Katsojaioni: määritelmä ja esimerkkejä

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


Katsoja-ioni on mikä tahansa sähköisesti varautunut kemiallinen lajike, joka esiintyy reaktanttien välissä ja jälleen reaktiotuotteissa, kun reaktio kirjoitetaan ioniyhtälön muodossa. Toisin sanoen ne ovat ioneja, jotka eivät käy läpi minkäänlaista muutosta kemiallisen reaktion aikana, mutta ovat läsnä sen aikana.

On yleistä, että kemialliset reaktiot, joissa on mukana ioniyhdisteitä, vaikuttavat suoraan vain joihinkin liuoksessa olevista ioneista. Ne, jotka eivät ole suoraan mukana kemiallisessa reaktiossa, ovat katsojan ionit.

Kuinka tunnistaa katsojan ioni kemiallisessa reaktiossa

Kun edustamme ioniyhdisteiden välisiä kemiallisia reaktioita molekyyliyhtälöiden muodossa, voi olla vaikeaa tunnistaa nopeasti katsojaioneja. Itse asiassa voi jopa olla vaikeaa tunnistaa, mitkä ionit ovat mukana reaktiossa.

Molekyyliyhtälö on kemiallinen yhtälö, jossa kaikkia lajeja edustavat niiden empiiriset tai neutraalit molekyylikaavat ikään kuin ne olisivat kaikki molekyyliyhdisteitä (vaikka ioniset yhdisteet eivät tietenkään ole molekyyliyhdisteitä). Molekyyliyhtälöillä on se etu, että ne helpottavat stoikiometrisiä laskelmia, mutta ne antavat väärän kuvan siitä, kuinka ionien väliset reaktiot todella tapahtuvat. Tätä varten on olemassa kaksi muuta kemiallista yhtälötyyppiä, jotka ovat ioniyhtälöt ja nettoioniyhtälöt.

Total Ionic Equation ja Net Ionic Equation

Katsojan ionien tunnistaminen on erittäin helppoa, kun reaktio kirjoitetaan sen ioniyhtälön ja nettoioniyhtälön muodossa. Tämä johtuu siitä, että katsojan ionit ovat yksinkertaisesti niitä, jotka esiintyvät kokonaisioniyhtälössä, mutta eivät nettoioniyhtälössä.

Nettoioniyhtälön kirjoittamisen vaiheet

Havainnollistaaksesi, kuinka ioniyhtälöitä kirjoitetaan ja katsojan ionit tunnistetaan niistä, harkitse esimerkkinä lyijy(II)nitraatin (Pb(NO 3 ) 2 ) ja kaliumjodidin (KI) välistä reaktiota lyijyjodidin muodostamiseksi. (II) (PbI ) 2 ), joka saostuu kiinteässä muodossa ja kaliumnitraatti (KNO 3 ), joka jää liuokseen.

Alla on vaiheet nettoioniyhtälön saamiseksi tälle ja mille tahansa muulle reaktiolle ja prosessissa mukana olevien katsojan ionien tunnistamiseksi.

  • Vaihe 1: Kirjoita ja tasapainota molekyyliyhtälö

Käyttämämme esimerkin tapauksessa reaktio on:

Katsojan ionin tunnistus
  • Vaihe 2: Erottele kaikki liuoksessa olevat ioniyhdisteet ioneihinsa kirjoittamalla ne suluihin. Tätä ei tehdä ionisilla yhdisteillä, jotka ovat kiinteässä tilassa.

Esimerkissämme tämä koskee lyijy(II)-nitraatin, kaliumnitraatin ja kaliumjodidin ionisoimista, koska ne ovat kaikki liuoksessa (siis alaindeksi ac), mutta eivät lyijy(II)jodidi), koska se on kiinteässä tilassa.

Katsojan ionin tunnistus
  • Vaihe 3: Kerro kaikki ionit stoikiometrisillä kertoimilla saadaksesi kokonaisioniyhtälön.

Tämän vaiheen tarkoituksena on poistaa sulut ja erottaa kaikki ionit kirjoittaaksesi ne itsenäisesti, koska ne ovat itse asiassa liuoksessa:

Katsojan ionin tunnistus

Tämä on reaktion kokonaisioniyhtälö. Näyttää kaikki ionit, jotka ovat läsnä kemiallisen reaktion aikana. Huomaa, että sinisellä korostetut ionit (kalium- ja nitraatti-ionit) esiintyvät sekä lähtöaineissa että muuttumattomissa tuotteissa.

  • Vaihe 4: Peruuta tai poista kaikki toistuvat ionit reagoivissa aineissa ja tuotteissa.

Tässä tapauksessa ne ionit, jotka on korostettu sinisellä kokonaisioniyhtälössä, eli kalium- ja nitraatti-ionit.

Katsojan ionin tunnistus

Tämä edustaa reaktion nettoioniyhtälöä ja osoittaa siten todellisuudessa tapahtuvan kemiallisen reaktion, eli lyijy(II)- ja jodidi-ionien saostumisen kiinteänä lyijy(II)jodidina.

Nettoioniyhtälön ja kokonaisioniyhtälön välisen eron tarkkaileminen tekee katsojan ionin käsitteestä paljon selkeämmän. Kalium- ja nitraatti-ionit eivät osallistu kemialliseen reaktioon, joka sisältää vain lyijyä ja jodidia.

Ei kuitenkaan ole mahdollista saada liuosta, joka sisältää vain lyijy(II)-ioneja ja toista, joka sisältää vain jodidi-ioneja, ja sekoittaa niitä, jotta nettoioniyhtälössä esitetty reaktio tapahtuisi. Jotta lyijy(II)-ioneja olisi liuoksessa, liuoksessa on välttämättä oltava vastaioni, joka säilyttää liuoksen neutraalisuuden. Tässä tapauksessa nitraatti-ionit. Sama tapahtuu jodidi-ionien ja kalium-ionien kanssa.

Esimerkkejä katsojan ioneista

Alla on joitain lisäesimerkkejä ioniyhdisteiden välisistä kemiallisista reaktioista, joissa katsojan ionit tunnistetaan kokonaisioniyhtälöllä.

Esimerkki 1: Bariumkloridin ja natriumsulfaatin välinen reaktio

Tasapainoinen molekyyliyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Kokonaisioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Nettoioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Katsojan ionit ovat tässä tapauksessa natriumkationi (Na + ) ja kloridianioni (Cl ).

Esimerkki 2: Kalsiumnitraatin ja kaliumfosfaatin välinen reaktio

Tasapainoinen molekyyliyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Kokonaisioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Nettoioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Katsojan ionit ovat tässä tapauksessa kaliumkationi (K + ) ja nitraattianioni (NO 3 ).

Esimerkki 3: Sinkin ja kupari(II)sulfaatin välinen oksidinpelkistysreaktio

Tasapainoinen molekyyliyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Kokonaisioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Nettoioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Tässä tapauksessa ainoa katsojaioni on sulfaattianioni (SO 4 ).

Esimerkki 4: Metallisen magnesiumin liuottaminen kloorivetyhapolla

Tasapainoinen molekyyliyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Kokonaisioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Nettoioniyhtälö on:

Katsojan ionin tunnistusesimerkki

Tässä tapauksessa ainoa katsojan ioni on kloridianioni (Cl ).

Viitteet

-Mainos-

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

Artículos relacionados

mikä on booraksi