Mikä on nettoioninen yhtälö?

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


Net-ioniyhtälö on eräänlainen kemiallinen yhtälö, jota käytetään edustamaan reaktioita, joissa on mukana ionisia aineita liuoksessa ja joka näyttää vain ne ionit, jotka todella ovat mukana reaktiossa . Syy, miksi sitä kutsutaan nettoioniyhtälöksi, johtuu siitä, että kaikki katsojan ionit eliminoidaan kokonaisioniyhtälöstä, toisin sanoen ne, jotka, vaikka ovat osa alkuperäisiä reaktantteja ja vaikka ovat läsnä liuoksessa, eivät ole mukana kemiallinen reaktio.

Nettoioniyhtälöt ovat uskollisempi esitys siitä, mitä todella tapahtuu, kun suoritamme kemiallisen reaktion ioniyhdisteiden välillä vesiliuoksessa. Liuotettaessa ioniyhdistettä, kuten suolaa tai liukoista hydroksidia, ne hajoavat liuottimen, joka tässä tapauksessa on vesi, vaikutuksesta. Kuten termi viittaa, ioniyhdisteen anionit ja kationit voivat dissosioituessaan reagoida erikseen , täysin toisistaan ​​riippumatta.

Nettoioniyhtälöt ja molekyyliyhtälöt

Net-ioniyhtälöillä on suuri merkitys, koska ne yksinkertaistavat sellaisen kemiallisen reaktion esittämistä, joka saattaisi muuten olla monimutkaisempi kuin se todellisuudessa on. Kemialliset yhtälöt, jotka sisältävät täydelliset ioniset aineet molempien ionien kanssa ennen kuin ne hajoavat, ovat kuitenkin edelleen erittäin tärkeitä ja niitä tarvitaan monien stoikiometristen laskelmien helpottamiseksi. Näitä reaktioita kutsutaan molekyylireaktioksi , koska ne edustavat ionisia yhdisteitä kaavoilla, jotka vastaavat kovalenttisten yhdisteiden neutraaleja molekyylikaavoja.

Molekyyliyhtälö sisältää stoikiometriset tiedot, joita tarvitaan laskettaessa lähtöaineiden massat, jotka voimme todella punnita, sekä tuotteiden massat, jotka voimme todella saada reaktion lopussa, kun liuotin on poistettu.

Meidän on muistettava, että emme voi erottaa ioneja, jotka vahvistavat ionisen yhdisteen, kahteen eri pulloon. Meillä ei esimerkiksi voi olla pulloa, joka sisältää vain kloridi-ioneja, ja toista, joka sisältää vain natriumkationeja. Anionit liittyvät välttämättä kationeihin, kun ne eivät ole liuoksessa, ja siksi ne välttämättä punnitaan yhdessä.

Esimerkki nettoioniyhtälöstä ja sen perusominaisuuksista

Havainnollistava esimerkki nettoioniyhtälöstä voidaan kirjoittaa kaliumpermanganaatin (KMnO 4 ) ja natriumjodidin (NaI) väliselle reaktiolle, joka tuottaa molekyylijodia (I 2 ) ja mangaani (IV) oksidia (MnO 2 ) emäksisessä väliaineessa. Tämän reaktion molekyyliyhtälö saadaan seuraavasti:

Nettoioniyhtälö kemiassa

Tässä tapauksessa molekyyliyhtälö näyttää viittaavan siihen, että kalium-ionit ovat jollakin tavalla mukana hapettumisen pelkistymisen kemiallisessa reaktiossa. Näin ei kuitenkaan ole. Kun tämän saman kemiallisen reaktion nettoioniyhtälö kirjoitetaan, tulos on:

Nettoioniyhtälö kemiassa

Kuten näette, kalium-ionia ei löydy mistään. Syynä on se, että kalium on katsojan ioni. Kemialliseen reaktioon todella osallistuvat aineet, jotka sisältävät hapetus-pelkistysreaktion aikana hapetusastettaan muuttavia atomeja, ovat itse asiassa permanganaatti-ioni (MnO 4 – ) ja jodidi- ioni (I ).

Tämä esimerkki korostaa joitain nettoioniyhtälöiden perusominaisuuksia:

  • Kaikkien mukana olevien kemiallisten lajien on poikkeuksetta heijastettava niiden aggregaatiotilaa. Nämä tilat voivat olla kiinteitä (s), nestemäisiä (l), kaasumaisia ​​(g) tai vesiliuoksessa (aq).
  • Kaikilla ionilajeilla on oltava vastaava sähkövaraus.
  • Katsojan ionit eivät sisälly yhtälöön.
  • Se sisältää kaikki neutraalit reagenssit, jotka ovat alun perin kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa ja eivät liukene veteen, tai kaikki, jotka ovat liukoisia, mutta eivät hajoa liuotettuina.
  • Mukaan luetaan myös mikä tahansa kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen tuote, joka muodostuu reaktion aikana ja joka täyttää samat olosuhteet kuin edellä.

Nettoioniyhtälön kirjoittamisen vaiheet

Net-ioniyhtälöt voidaan saada eri tavoin riippuen kyseessä olevan kemiallisen reaktion tyypistä. Esimerkiksi hapettumispelkistysreaktioiden tapauksessa niiden nettoioniset yhtälöt voidaan saada yhtälön sovitusprosessista elektroni-ionimenetelmällä.

