正味のイオン方程式とは何ですか?

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正味イオン方程式は、溶液中のイオン性物質が関与する反応を表すために使用される化学方程式の一種であり、実際に反応に関与するイオンのみを示します。それが正味のイオン方程式と呼ばれる理由は、すべてのスペクテーター イオンが全イオン方程式から除外されるためです。つまり、元の反応物の一部であり、溶液中に存在するにもかかわらず、化学反応。

正味のイオン方程式は、水溶液中のイオン化合物間の化学反応を実行するときに実際に起こることをより忠実に表したものです。塩や可溶性水酸化物などのイオン性化合物を溶解する場合、これらは溶媒 (この場合は水) の影響によって解離します。用語が示唆するように、解離すると、イオン性化合物の陰イオンと陽イオンは、互いに完全に独立して、別々に反応することができます。

正味のイオン方程式と分子方程式

正味のイオン方程式は、実際よりも複雑に見える化学反応の表現を単純化するため、非常に重要です。ただし、解離する前に両方のイオンを含む完全なイオン性物質を含む化学方程式は依然として非常に重要であり、多くの化学量論的計算を容易にするために必要です。これらの反応は、共有結合化合物の中性分子式と同等の式によってイオン化合物を表すため、分子反応と呼ばれます。

分子方程式には、実際に計量できる反応物の質量と、溶媒が除去された後の反応の最後に実際に得られる生成物の質量を計算するために必要な化学量論的情報が含まれています。

イオン性化合物を確認するイオンを 2 つの異なるボトルに分けることはできないことを覚えておく必要があります。たとえば、塩化物イオンのみを含むボトルと、ナトリウム カチオンのみを含むボトルを用意することはできません。陰イオンは、溶液中ではない場合、必然的に陽イオンと関連付けられるため、必然的に一緒に計量されます。

正味のイオン方程式とその基本特性の例

正味のイオン方程式の実例は、過マンガン酸カリウム (KMnO 4 ) とヨウ化ナトリウム (NaI)の間の反応について書くことができます。この反応は、塩基性媒体中でヨウ素分子 (I 2 ) と酸化マンガン (IV) (MnO 2 ) を生成します。この反応の分子方程式は、次の式で与えられます。

化学における正味のイオン方程式

この場合、分子方程式は、カリウムイオンが何らかの形で酸化還元の化学反応に関与していることを示唆しているようです. しかし、そうではありません。この同じ化学反応の正味のイオン方程式を書くと、結果は次のようになります。

化学における正味のイオン方程式

ご覧のとおり、カリウムイオンはどこにも見つかりません。その理由は、カリウムがスペクテーター イオンだからです。実際に化学反応に関与し、酸化還元反応で酸化状態を変化させる原子を含む物質は、過マンガン酸イオン(MnO 4 – )とヨウ化物イオン(I です

この例では、正味のイオン方程式のいくつかの基本的な特徴を強調しています。

  • 関連するすべての化学種は、例外なく、それらの凝集状態を反映する必要があります。これらの状態は、固体 (s)、液体 (l)、気体 (g)、または水溶液 (aq) である可能性があります。
  • すべてのイオン種は、それぞれの電荷を持っている必要があります。
  • スペクテーター イオンは式に含まれていません。
  • これには、最初は固体または液体または気体の状態にあり、水に溶けない中性試薬、または溶解しても解離しない任意の中性試薬が含まれます。
  • 反応中に形成され、上記と同じ条件を満たす任意の固体、液体または気体生成物も含まれる。

正味のイオン方程式を書く手順

正味のイオン方程式は、関係する化学反応の種類に応じてさまざまな方法で取得できます。例えば、酸化還元反応の場合、正味のイオン方程式は、電子イオン法による方程式フィッティングプロセスから得ることができます。

正味のイオン方程式を取得する別の方法は、それぞれの分子方程式からです。このセクションでは、フィッティングされた分子方程式から正味のイオン方程式を取得する方法を示します。ステップの適用のために、リン酸カルシウムと硝酸ナトリウムを生成するための硝酸カルシウムとリン酸ナトリウムの反応を例にとります。

ステップ #1 – 分子方程式を書き、それを当てはめます

最初のステップは、関係するすべての物質が分子化合物であるかのように、方程式を書き、適合またはバランスを取ることです。いずれの場合も、各化合物の凝集状態を特定する必要があります。

この時点で、各イオン化合物が強電解質か弱電解質かを判断するために、溶解度の規則を考慮に入れる必要があります。これにより、どれが溶解するか(したがって解離するか)、どれが溶解しないかを識別できます。これらの集約状態を割り当てるためのいくつかの規則は次のとおりです。

  • 分子化合物は水溶液中で解離しません。それらが水に溶ける場合、下付き文字 (ac) が配置され、それ以外の場合は、固体、液体、または気体のそれぞれの物理的状態が配置されます。
  • すべてのアルカリ金属 (Li、Na、K、Rb、および Cs) およびアンモニウム (NH 4 + ) 塩は水に溶け、強い電解質であるため、(aq) と表示されます。
  • すべての硝酸塩と過塩素酸塩は水に溶け、強い電解質であるため、(aq) と表示されます。
  • 鉛 (II) と硫酸バリウムを除いて、すべての硫酸塩は可溶性であるため、配置 (aq) されます。
  • 銀、鉛(II)、または水銀(II)以外の塩化物、臭化物、およびヨウ化物は可溶です。
  • リン酸塩、炭酸塩、クロム酸塩、ケイ酸塩、硫化物、水酸化物の大部分は不溶性であり、室温でも固体であるため、配置されます。

硝酸カルシウムとリン酸ナトリウムの間の反応の場合、未調整の分子反応は次のとおりです。

化学における正味のイオン方程式

この場合に見られるように、硝酸カルシウムは可溶性であり (硝酸塩であるため)、これが (ac) と配置する理由です。アルカリ金属であるナトリウムの塩であるため、リン酸ナトリウムも同様です。製品側では、リン酸カルシウムは水に不溶で室温では固体であるため、(s)を付けています。最後に、硝酸ナトリウムも強電解質なので、溶けて解離します。

次に、方程式を調整して、バランスの取れた分子方程式を取得します。

化学における正味のイオン方程式

ステップ #2 – それらを括弧で囲み、すべての強力な電解質を解離します

この段階では、溶液中の各電解質を実際の方法で表現しようとします。つまり、溶媒の溶媒和効果によって完全に解離します。角括弧で囲まれている理由は、塩全体の化学量論係数がイオンの数に確実に乗じられるようにするためです。

化学における正味のイオン方程式

この化学式は、全イオン式または完全イオン式と呼ばれます。

ステップ #3 – すべての化学量論係数を掛けてブラケットを削除します

これは、正味のイオン方程式を取得する前のステップです。

化学における正味のイオン方程式

ステップ #4 – 式からすべてのスペクテーター イオンを削除します

このステップが完了すると、正味のイオン方程式が得られます。この例の場合、これには、方程式の両側にあるナトリウムイオンと硝酸イオンを除去し、それらをこの化学反応の傍観者イオンとして識別することが含まれます。最後に、探している正味のイオン方程式は次のとおりです。

化学における正味のイオン方程式

参考文献

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

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