Як написати іонне рівняння: 10 кроків

Іонні рівняння є невід`ємною частиною хімії. У них представлені лише ті компоненти, які змінюються в ході хімічної реакції. Найчастіше іонні рівняння використовують для опису окислювально-відновних реакцій, реакцій обміну і нейтралізації. Щоб записати іонну рівняння, необхідно виконати три основні кроки: збалансувати молекулярне рівняння хімічної реакції, перевести його в повне іонне рівняння (тобто записати компоненти в тому вигляді, в якому вони існують в розчині) і, нарешті, записати короткий іонне рівняння.

кроки

Частина 1 з 2:

Компоненти іонного рівняння

1. Зрозумійте різницю між молекулярними та іонними з`єднаннями. Для запису іонного рівняння насамперед слід визначити які беруть участь в реакції іонні сполуки. Іонними називають ті речовини, які у водних розчинах дисоціюють (розпадаються) на заряджені іони. Молекулярні сполуки не розпадаються на іони. Вони складаються з двох неметалічних елементів, і іноді їх називають ковалентними сполуками.

Іонні сполуки можуть виникати між металом і неметаллом, металом і багатоатомних іонами, або між декількома багатоатомними іонами.
Якщо ви сумніваєтеся, до якої групи належить те чи інше з`єднання, подивіться на властивості складових його елементів в таблиці Менделєєва.

2. Визначте розчинність сполуки. Не всі іонні сполуки розчиняються у водних розчинах, тобто в повному обсязі з них диссоциируют на окремі іони. Перш ніж приступити до запису рівняння, слід знайти розчинність кожного з`єднання. Нижче наведено короткі правила розчинності. Більш докладні відомості і виключення з правил можна знайти в таблиці розчинності.

Відповідальність в тому порядку, в якому вони наведені нижче:

всі солі Na, K і NH₄ розчиняються;

всі солі NO₃, C₂H₃O₂, ClO₃ і ClO₄ розчинні;

всі солі Ag, Pb і Hg₂ нерозчинні;

всі солі Cl, Br і I розчиняються;

солі CO₃, O, S, OH, PO₄, CrO₄, Cr₂O₇ і SO₃ нерозчинні (за деякими винятками);

солі SO₄ розчинні (за деякими винятками).

3. Визначте катіон і аніон з`єднання. Катіонами називають позитивно заряджені іони (зазвичай це метали). Аніони мають негативний заряд, як правило це іони неметалів. Деякі неметали можуть утворювати не тільки аніони, а й катіони, в той час як атоми металів завжди виступають в ролі катіонів.

Наприклад, в поєднанні NaCl (кухонна сіль) Na є позитивно зарядженим катіоном, оскільки це метал, а Cl є негативно заряджений аніон, так як це неметалл.

4. Визначте які беруть участь в реакції багатоатомні (складні) іони. Такі іони являють собою заряджені молекули, між атомами яких існує така сильна зв`язок, що вони не дисоціюють при хімічних реакціях. Необхідно виявити багатоатомні іони, оскільки вони володіють своїм зарядом і не розпадаються на окремі атоми. Багатоатомні іони можуть мати як позитивний, так і негативний заряд.

При вивченні загального курсу хімії вам, швидше за все, знадобиться запам`ятати деякі з найбільш поширених багатоатомних іонів.

До найбільш поширених багатоатомним іонів відносяться CO₃, NO₃, NO₂, SO₄, SO₃, ClO₄ і ClO₃.

Існує безліч інших багатоатомних іонів, які можна знайти в підручнику хімії або інтернеті.

Частина 2 з 2:

Запис іонних рівнянь

1. Збалансуйте повне молекулярне рівняння. Перш ніж приступити до запису іонного рівняння, слід збалансувати вихідне молекулярне рівняння. Для цього необхідно розставити відповідні коефіцієнти перед сполуками, так щоб число атомів кожного елемента в лівій частині дорівнювало їх кількості в правій частині рівняння.

Запишіть число атомів кожного елемента по обидві сторони рівняння.
Додайте перед елементами (крім кисню і водню) коефіцієнти, так щоб кількість атомів кожного елемента в лівій і правій частині рівняння було однаковим.
Збалансуйте атоми водню.
Збалансуйте атоми кисню.
Перерахуйте кількість атомів кожного елемента по обидві сторони рівняння і переконайтеся, що воно однаково.
Наприклад, після балансування рівняння Cr + NiCl₂ --> CrCl₃ + Ni отримуємо 2Cr + 3NiCl₂ --> 2CrCl₃ + 3Ni.

2. Визначте, в якому стані знаходиться кожне речовина, яка бере участь в реакції. Часто про це можна судити за умовою задачі. Є певні правила, які допомагають визначити, в якому стані знаходиться елемент або з`єднання.

