5.7: Чисті іонні рівняння

Last updated
Save as PDF

Page ID: 22136

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Напишіть іонні та чисті іонні рівняння для хімічних реакцій за участю іонів.

На спортивних заходах по всьому світу невелика кількість спортсменів жорстоко змагаються на полах і на стадіоні. Вони втомлюються, брудняться, а іноді і боляче, коли намагаються виграти гру. Навколишні їх тисячі глядачів дивляться і підбадьорюють. Чи була б гра іншою без глядачів? Однозначно! Глядачі забезпечують заохочення колективу і породжують ентузіазм. Хоча глядачі не грають у гру, вони, безумовно, є частиною процесу.

Чисті іонні рівняння

Ми можемо написати молекулярне рівняння для утворення осаду хлориду срібла:

\[\ce{NaCl} + \ce{AgNO_3} \rightarrow \ce{NaNO_3} + \ce{AgCl}\nonumber \]

Відповідне іонне рівняння записується, щоб показати іони, які розчинені в розчині:

\[\ce{Na^+} \left( aq \right) + \ce{Cl^-} \left( aq \right) + \ce{Ag^+} \left( aq \right) + \ce{NO_3^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Na^+} \left( aq \right) + \ce{NO_3^-} \left( aq \right) + \ce{AgCl} \left( s \right)\nonumber \]

Якщо ви уважно подивитеся на іонне рівняння, ви помітите, що іон натрію і нітратний іон здаються незмінними з обох сторін рівняння. При змішуванні двох розчинів ні ті,\(\ce{Na^+}\) ні\(\ce{NO_3^-}\) іони не беруть участі в реакції. Їх можна усунути з реакції.

\[\cancel{\ce{Na^+} \left( aq \right)} + \ce{Cl^-} \left( aq \right) + \ce{Ag^+} \left( aq \right) + \cancel{\ce{NO_3^-} \left( aq \right)} \rightarrow \cancel{\ce{Na^+} \left( aq \right)} + \cancel{\ce{NO_3^-} \left( aq \right)} + \ce{AgCl} \left( s \right)\nonumber \]

Глядацький іон - це іон, який не бере участі в хімічній реакції і знаходиться в розчині як до, так і після реакції. У вищезгаданій реакції іон натрію і нітратний іон є обома глядацькими іонами. Рівняння тепер можна записати без глядацьких іонів:

\[\ce{Ag^+} \left( aq \right) + \ce{Cl^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{AgCl} \left( s \right)\nonumber \]

Чисте іонне рівняння - це хімічне рівняння, яке показує тільки ті елементи, сполуки та іони, які беруть безпосередню участь в хімічній реакції. Зверніть увагу, що при написанні чистого іонного рівняння позитивно заряджений катіон срібла був записаний спочатку на стороні реагенту, а потім негативно-заряджений аніон хлориду. Це дещо звично, оскільки це порядок, в якому іони повинні бути записані в продукті хлориду срібла. Однак не зовсім обов'язково замовляти реагенти таким чином.

Чисті іонні рівняння повинні бути збалансовані як масою, так і зарядом. Балансування по масі означає забезпечення наявності рівних мас кожного елемента на стороні продукту і реагенту. Балансування зарядом означає переконатися, що загальний заряд однаковий з обох сторін рівняння. У наведеному вище рівнянні загальний заряд дорівнює нулю, або нейтралі, по обидва боки рівняння. Як правило, якщо правильно збалансувати молекулярне рівняння, чисте іонне рівняння в кінцевому підсумку буде збалансовано як масою, так і зарядом.

Приклад\(\PageIndex{1}\)

При змішуванні водних розчинів хлориду міді (II) і фосфату калію утворюється осад фосфату міді (II). Напишіть збалансоване чисте іонне рівняння для цієї реакції.

Рішення

Крок 1: Плануйте проблему.

Напишіть і збалансуйте молекулярне рівняння спочатку, переконавшись, що всі формули правильні. Потім напишіть іонне рівняння, показуючи всі водні речовини у вигляді іонів. Проводьте через будь-які коефіцієнти. Нарешті, усуньте глядацькі іони і запишіть чисте іонне рівняння.

Крок 2: Вирішіть.

Молекулярне рівняння:

\[3 \ce{CuCl_2} \left( aq \right) + 2 \ce{K_3PO_4} \left( aq \right) \rightarrow 6 \ce{KCl} \left( aq \right) + \ce{Cu_3(PO_4)_2} \left( s \right)\nonumber \]

Іонне рівняння:

\[3 \ce{Cu^{2+}} \left( aq \right) + 6 \ce{Cl^-} \left( aq \right) + 6 \ce{K^+} \left( aq \right) + 2 \ce{PO_4^{3-}} \left( aq \right) \rightarrow 6 \ce{K^+} \left( aq \right) + 6 \ce{Cl^-} \left( aq \right) + \ce{Cu_3(PO_4)_2} \left( s \right)\nonumber \]

Зверніть увагу, що баланс рівняння здійснюється при записі дисоційованих іонів. Наприклад, на стороні реагенту є шість іонів хлориду, оскільки коефіцієнт 3 множиться на індекс 2 за формулою хлориду міді (II). Глядач іони,\(\ce{K^+}\) і\(\ce{Cl^-}\), можуть бути усунені.

Чисте іонне рівняння:

\[3 \ce{Cu^{2+}} \left( aq \right) + 2 \ce{PO_4^{3-}} \left( aq \right) \rightarrow \ce{Cu_3(PO_4)_2} \left( s \right)\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Для реакції опадів чисте іонне рівняння завжди показує два іони, які збираються разом, утворюючи осад. Рівняння врівноважується масою і зарядом.

Резюме

Глядацький іон - це іон, який не бере участі в хімічній реакції і знаходиться в розчині як до, так і після реакції.
Чисте іонне рівняння - це хімічне рівняння, яке показує тільки ті елементи, сполуки та іони, які беруть безпосередню участь в хімічній реакції.
Наведено приклад написання чистого іонного рівняння.