Równania jonowe sieci są ważnym aspektem chemii, ponieważ reprezentują tylko stan materii, który zmienia się w reakcji chemicznej. To równanie jest powszechnie stosowane w reakcjach redoks, reakcjach podwójnej wymiany i neutralizacji kwasowo-zasadowej. Istnieją trzy podstawowe kroki do napisania czystego równania jonowego: zrównoważenie równania molekularnego, przekształcenie go w równanie w pełni jonowe (jak każdy rodzaj substancji istnieje w roztworze) i napisanie czystego równania jonowego.
Krok
Część 1 z 2: Zrozumienie elementów równań jonowych
Krok 1. Poznaj różnicę między związkiem molekularnym a związkiem jonowym
Pierwszym krokiem do napisania równania jonowego netto jest identyfikacja związków jonowych w reakcji. Związki jonowe to związki, które jonizują się w roztworze wodnym i mają ładunek. Związki molekularne to związki, które nigdy nie mają ładunku. Związki te są utworzone z dwóch niemetali i są często określane jako związki kowalencyjne.
- Związki jonowe mogą powstawać z metali i niemetali, metali i jonów wieloatomowych lub kilku jonów wieloatomowych.
- Jeśli nie jesteś pewien związku, poszukaj pierwiastków tego związku w układzie okresowym.
Krok 2. Zidentyfikuj rozpuszczalność związku
Nie wszystkie związki jonowe są rozpuszczalne w roztworze wodnym. Dzięki temu związek nie rozpuści się na pojedyncze jony. Musisz określić rozpuszczalność każdego związku, zanim przejdziesz do dalszej części równania. Poniżej znajduje się krótkie podsumowanie zasad rozpuszczalności. Sprawdź tabele rozpuszczalności, aby uzyskać więcej szczegółów i wyjątków od tych zasad.
- Postępuj zgodnie z tymi zasadami w kolejności podanej poniżej:
- Cała sól Na+, K+, oraz NH4+ może się rozpuścić.
- Cała sól NIE3-, C2h3O2-, ClO3-i ClO4- może się rozpuścić.
- Wszystko Ag. sól+, Pb2+, i Hg22+ nie może się rozpuścić.
- Wszystkie Cl. sól-, Br-, i ja- może się rozpuścić.
- Wszystkie sole CO.32-, O2-, S2-, OH-, PO43-, CrO42-, Cr2O72-, a więc32- nierozpuszczalny (z kilkoma wyjątkami).
- Cała sól SO42- rozpuszczalny (z kilkoma wyjątkami).
Krok 3. Oznacz kationy i aniony w związku
Kation jest jonem dodatnim w związku i zwykle jest metalem. Aniony to niemetaliczne jony ujemne w związku. Niektóre niemetale mogą tworzyć kationy, ale metale zawsze będą tworzyć kationy.
Na przykład w NaCl Na jest dodatnio naładowanym kationem, ponieważ Na jest metalem, podczas gdy Cl jest ujemnie naładowanym anionem, ponieważ Cl jest niemetalem
Krok 4. Zidentyfikuj jony wieloatomowe w reakcji
Jony wieloatomowe to naładowane cząsteczki, które są trzymane razem tak mocno, że nie rozpuszczają się w reakcjach chemicznych. Ważne jest, aby rozpoznać jony wieloatomowe, ponieważ mają określony ładunek i nie dzielą się na poszczególne elementy. Jony wieloatomowe mogą być naładowane dodatnio lub ujemnie.
- Jeśli uczęszczasz na regularne zajęcia z chemii, prawdopodobnie zostaniesz poproszony o zapamiętanie niektórych z najczęściej używanych jonów wieloatomowych.
- Niektóre jony wieloatomowe zawierają CO32-, NIE3-, NIE2-, WIĘC42-, WIĘC32-, ClO4-i ClO3-.
- Istnieje wiele innych jonów wieloatomowych i można je znaleźć w tabelach w Twojej książce o chemii lub w Internecie.
Część 2 z 2: Pisanie równania jonowego sieci
Krok 1. Zrównoważ całe równanie molekularne
Zanim napiszesz czyste równanie jonowe, musisz najpierw upewnić się, że oryginalne równanie jest rzeczywiście równoważne. Aby zrównoważyć równanie, dodajesz współczynniki przed związkami, aż liczba atomów dla każdego pierwiastka po obu stronach równania będzie taka sama.
- Zapisz liczbę atomów, z których składa się każdy związek po obu stronach równania.
- Dodaj współczynniki przed elementami nietlenowymi i wodorowymi, aby zrównoważyć każdą stronę.
- Zrównoważ atomy wodoru.
- Zrównoważ atomy tlenu.
- Policz liczbę atomów po każdej stronie równania, aby upewnić się, że są takie same.
- Na przykład Cr + NiCl2 CrCl3 + Ni do 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 + 3Ni.
Krok 2. Zidentyfikuj stan materii każdego związku w równaniu
Często w zadaniu można zidentyfikować słowa kluczowe, które określają substancję każdego związku. Istnieje kilka zasad, które pomogą ci określić substancję pierwiastka lub związku.
- Jeśli forma substancji pierwiastka nie jest wymieniona, użyj formy substancji w układzie okresowym.
- Jeśli związek jest roztworem, możesz zapisać go jako wodny lub (aq).
- Jeśli w równaniu jest woda, określ, czy związek jonowy rozpuści się, czy nie, korzystając z tabeli rozpuszczalności. Jeśli związek ma wysoką rozpuszczalność, związek jest wodny (aq). Jeśli związek ma niską rozpuszczalność, związek jest ciałem stałym (s).
- W przypadku braku wody związek jonowy jest ciałem stałym (s).
- Jeśli pytanie dotyczy kwasu lub zasady, związek ten jest wodny (aq).
- Na przykład 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 + 3Ni. Cr i Ni w postaci pierwiastkowej są ciałami stałymi. NiCl2 i CrCl3 Jest rozpuszczalnym związkiem jonowym. Zatem oba związki są wodne. Po przepisaniu równanie to staje się: 2Cr(s) + 3NiCl2 (wodn.) 2CrCl3(aq) + 3Ni(s).
Krok 3. Określ, jaki związek rozpuści się (rozdzieli na kationy i aniony) w roztworze
Kiedy typ lub związek rozpuszcza się, rozdziela się na elementy dodatnie (kationy) i elementy ujemne (aniony). Są to związki, które są ostatecznie zbilansowane dla równania jonowego netto.
- Ciała stałe, ciecze, gazy, pierwiastki cząsteczkowe, związki jonowe o niskiej rozpuszczalności, jony wieloatomowe i słabe kwasy nie rozpuszczają się.
- Związki jonowe o wysokiej rozpuszczalności (użyj tabeli rozpuszczalności) i mocne kwasy zjonizują 100% (HCl(I), HBr(I), CZEŚĆ(I), H2WIĘC4(aq), HClO4(aq)i HNO3(aq)).
- Pamiętaj, że chociaż jony wieloatomowe są nierozpuszczalne, to gdyby były elementami związku jonowego, rozpuściłyby się z tego związku.
Krok 4. Oblicz ładunek każdego rozpuszczonego jonu
Pamiętaj, że metal będzie kationem dodatnim, a niemetal będzie anionem ujemnym. Korzystając z układu okresowego, możesz określić, który pierwiastek będzie miał ile ładunku. Musisz także zrównoważyć ładunki każdego jonu w związku.
- W naszym przykładzie NiCl2 rozpuścić się w Ni2+ i Cl- podczas gdy CrCl3 rozpuszcza się w Cr3+ i Cl-.
- Ni ma ładunek 2+, ponieważ Cl ma ładunek ujemny, ale są 2 atomy Cl. Dlatego musimy zrównoważyć 2 ujemne jony Cl. Cr ma ładunek 3+, ponieważ musimy zrównoważyć 3 ujemne jony Cl.
- Pamiętaj, że jony wieloatomowe mają swój własny ładunek.
Krok 5. Przepisz równanie z rozpuszczalnymi związkami jonowymi, podzielonymi na poszczególne jony
Wszystko, co jest rozpuszczalne lub zjonizowane (silny kwas), rozdzieli się na dwa różne jony. Stan substancji pozostanie taki sam (aq), ale musisz upewnić się, że równanie pozostaje równe.
- Ciała stałe, ciecze, gazy, słabe kwasy i związki jonowe o niskiej rozpuszczalności nie zmienią kształtu ani nie rozdzielą się na jony. Po prostu zostaw te substancje w spokoju.
- Cząsteczki rozpuszczą się w roztworze. Tak więc forma substancji zmieni się na (aq). Trzy wyjątki, które nie stają się (aq) to: CH4(g), C3h8(g), i C8h18 (l).
- Kończąc nasz przykład, całkowite równanie jonowe wyglądałoby tak: 2Cr(s) + 3Ni2+(I) + 6 Cl-(I) 2Cr3+(I) + 6 Cl-(I) + 3Ni(s). Chociaż Cl nie jest związkiem, nie jest dwuatomowy. Zatem mnożymy współczynnik przez liczbę atomów w związku, aby uzyskać 6 jonów Cl po obu stronach równania.
Krok 6. Wyeliminuj jony widzów, usuwając identyczne jony z każdej strony równania
Jony można usunąć tylko wtedy, gdy są w 100% identyczne z obu stron (ładunek, mała liczba na dole itp.). Przepisz reakcję bez usuwania substancji.
- Uzupełniając przykład, mamy 6 jonów widmowych Cl- z każdej strony, które można usunąć. Ostatecznie równanie jonowe netto to 2Cr(s) + 3Ni2+(I) 2Cr3+(I) + 3Ni(s).
- Aby sprawdzić, czy twoja odpowiedź jest poprawna, całkowity ładunek po stronie reagenta powinien być równy całkowitemu ładunkowi po stronie produktu w równaniu jonowym netto.