Якщо в умові завдання не вказано стан того чи іншого елемента, використовуйте для його визначення таблицю Менделєєва.

Якщо в умові сказано, що вказує, що з`єднання в розчині, відзначте це (р-р).

Якщо в рівняння входить вода, визначте по таблиці розчинності, дисоціює дане іонну з`єднання. У разі високої розчинності з`єднання дисоціює у воді (р-р). Якщо з`єднання має низьку розчинність, воно залишиться в твердому вигляді (тв).

Якщо в реакції не бере вода, іонну з`єднання залишиться в твердому вигляді (тв).

Якщо в задачі фігурує кислота або підстава, вони будуть розчинені у воді (р-р).

Як приклад розглянемо реакцію 2Cr + 3NiCl₂ --> 2CrCl₃ + 3Ni. У чистому вигляді елементи Cr і Ni знаходяться в твердій фазі. NiCl₂ і CrCl₃ являють собою розчинні іонні сполуки, тобто вони знаходяться в розчині. Таким чином, дане рівняння можна переписати в наступному вигляді: 2Cr_(тв) + 3NiCl_{2 (р-р)} --> 2CrCl_{3 (р-р)} + 3Ni_(тв).

3. Визначте, які з`єднання диссоциируют (поділяються на катіони і аніони) в розчині. При дисоціації з`єднання розпадається на позитивний (катіон) і негативний (аніон) компоненти. Ці компоненти потім увійдуть в іонну рівняння хімічної реакції.

Чи не дисоціюють тверді тіла, рідини, гази, молекулярні сполуки, іонні з`єднання з низькою розчинністю, багатоатомні іони і слабкі кислоти.

Повністю диссоциируют іонні з`єднання з високою розчинністю (використовуйте таблицю розчинності) і сильні кислоти (HCl_(р-р), HBr_(р-р), HI_(р-р), H₂SO_{4 (р-р)}, HClO_{4 (р-р)} і HNO_{3 (р-р)}).

Врахуйте, що хоча багатоатомні іони НЕ диссоциируют, вони можуть входити до складу іонного з`єднання і відокремитися від нього в розчині.

4. Порахуйте заряд кожного диссоциированного іона. При цьому пам`ятайте, що метали утворюють позитивно заряджені катіони, а атоми неметалів перетворюються в негативні аніони. Визначте заряди елементів по таблиці Менделєєва. Необхідно також збалансувати всі заряди в нейтральних з`єднаннях.

У наведеному вище прикладі NiCl₂ дисоціює на Ni і Cl, а CrCl₃ розпадається на Cr і Cl.

Іон нікелю має заряд 2+, оскільки він з`єднаний з двома іонами хлору, кожен з яких має одиничний негативний заряд. При цьому один іон Ni повинен збалансувати два негативно заряджених іона Cl. Іон Cr має заряд 3+, так як він повинен нейтралізувати три негативно заряджених іона Cl.

Пам`ятайте про те, що багатоатомні іони мають свої власні заряди.

5. Перепишіть рівняння так, щоб всі розчинні сполуки були розділені на окремі іони. Все що дисоціює або іонізується (наприклад, сильні кислоти) розпадеться на два окремих іона. При цьому речовина залишиться в розчиненому стані (р-р). Перевірте, щоб рівняння було збалансовано.

Тверді речовини, рідини, гази, слабкі кислоти і іонні з`єднання з низькою розчинністю не змінять свого стану і не розділяться на іони. Залиште їх в колишньому вигляді.

Молекулярні сполуки просто розсіються в розчині, і їх стан зміниться на розчинене (р-р). Є три молекулярних з`єднання, які НЕ перейдуть в стан (р-р), Це CH_{4 (г)}, C₃H_{8 (г)} і C₈H_{18 (ж)}.

Для даної реакції повне іонне рівняння запишеться в наступному вигляді: 2Cr_(тв) + 3Ni_(р-р) + 6Cl_(р-р) --> 2Cr_(р-р) + 6Cl_(р-р) + 3Ni_(тв). Якщо хлор не входить до складу з`єднання, він розпадається на окремі атоми, тому ми помножили кількість іонів Cl на 6 по обидва боки рівняння.

6. Скоротіть однакові іони в лівій і правій частині рівняння. Можна викреслити лише ті іони, які повністю ідентичні з обох сторін рівняння (мають однакові заряди, нижні індекси і так далі). Перепишіть рівняння без цих іонів.

У нашому прикладі обидві частини рівняння містять 6 іонів Cl, які можна викреслити. Таким чином, отримуємо короткий іонне рівняння: 2Cr_(тв) + 3Ni_(р-р) --> 2Cr_(р-р) + 3Ni_(тв).

перевірте результат. Сумарні заряди лівої і правої частин іонного рівняння повинні бути рівні.