reaktion zwischen Calciumnitrat und Kaliumphosphat
Die ausgeglichene Molekulargleichung lautet:
Die Gesamtionengleichung lautet:
Die Nettoionengleichung lautet:
Die Zuschauerionen sind in diesem Fall das Kaliumkation (K + ) und das Nitratanion (NO 3 – ).
Beispiel 3: Oxidreduktionsreaktion zwischen Zink und Kupfer(II)sulfat
Die ausgeglichene Molekulargleichung lautet:
Die Gesamtionengleichung lautet:
Die Nettoionengleichung lautet:
In diesem Fall ist das Sulfatanion (SO 4 – ) das einzige Zuschauerion.
Beispiel 4: Auflösung von metallischem Magnesium mit Salzsäure
Die ausgeglichene Molekulargleichung lautet:
Die Gesamtionengleichung lautet:
Die Nettoionengleichung lautet:
In diesem Fall ist das Chloridanion (Cl – ) das einzige Zuschauerion.
Verweise
- BBC-Bytegröße (nd). Ionengleichungen und Zuschauerionen . Abgerufen von https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zsmgpbk/revision/5
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