Co to jest równanie jonowe netto?

Równanie jonowe netto to rodzaj równania chemicznego używanego do przedstawiania reakcji z udziałem substancji jonowych w roztworze, pokazujące tylko te jony, które faktycznie biorą udział w reakcji . Powodem, dla którego nazywa się to równaniem jonowym netto, jest to, że wszystkie jony widza są eliminowane z całkowitego równania jonowego, to znaczy te, które pomimo tego, że są częścią pierwotnych reagentów i pomimo obecności w roztworze, nie biorą udziału w Reakcja chemiczna.

Równania jonowe netto są wierniejszym odzwierciedleniem tego, co faktycznie dzieje się, gdy przeprowadzamy reakcję chemiczną między związkami jonowymi w roztworze wodnym. Podczas rozpuszczania związku jonowego, takiego jak sól lub rozpuszczalny wodorotlenek, ulegają one dysocjacji pod wpływem rozpuszczalnika, którym w tym przypadku jest woda. Jak sama nazwa sugeruje, po dysocjacji aniony i kationy związku jonowego mogą reagować oddzielnie , całkowicie niezależnie od siebie.

Wypadkowe równania jonowe i równania molekularne

Równania jonowe netto mają ogromne znaczenie, ponieważ upraszczają przedstawienie reakcji chemicznej, która w innym przypadku mogłaby być postrzegana jako bardziej złożona niż jest w rzeczywistości. Jednak równania chemiczne, które obejmują kompletne substancje jonowe z obydwoma jonami przed ich dysocjacją, są nadal bardzo ważne i są potrzebne, aby ułatwić wiele obliczeń stechiometrycznych. Reakcje te nazywane są reakcjami molekularnymi , ponieważ reprezentują związki jonowe za pomocą wzorów równoważnych obojętnym wzorom cząsteczkowym związków kowalencyjnych.

Równanie molekularne zawiera informacje stechiometryczne niezbędne do obliczenia mas reagentów, które możemy faktycznie zważyć, a także mas produktów, które faktycznie możemy otrzymać na końcu reakcji, po usunięciu rozpuszczalnika.

Musimy pamiętać, że nie możemy rozdzielić jonów potwierdzających związek jonowy na dwie różne butelki. Na przykład nie możemy mieć butelki zawierającej tylko jony chlorkowe i innej zawierającej tylko kationy sodu. Aniony będą z konieczności związane z kationami, gdy nie są w roztworze i dlatego będą koniecznie ważone razem.

Przykład równania jonowego netto i jego podstawowe charakterystyki

Ilustrujący przykład równania jonowego netto można zapisać dla reakcji między nadmanganianem potasu (KMnO ₄ ) a jodkiem sodu (NaI), w wyniku której w środowisku zasadowym powstaje cząsteczkowy jod (I ₂ ) i tlenek manganu (IV) (MnO _{2 ).} Równanie molekularne tej reakcji jest określone wzorem:

W tym przypadku równanie molekularne wydaje się sugerować, że jony potasu są w jakiś sposób zaangażowane w reakcję chemiczną utleniania-redukcji. Jednak tak nie jest. Kiedy zapisuje się równanie jonowe netto tej samej reakcji chemicznej, wynikiem jest:

Jak widać, nigdzie nie można znaleźć jonu potasu. Powodem jest to, że potas jest jonem obserwatora. Substancjami, które faktycznie biorą udział w reakcji chemicznej i które zawierają atomy zmieniające swój stopień utlenienia podczas reakcji utleniania-redukcji, są tak naprawdę jony nadmanganianowe (MnO 4 – ) _i ^jony jodkowe (I ^– ).

Ten przykład podkreśla niektóre podstawowe cechy równań jonowych netto:

• Wszystkie zaangażowane gatunki chemiczne muszą odzwierciedlać ich stan skupienia, bez wyjątku. Te stany mogą być stałe (s), ciekłe (l), gazowe (g) lub w roztworze wodnym (aq).
• Wszystkie gatunki jonowe muszą posiadać odpowiedni ładunek elektryczny.
• Jony widza nie są uwzględnione w równaniu.
• Obejmuje każdy neutralny odczynnik, który jest początkowo w stanie stałym, ciekłym lub gazowym i nie jest rozpuszczalny w wodzie, lub każdy, który jest rozpuszczalny, ale nie dysocjuje po rozpuszczeniu.
• Obejmuje to również dowolny produkt stały, ciekły lub gazowy, który powstaje podczas reakcji i który spełnia te same warunki, co powyżej.

Kroki, aby napisać równanie jonowe netto

Równania jonowe netto można uzyskać na różne sposoby, w zależności od rodzaju zachodzącej reakcji chemicznej. Na przykład w przypadku reakcji utleniania-redukcji ich równania jonowe netto można uzyskać z procesu dopasowywania równań metodą elektronowo-jonową.

Innym sposobem uzyskania równania jonowego netto jest zastosowanie odpowiednich równań molekularnych. W tej sekcji pokazano, jak uzyskać równanie jonowe netto z dopasowanego równania molekularnego. W celu zastosowania etapów weźmiemy jako przykład reakcję między azotanem wapnia i fosforanem sodu w celu wytworzenia fosforanu wapnia i azotanu sodu.

Krok #1 – Napisz równanie molekularne i dopasuj je

Pierwszym krokiem jest napisanie równania i dopasowanie go lub zbilansowanie tak, jakby wszystkie zaangażowane substancje były związkami molekularnymi. W każdym przypadku należy określić stan agregacji każdego związku.

W tym momencie należy wziąć pod uwagę zasady rozpuszczalności, aby określić, czy każdy związek jonowy jest silnym, czy słabym elektrolitem. Dzięki temu można określić, które z nich zostaną rozpuszczone (a więc zdysocjowane), a które nie. Oto niektóre zasady przypisywania tych stanów agregacji:

• Związki molekularne nie dysocjują w roztworze wodnym. Jeśli są rozpuszczalne w wodzie, umieszcza się indeks dolny (ac), w przeciwnym razie umieszcza się ich odpowiedni stan fizyczny, czy to stały, ciekły czy gazowy.
• Wszystkie sole metali alkalicznych (Li, Na, K, Rb i Cs) i amonowe (NH ₄ ⁺ ) są rozpuszczalne w wodzie i są mocnymi elektrolitami, dlatego są oznaczane (aq).
• Wszystkie azotany i nadchlorany są rozpuszczalne w wodzie i są mocnymi elektrolitami, dlatego są oznaczane (aq).
• Z wyjątkiem ołowiu (II) i siarczanu baru, wszystkie siarczany są rozpuszczalne, dlatego umieszcza się je (aq).
• Chlorki, bromki i jodki inne niż srebro, ołów (II) lub rtęć (II) są rozpuszczalne.
• Większość fosforanów, węglanów, chromianów, krzemianów, siarczków i wodorotlenków jest nierozpuszczalna, a także w temperaturze pokojowej jest stała, dlatego umieszcza się je (s).

W przypadku reakcji między azotanem wapnia a fosforanem sodu nieskorygowana reakcja molekularna to:

Jak widać w tym przypadku azotan wapnia jest rozpuszczalny (bo to azotan), dlatego umieszczamy go (ac). Fosforan sodu też, ponieważ jest solą sodu, który jest metalem alkalicznym. Od strony produktów fosforan wapnia jest nierozpuszczalny w wodzie iw temperaturze pokojowej ma postać stałą, dlatego umieszczamy na nim (s). Wreszcie azotan sodu jest również silnym elektrolitem, więc zostanie rozpuszczony i zdysocjowany.

Teraz dostosowujemy równanie, aby uzyskać zrównoważone równanie molekularne:

Krok #2 – Ujmując je w nawiasy, zdysocjuj wszystkie mocne elektrolity

Ten etap ma na celu przedstawienie każdego elektrolitu w roztworze w rzeczywisty sposób, w jakim się w nim znajduje: całkowicie zdysocjowany przez efekt solwatacji rozpuszczalnika. Powodem, dla którego jest umieszczona w nawiasach kwadratowych, jest zapewnienie, że liczba jonów zostanie pomnożona przez jakikolwiek współczynnik stechiometryczny, jaki może mieć cała sól.

To równanie chemiczne nazywa się całkowitym lub całkowitym równaniem jonowym.

Krok #3 – Pomnóż wszystkie współczynniki stechiometryczne, aby usunąć nawiasy

Jest to krok przed uzyskaniem równania jonowego netto.

Krok #4 – Usuń wszystkie jony widza z równania

Po zakończeniu tego kroku otrzymamy równanie jonowe netto. W przypadku naszego przykładu obejmuje to usunięcie jonów sodu i azotanów po obu stronach równania, identyfikując je jako jony obserwatora w tej reakcji chemicznej. Wreszcie, równanie jonowe netto, którego szukamy, to:

Bibliografia

Chang, R. (2021). Chemia ( ^wyd . 11 ). EDUKACJA MCGRAW HILL.

Równania molekularne, całkowite jonowe i jonowe netto (artykuł) . (nd). Khan academy. https://es.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 czerwca). Jak napisać równanie jonowe netto . wiki. https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

Temat 7: Równowaga w fazie wodnej. Reakcje strąceniowe . (nd). Uniwersytet w Granadzie. http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibrios_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, 1 lutego). Jak napisać równanie jonowe netto dla CH3COOH, gdy reaguje z NaOH . Kraina geniuszy. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh