สมการไอออนิกสุทธิคืออะไร?

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


สมการไอออนิกสุทธิเป็นสมการเคมีประเภทหนึ่งที่ใช้แสดงปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารไอออนิกในสารละลาย โดยแสดงเฉพาะไอออนที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจริงๆเท่านั้น สาเหตุที่เรียกว่าสมการไอออนิกสุทธิเนื่องจากไอออนของสเปกตรัมทั้งหมดถูกกำจัดออกจากสมการไอออนิกทั้งหมด นั่นคือ ไอออนเหล่านั้นที่แม้จะเป็นส่วนหนึ่งของสารตั้งต้นตั้งต้นและแม้ว่าจะมีอยู่ในสารละลาย ก็ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ ปฏิกิริยาเคมี.

สมการไอออนิกสุทธิเป็นตัวแทนที่แท้จริงของสิ่งที่เกิดขึ้นจริงเมื่อเราทำปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารประกอบไอออนิกในสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อละลายสารประกอบไอออนิก เช่น เกลือหรือไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ำได้ สิ่งเหล่านี้จะแยกออกจากกันโดยผลของตัวทำละลาย ซึ่งในกรณีนี้คือน้ำ ตามที่คำนี้แนะนำ เมื่อแตกตัว ไอออนและไอออนบวกของสารประกอบไอออนิกสามารถทำปฏิกิริยาแยกกัน เป็นอิสระจากกันโดยสิ้นเชิง

สมการไอออนิกสุทธิและสมการโมเลกุล

สมการไอออนิกสุทธิมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสมการเหล่านี้ทำให้การแสดงปฏิกิริยาเคมีง่ายขึ้นซึ่งอาจถูกมองว่าซับซ้อนกว่าที่เป็นจริง อย่างไรก็ตาม สมการทางเคมีที่รวมสารไอออนิกที่สมบูรณ์กับไอออนทั้งสองก่อนที่จะแยกตัวออกจากกันยังคงมีความสำคัญมากและจำเป็นต่อการทำให้การคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ง่ายขึ้น ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่าปฏิกิริยาโมเลกุลเนื่องจาก พวกมันเป็นตัวแทนของสารประกอบไอออนิกโดยใช้สูตรที่เทียบเท่ากับสูตรโมเลกุลที่เป็นกลางของสารประกอบโควาเลนต์

สมการโมเลกุลประกอบด้วยข้อมูลปริมาณสัมพันธ์ที่จำเป็นในการคำนวณมวลของสารตั้งต้นที่เราสามารถชั่งน้ำหนักได้จริง เช่นเดียวกับมวลของผลิตภัณฑ์ที่เราสามารถหาได้เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา เมื่อตัวทำละลายถูกกำจัดออก

เราต้องจำไว้ว่าเราไม่สามารถแยกไอออนที่ยืนยันสารประกอบไอออนิกออกเป็นสองขวดที่ต่างกันได้ ตัวอย่างเช่น เราไม่สามารถมีขวดที่มีแต่คลอไรด์ไอออนและอีกขวดที่มีแต่โซเดียมไอออนบวกได้ ประจุลบจะต้องเกี่ยวข้องกับไอออนบวกเมื่อไม่ได้อยู่ในสารละลาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องชั่งน้ำหนักเข้าด้วยกัน

ตัวอย่างสมการไอออนิกสุทธิและลักษณะพื้นฐาน

ตัวอย่างของสมการไอออนิกสุทธิสามารถเขียนขึ้นสำหรับปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO 4 ) และโซเดียมไอโอไดด์ (NaI) ซึ่งผลิตไอโอดีนระดับโมเลกุล (I 2 ) และแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO 2 ) ในสื่อพื้นฐาน สมการโมเลกุลของปฏิกิริยานี้ได้มาจาก:

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

ในกรณีนี้ สมการโมเลกุลดูเหมือนจะแนะนำว่าโพแทสเซียมไอออนมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีของการรีดักชันออกซิเดชัน อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่กรณี เมื่อเขียนสมการไอออนิกสุทธิของปฏิกิริยาเคมีเดียวกันนี้ ผลลัพธ์คือ:

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

อย่างที่คุณเห็น ไม่มีโพแทสเซียมไอออนอยู่เลย เหตุผลคือโพแทสเซียมเป็นไอออนของผู้ชม สารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีจริง ๆ และมีอะตอมที่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันระหว่างปฏิกิริยารีดักชันออกซิเดชันนั้นจริง ๆ แล้วคือเปอร์แมงกาเนตไอออน (MnO 4 – ) และไอออนไอโอไดด์ (I )

ตัวอย่างนี้เน้นคุณสมบัติพื้นฐานบางประการของสมการไอออนิกสุทธิ:

  • ชนิดสารเคมีทั้งหมดที่เกี่ยวข้องต้องสะท้อนถึงสถานะของการรวมตัวกัน โดยไม่มีข้อยกเว้น สถานะเหล่านี้อาจเป็นของแข็ง (s) ของเหลว (l) ก๊าซ (g) หรือในสารละลายที่เป็นน้ำ (aq)
  • ไอออนิกทุกชนิดต้องมีประจุไฟฟ้าตามลำดับ
  • ไอออนของผู้ชมไม่รวมอยู่ในสมการ
  • ซึ่งรวมถึงรีเอเจนต์ที่เป็นกลางใดๆ ที่เริ่มแรกอยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ และไม่ละลายในน้ำ หรือสิ่งที่ละลายได้แต่ไม่แตกตัวเมื่อละลาย
  • รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซใดๆ ที่ก่อตัวขึ้นระหว่างปฏิกิริยาและตรงตามเงื่อนไขข้างต้น

ขั้นตอนการเขียนสมการไอออนิกสุทธิ

สามารถรับสมการไอออนิกสุทธิได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับประเภทของปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ในกรณีของปฏิกิริยารีดักชันออกซิเดชัน สมการไอออนิกสุทธิของพวกมันสามารถหาได้จากกระบวนการปรับสมการโดยวิธีอิเลคตรอนไอออน

อีกวิธีหนึ่งในการรับสมการไอออนิกสุทธิคือจากสมการโมเลกุลตามลำดับ ส่วนนี้แสดงวิธีรับสมการไอออนิกสุทธิจากสมการโมเลกุลที่พอดี สำหรับการประยุกต์ใช้ขั้นตอนต่างๆ เราจะยกตัวอย่างปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมไนเตรตและโซเดียมฟอสเฟตเพื่อผลิตแคลเซียมฟอสเฟตและโซเดียมไนเตรต

ขั้นตอนที่ #1 – เขียนสมการโมเลกุลและปรับให้พอดี

ขั้นตอนแรกคือการเขียนสมการและปรับให้พอดีหรือสมดุลราวกับว่าสารทั้งหมดที่เกี่ยวข้องเป็นสารประกอบโมเลกุล ในแต่ละกรณี จะต้องระบุสถานะการรวมตัวของสารประกอบแต่ละชนิด

ณ จุดนี้ ต้องคำนึงถึงกฎการละลายเพื่อพิจารณาว่าสารประกอบไอออนิกแต่ละชนิดเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แก่หรืออ่อน สิ่งนี้ทำให้สามารถระบุได้ว่าสิ่งใดจะละลาย (และแยกจากกัน) และสิ่งใดที่จะไม่ละลาย กฎบางประการสำหรับการกำหนดสถานะการรวมเหล่านี้คือ:

  • สารประกอบโมเลกุลไม่แตกตัวในสารละลายที่เป็นน้ำ หากละลายในน้ำได้ ให้ใส่ตัวห้อย (ac) มิฉะนั้นจะใส่สถานะทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ
  • โลหะอัลคาไลทั้งหมด (Li, Na, K, Rb และ Cs) และเกลือแอมโมเนียม (NH 4 + ) ละลายได้ในน้ำและเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ดังนั้นจึงมีป้ายกำกับว่า (aq)
  • ไนเตรตและเปอร์คลอเรตทั้งหมดสามารถละลายได้ในน้ำและเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้น ดังนั้นจึงมีชื่อกำกับว่า (aq)
  • ยกเว้นตะกั่ว (II) และแบเรียมซัลเฟต ซัลเฟตทั้งหมดละลายน้ำได้ ดังนั้นพวกมันจึงถูกวางไว้ (aq)
  • คลอไรด์ โบรไมด์ และไอโอไดด์นอกเหนือจากเงิน ตะกั่ว(II) หรือปรอท(II) สามารถละลายได้
  • ฟอสเฟต คาร์บอเนต โครเมต ซิลิเกต ซัลไฟด์ และไฮดรอกไซด์ส่วนใหญ่ไม่ละลายน้ำและยังเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้น พวกมันจึงถูกวางไว้

สำหรับปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมไนเตรตและโซเดียมฟอสเฟต ปฏิกิริยาของโมเลกุลที่ไม่ได้ปรับปรุงคือ:

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

ดังที่เห็นในกรณีนี้ แคลเซียมไนเตรตสามารถละลายได้ (เพราะเป็นไนเตรต) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงใส่ (ac) โซเดียมฟอสเฟตก็เช่นกัน เนื่องจากเป็นเกลือของโซเดียม ซึ่งเป็นโลหะอัลคาไล ในด้านผลิตภัณฑ์ แคลเซียมฟอสเฟตไม่ละลายในน้ำและเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงใส่แคลเซียมฟอสเฟตลงไป ในที่สุด โซเดียมไนเตรตยังเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรง ดังนั้นมันจะถูกละลายและแยกออกจากกัน

ตอนนี้เราปรับสมการเพื่อให้ได้สมการโมเลกุลที่สมดุล:

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

ขั้นตอนที่ #2 – ใส่ไว้ในวงเล็บแยกอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแรงทั้งหมดออก

ขั้นตอนนี้พยายามที่จะเป็นตัวแทนของอิเล็กโทรไลต์แต่ละชนิดในสารละลายตามความเป็นจริงที่พบในอิเล็กโทรไลต์: แยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์โดยผลการละลายของตัวทำละลาย เหตุผลที่วางไว้ในวงเล็บเหลี่ยมก็เพื่อให้แน่ใจว่าจำนวนไอออนคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์สัมพันธ์สัมพันธ์ของเกลือทั้งหมด

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

สมการเคมีนี้เรียกว่าสมการไอออนิกทั้งหมดหรือสมบูรณ์

ขั้นตอนที่ #3 – คูณค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์ทั้งหมดเพื่อเอาวงเล็บออก

นี่คือขั้นตอนก่อนที่จะได้รับสมการไอออนิกสุทธิ

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

ขั้นตอนที่ #4 – ลบไอออนของผู้ชมทั้งหมดออกจากสมการ

เมื่อขั้นตอนนี้เสร็จสิ้น เราก็จะได้สมการไอออนิกสุทธิ ในกรณีของตัวอย่างของเรา สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดไอออนของโซเดียมและไนเตรตบนทั้งสองด้านของสมการ โดยระบุว่าเป็นไอออนของสเปกเตอร์ในปฏิกิริยาเคมีนี้ สุดท้าย สมการไอออนิกสุทธิที่เรากำลังมองหาคือ:

สมการไอออนิกสุทธิในวิชาเคมี

อ้างอิง

ช้าง ร. (2564). เคมี ( ฉบับ ที่ 11 ) MCGRAW HILL การศึกษา

สมการโมเลกุล อิออนสมบูรณ์ และไอออนิกสุทธิ (บทความ ) (น). ข่าน อคาเดมี่. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

Juncker, M., ปริญญาเอก (2021, 1 มิถุนายน). วิธีเขียนสมการไอออนิกสุทธิ วิกิฮาว https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

หัวข้อที่ 7: สภาวะสมดุลในเฟสที่เป็นน้ำ ปฏิกิริยาการตกตะกอน (น). มหาวิทยาลัยกรานาดา http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibrios_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, 1 กุมภาพันธ์). วิธีเขียนสมการไอออนิกสุทธิสำหรับ CH3COOH เมื่อทำปฏิกิริยากับ NaOH จีเนียสแลนด์. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados