phương trình ion thu gọn là gì?

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


Phương trình ion thu gọn là một loại phương trình hóa học được sử dụng để biểu diễn các phản ứng liên quan đến các chất ion trong dung dịch, chỉ hiển thị những ion thực sự tham gia vào phản ứng . Lý do tại sao nó được gọi là phương trình ion thu gọn là vì tất cả các ion khán giả đều bị loại khỏi phương trình ion tổng, nghĩa là những ion mặc dù là một phần của chất phản ứng ban đầu và mặc dù có mặt trong dung dịch nhưng không tham gia vào phản ứng hóa học.

Các phương trình ion thu gọn là một biểu diễn trung thực hơn về những gì thực sự xảy ra khi chúng ta thực hiện phản ứng hóa học giữa các hợp chất ion trong dung dịch nước. Khi hòa tan một hợp chất ion, chẳng hạn như muối hoặc hydroxit hòa tan, chúng bị phân ly do tác dụng của dung môi, trong trường hợp này là nước. Như thuật ngữ gợi ý, khi phân ly, các anion và cation của hợp chất ion có thể phản ứng riêng rẽ , hoàn toàn độc lập với nhau.

Phương trình ion thu gọn và phương trình phân tử

Các phương trình ion thu gọn có tầm quan trọng rất lớn, vì chúng đơn giản hóa việc biểu diễn một phản ứng hóa học có thể được coi là phức tạp hơn thực tế. Tuy nhiên, các phương trình hóa học bao gồm các chất ion đầy đủ với cả hai ion trước khi chúng phân ly vẫn rất quan trọng và cần thiết để thực hiện nhiều tính toán cân bằng hóa học dễ dàng hơn. Những phản ứng này được gọi là phản ứng phân tử , vì chúng đại diện cho các hợp chất ion bằng các công thức tương đương với các công thức phân tử trung hòa của các hợp chất cộng hóa trị.

Một phương trình phân tử chứa thông tin cân bằng hóa học cần thiết để tính toán khối lượng của các chất phản ứng mà chúng ta thực sự có thể cân, cũng như khối lượng của các sản phẩm mà chúng ta thực sự có thể thu được khi kết thúc phản ứng, sau khi loại bỏ dung môi.

Chúng ta phải nhớ rằng chúng ta không thể tách các ion xác nhận một hợp chất ion thành hai lọ khác nhau. Ví dụ, chúng ta không thể có một chai chỉ chứa các ion clorua và một chai khác chỉ chứa các cation natri. Các anion nhất thiết phải được liên kết với các cation khi chúng không ở trong dung dịch và do đó sẽ nhất thiết phải được cân cùng nhau.

Ví dụ về phương trình ion thu gọn và các đặc điểm cơ bản của nó

Một ví dụ minh họa về phương trình ion thu gọn có thể được viết cho phản ứng giữa thuốc tím (KMnO 4 ) và natri iodua (NaI), tạo ra iốt phân tử (I 2 ) và mangan (IV) oxit (MnO 2 ) trong môi trường cơ bản. Phương trình phân tử của phản ứng này được cho bởi:

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Trong trường hợp này, phương trình phân tử dường như gợi ý rằng các ion kali bằng cách nào đó tham gia vào phản ứng hóa học của quá trình oxy hóa khử. Tuy nhiên, đây không phải là trường hợp. Khi viết phương trình ion rút gọn của cùng một phản ứng hóa học này, kết quả là:

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Như bạn có thể thấy, không tìm thấy ion kali. Lý do là kali là một ion khán giả. Các chất thực sự tham gia phản ứng hóa học và chứa các nguyên tử thay đổi trạng thái oxy hóa của chúng trong phản ứng oxy hóa-khử thực sự là ion permanganat (MnO 4 – ) ion iodua (I ).

Ví dụ này làm nổi bật một số tính năng cơ bản của phương trình ion ròng:

  • Tất cả các loại hóa chất liên quan phải phản ánh trạng thái tổng hợp của chúng, không có ngoại lệ. Các trạng thái này có thể là (các) chất rắn, chất lỏng (l), chất khí (g) hoặc trong dung dịch nước (aq).
  • Tất cả các loài ion phải có điện tích tương ứng.
  • Các ion khán giả không được bao gồm trong phương trình.
  • Nó bao gồm bất kỳ thuốc thử trung tính nào ban đầu ở trạng thái rắn hoặc lỏng hoặc khí và không hòa tan trong nước, hoặc bất kỳ chất nào hòa tan nhưng không phân ly khi hòa tan.
  • Cũng bao gồm bất kỳ sản phẩm rắn, lỏng hoặc khí nào được tạo thành trong quá trình phản ứng và đáp ứng các điều kiện tương tự như trên.

Các bước viết phương trình ion thu gọn

Phương trình ion thu gọn có thể thu được theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào loại phản ứng hóa học liên quan. Ví dụ, trong trường hợp phản ứng oxi hóa khử, phương trình ion thu gọn của chúng có thể thu được từ quá trình khớp phương trình bằng phương pháp ion electron.

Một cách khác để thu được phương trình ion thu gọn là từ các phương trình phân tử tương ứng. Phần này chỉ ra cách thu được phương trình ion thu gọn từ phương trình phân tử phù hợp. Để áp dụng các bước, chúng ta sẽ lấy ví dụ về phản ứng giữa canxi nitrat và natri photphat để tạo ra canxi photphat và natri nitrat.

Bước #1 – Viết phương trình phân tử và điều chỉnh nó

Bước đầu tiên là viết phương trình và điều chỉnh hoặc cân bằng nó như thể tất cả các chất liên quan đều là hợp chất phân tử. Trong mỗi trường hợp, trạng thái tập hợp của từng hợp chất phải được xác định.

Tại thời điểm này, các quy tắc hòa tan phải được tính đến để xác định xem mỗi hợp chất ion là chất điện ly mạnh hay yếu. Điều này cho phép xác định cái nào sẽ bị hòa tan (và do đó bị phân ly) và cái nào sẽ không. Một số quy tắc để gán các trạng thái tập hợp này là:

  • Các hợp chất phân tử không phân ly trong dung dịch nước. Nếu chúng hòa tan trong nước, thì chỉ số dưới (ac) được đặt, nếu không thì trạng thái vật lý tương ứng của chúng được đặt, có thể là rắn, lỏng hoặc khí.
  • Tất cả các muối của kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và amoni (NH 4 + ) đều tan trong nước và là chất điện li mạnh nên được kí hiệu là (aq).
  • Tất cả nitrat và perchlorate đều hòa tan trong nước và là chất điện ly mạnh, vì vậy chúng được dán nhãn (aq).
  • Ngoại trừ chì (II) và bari sulfat, tất cả các sulfat đều hòa tan, vì vậy chúng được đặt (aq).
  • Clorua, bromua và iốt không phải là bạc, chì(II) hoặc thủy ngân(II) đều có thể hòa tan được.
  • Hầu hết các phốt phát, cacbonat, cromat, silicat, sunfua và hydroxit đều không hòa tan và cũng là chất rắn ở nhiệt độ phòng, vì vậy chúng được đặt (các) chất.

Đối với phản ứng giữa canxi nitrat và natri photphat, phản ứng phân tử không được điều chỉnh là:

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Như có thể thấy trong trường hợp này, canxi nitrat hòa tan (vì nó là nitrat), đó là lý do tại sao chúng ta đặt nó (ac). Natri photphat cũng vậy, vì nó là muối của natri, là một kim loại kiềm. Về mặt sản phẩm, canxi photphat không tan trong nước và ở thể rắn ở nhiệt độ phòng, đó là lý do tại sao chúng tôi cho (các) chất này vào. Cuối cùng, natri nitrat cũng là một chất điện ly mạnh nên nó sẽ bị hòa tan và phân ly.

Bây giờ chúng tôi điều chỉnh phương trình để thu được phương trình phân tử cân bằng:

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Bước #2 – Đặt chúng trong ngoặc, phân tách tất cả các chất điện ly mạnh

Giai đoạn này tìm cách biểu diễn từng chất điện ly trong dung dịch theo cách thực như người ta thấy trong nó: phân ly hoàn toàn nhờ tác dụng hòa tan của dung môi. Lý do nó được đặt trong ngoặc vuông là để đảm bảo rằng số lượng ion được nhân với bất kỳ hệ số cân bằng hóa học nào mà toàn bộ muối có thể có.

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Phương trình hóa học này được gọi là phương trình ion tổng hoặc đầy đủ.

Bước #3 – Nhân tất cả các hệ số cân bằng hóa học để loại bỏ dấu ngoặc

Đây là bước trước khi thu được phương trình ion thu gọn.

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Bước #4 – Loại bỏ tất cả các ion khán giả khỏi phương trình

Sau khi hoàn thành bước này, chúng ta sẽ có phương trình ion thu gọn. Trong trường hợp ví dụ của chúng tôi, điều này liên quan đến việc loại bỏ các ion natri và nitrat ở cả hai vế của phương trình, xác định chúng là các ion khán giả trong phản ứng hóa học này. Cuối cùng, phương trình ion thu gọn mà chúng ta đang tìm kiếm là:

Phương trình ion rút gọn trong hóa học

Người giới thiệu

Chang, R. (2021). Hóa học ( tái bản lần thứ 11 .). GIÁO DỤC MCGRAW HILL.

Phương trình phân tử, ion đầy đủ và ion ròng (bài báo) . (nd). Học viện Khan. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemology-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

Juncker, M., Tiến sĩ. (2021, ngày 1 tháng 6). Cách viết phương trình ion ròng . wikihow. https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

Chủ đề 7: Cân bằng trong pha nước. Phản ứng kết tủa . (nd). Đại học Granada. http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibrios_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, ngày 1 tháng 2). Cách viết phương trình ion thu gọn của CH3COOH khi phản ứng với NaOH . Vùng đất thiên tài. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh

-Quảng cáo-

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

Artículos relacionados