Toinen tapa saada nettoioninen yhtälö on vastaavista molekyyliyhtälöistä. Tämä osa näyttää, kuinka nettoioninen yhtälö saadaan sovitetusta molekyyliyhtälöstä. Vaiheiden soveltamiseksi otamme esimerkkinä kalsiumnitraatin ja natriumfosfaatin välisen reaktion kalsiumfosfaatin ja natriumnitraatin tuottamiseksi.

Vaihe 1 – Kirjoita molekyyliyhtälö ja sovita se

Ensimmäinen askel on kirjoittaa yhtälö ja sovittaa tai tasapainottaa se ikään kuin kaikki mukana olevat aineet olisivat molekyyliyhdisteitä. Kussakin tapauksessa kunkin yhdisteen aggregaatiotila on tunnistettava.

Tässä vaiheessa on otettava huomioon liukoisuussäännöt sen määrittämiseksi, onko kukin ioniyhdiste vahva vai heikko elektrolyytti. Tämän avulla on mahdollista tunnistaa, mitkä niistä liukenevat (ja siten dissosioituvat) ja mitkä eivät. Joitakin sääntöjä näiden koontitilojen määrittämiseksi ovat:

  • Molekyyliyhdisteet eivät hajoa vesiliuoksessa. Jos ne ovat veteen liukenevia, sijoitetaan alaindeksi (ac), muussa tapauksessa niiden vastaava fysikaalinen tila, oli se sitten kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen.
  • Kaikki alkalimetallien (Li, Na, K, Rb ja Cs) ja ammoniumsuolat (NH 4 + ) ovat vesiliukoisia ja vahvoja elektrolyyttejä, joten ne on merkitty (aq).
  • Kaikki nitraatit ja perkloraatit ovat vesiliukoisia ja vahvoja elektrolyyttejä, joten ne on merkitty (aq).
  • Lyijyä (II) ja bariumsulfaattia lukuun ottamatta kaikki sulfaatit ovat liukoisia, joten ne sijoitetaan (aq).
  • Muut kloridit, bromidit ja jodidit kuin hopea, lyijy(II) tai elohopea(II) ovat liukoisia.
  • Suurin osa fosfaateista, karbonaateista, kromaateista, silikaateista, sulfideista ja hydroksideista ovat liukenemattomia ja ovat myös kiinteitä huoneenlämpötilassa, joten ne sijoitetaan.

Kalsiumnitraatin ja natriumfosfaatin välisessä reaktiossa säätämätön molekyylireaktio on:

Nettoioniyhtälö kemiassa

Kuten tässä tapauksessa voidaan nähdä, kalsiumnitraatti on liukoinen (koska se on nitraatti), minkä vuoksi asetamme sen (ac). Myös natriumfosfaatti, koska se on natriumin suola, joka on alkalimetalli. Tuotepuolella kalsiumfosfaatti on veteen liukenematon ja kiinteä huoneenlämmössä, minkä vuoksi laitamme sen päälle. Lopuksi natriumnitraatti on myös vahva elektrolyytti, joten se liukenee ja hajoaa.

Nyt säädämme yhtälöä tasapainoisen molekyyliyhtälön saamiseksi:

Nettoioniyhtälö kemiassa

Vaihe 2 – Sulje ne suluissa ja erota kaikki vahvat elektrolyytit

Tämä vaihe pyrkii esittämään jokaista liuoksessa olevaa elektrolyyttiä todellisella tavalla sellaisena kuin se siinä on: täysin dissosioituneena liuottimen solvataatiovaikutuksen vuoksi. Syy siihen, että se sijoitetaan hakasulkeisiin, on varmistaa, että ionien määrä kerrotaan millä tahansa stoikiometrisellä kertoimella, joka koko suolalla voi olla.

Nettoioniyhtälö kemiassa

Tätä kemiallista yhtälöä kutsutaan kokonais- tai täydelliseksi ioniyhtälöksi.

Vaihe 3 – Kerro kaikki stoikiometriset kertoimet sulkeiden poistamiseksi

Tämä on vaihe ennen nettoioniyhtälön saamista.

Nettoioniyhtälö kemiassa

Vaihe 4 – Poista kaikki katsojan ionit yhtälöstä

Kun tämä vaihe on suoritettu, meillä on nettoioninen yhtälö. Esimerkkimme tapauksessa tämä sisältää natrium- ja nitraatti-ionien poistamisen yhtälön molemmilta puolilta ja tunnistamalla ne katsojan ioneiksi tässä kemiallisessa reaktiossa. Lopuksi etsimämme nettoioninen yhtälö on:

Nettoioniyhtälö kemiassa

Viitteet

Chang, R. (2021). Kemia (11. painos ). MCGRAW HILLIN KOULUTUS.

Molekyyli-, täydelliset ioniset ja nettoioniset yhtälöt (artikkeli) . (nd). Khan Akatemia. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

Juncker, M., PhD. (2021, 1. kesäkuuta). Kuinka kirjoittaa net-ioninen yhtälö . wikihow. https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

Aihe 7: Tasapaino vesifaasissa. Saostumisreaktiot . (nd). Granadan yliopisto. http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibros_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, 1. helmikuuta). Kuinka kirjoittaa nettoioninen yhtälö CH3COOH:lle, kun se reagoi NaOH:n kanssa . Neromaa. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh

-Mainos-

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

Artículos relacionados

Liekin väritesti