Hvad er en nettoionisk ligning?

En nettoionisk ligning er en type kemisk ligning, der bruges til at repræsentere reaktioner, der involverer ioniske stoffer i opløsning, og viser kun de ioner, der faktisk er involveret i reaktionen . Grunden til, at det kaldes den nettoioniske ligning er, at alle tilskuerioner er elimineret fra den totale ioniske ligning, det vil sige dem, der, på trods af at de er en del af de oprindelige reaktanter og på trods af at de er til stede i opløsningen, ikke er involveret i kemisk reaktion.

De nettoioniske ligninger er en mere troværdig fremstilling af, hvad der faktisk sker, når vi udfører en kemisk reaktion mellem ioniske forbindelser i vandig opløsning. Ved opløsning af en ionforbindelse, såsom et salt eller et opløseligt hydroxid, dissocieres disse ved virkningen af ​​opløsningsmidlet, som i dette tilfælde er vand. Som udtrykket antyder, kan anioner og kationer af den ioniske forbindelse ved dissociation reagere separat , fuldstændig uafhængigt af hinanden.

De nettoioniske ligninger og de molekylære ligninger

De nettoioniske ligninger er af stor betydning, da de forenkler fremstillingen af ​​en kemisk reaktion, der ellers kunne opfattes som mere kompleks, end den faktisk er. Men kemiske ligninger, der inkluderer komplette ioniske stoffer med begge ioner, før de dissocierer, er stadig meget vigtige og er nødvendige for at gøre mange støkiometriske beregninger nemmere. Disse reaktioner kaldes molekylære reaktioner , da de repræsenterer ioniske forbindelser ved hjælp af formler svarende til de neutrale molekylære formler for kovalente forbindelser.

En molekylær ligning indeholder den støkiometriske information, der er nødvendig for at beregne masserne af reaktanterne, som vi faktisk kan veje, såvel som masserne af produkterne, som vi faktisk kan opnå ved reaktionens afslutning, når opløsningsmidlet er fjernet.

Vi skal huske, at vi ikke kan adskille de ioner, der bekræfter en ionforbindelse, i to forskellige flasker. For eksempel kan vi ikke have en flaske, der kun indeholder chloridioner og en anden, der kun indeholder natriumkationer. Anioner vil nødvendigvis være forbundet med kationer, når de ikke er i opløsning og vil derfor nødvendigvis blive vejet sammen.

Eksempel på en nettoionisk ligning og dens grundlæggende egenskaber

Et illustrativt eksempel på en nettoionisk ligning kan skrives for reaktionen mellem kaliumpermanganat (KMnO ₄ ) og natriumiodid (NaI), som producerer molekylært iod (I ₂ ) og mangan (IV) oxid (MnO ₂ ) i basisk medium. Den molekylære ligning for denne reaktion er givet ved:

I dette tilfælde synes den molekylære ligning at antyde, at kaliumioner på en eller anden måde er involveret i den kemiske reaktion af oxidationsreduktion. Dette er dog ikke tilfældet. Når nettoionligningen for denne samme kemiske reaktion skrives, er resultatet:

Som du kan se, er kaliumionen ingen steder at finde. Årsagen er, at kalium er en tilskuerion. De stoffer, der faktisk deltager i den kemiske reaktion, og som indeholder de atomer, der ændrer deres oxidationstilstand under oxidations-reduktionsreaktionen, er faktisk permanganationen (MnO 4 – ) og iodidionen ₍ ^I – ⁾ .

Dette eksempel fremhæver nogle grundlæggende træk ved nettoioniske ligninger:

• Alle de involverede kemiske arter skal afspejle deres aggregeringstilstand uden undtagelse. Disse tilstande kan være fast (s), flydende (l), gasformig (g) eller i vandig opløsning (aq).
• Alle ioniske arter skal have deres respektive elektriske ladninger.
• Tilskuerioner er ikke inkluderet i ligningen.
• Det omfatter ethvert neutralt reagens, der oprindeligt er i fast eller flydende eller gasformig tilstand og ikke er opløseligt i vand, eller et hvilket som helst, der er opløseligt, men som ikke dissocierer, når det opløses.
• Også inkluderet er ethvert fast, flydende eller gasformigt produkt, der dannes under reaktionen, og som opfylder de samme betingelser som ovenfor.

Trin til at skrive en nettoionisk ligning

Netto ioniske ligninger kan opnås på forskellige måder afhængigt af typen af ​​kemisk reaktion involveret. For eksempel, i tilfælde af oxidationsreduktionsreaktioner, kan deres nettoioniske ligninger opnås fra ligningstilpasningsprocessen ved elektronionmetoden.

En anden måde at opnå en nettoionisk ligning på er fra de respektive molekylære ligninger. Dette afsnit viser, hvordan man opnår den nettoioniske ligning fra den tilpassede molekylære ligning. Til anvendelsen af ​​trinene vil vi som eksempel tage reaktionen mellem calciumnitrat og natriumphosphat til fremstilling af calciumphosphat og natriumnitrat.

Trin #1 – Skriv den molekylære ligning og tilpas den

Det første trin er at skrive ligningen og tilpasse eller balancere den, som om alle de involverede stoffer var molekylære forbindelser. I hvert tilfælde skal aggregeringstilstanden for hver forbindelse identificeres.

På dette tidspunkt skal opløselighedsreglerne tages i betragtning for at bestemme, om hver ionforbindelse er en stærk eller svag elektrolyt. Dette gør det muligt at identificere, hvilke der vil blive opløst (og derfor dissocieret), og hvilke der ikke vil. Nogle regler for tildeling af disse aggregeringstilstande er:

• Molekylære forbindelser dissocierer ikke i vandig opløsning. Hvis de er opløselige i vand, placeres underskriften (ac), ellers placeres deres respektive fysiske tilstand, det være sig fast, flydende eller gasformig.
• Alle alkalimetal (Li, Na, K, Rb og Cs) og ammonium (NH ₄ ⁺ ) salte er opløselige i vand og er stærke elektrolytter, så de er mærket (aq).
• Alle nitrater og perklorater er opløselige i vand og er stærke elektrolytter, så de er mærket (aq).
• Med undtagelse af bly (II) og bariumsulfat er alle sulfater opløselige, så de placeres (aq).
• Chlorider, bromider og iodider bortset fra sølv, bly(II) eller kviksølv(II) er opløselige.
• De fleste fosfater, carbonater, kromater, silikater, sulfider og hydroxider er uopløselige og er også faste ved stuetemperatur, så de placeres (s).

For reaktionen mellem calciumnitrat og natriumphosphat er den ujusterede molekylære reaktion:

Som det kan ses i dette tilfælde, er calciumnitrat opløseligt (fordi det er et nitrat), hvorfor vi placerer det (ac). Natriumphosphat også, da det er et salt af natrium, som er et alkalimetal. På produktsiden er calciumfosfat uopløseligt i vand og er fast ved stuetemperatur, hvorfor vi putter(er) på det. Endelig er natriumnitrat også en stærk elektrolyt, så det vil blive opløst og dissocieret.

Nu justerer vi ligningen for at opnå den afbalancerede molekylære ligning:

Trin #2 – Omslutt dem i parentes, adskille alle stærke elektrolytter

Dette trin søger at repræsentere hver elektrolyt i opløsning på den rigtige måde, som den findes i den: fuldstændig dissocieret af opløsningsmidlets solvatiseringseffekt. Grunden til, at den er placeret i firkantede parenteser, er for at sikre, at antallet af ioner ganges med den støkiometriske koefficient, som hele saltet måtte have.

Denne kemiske ligning kaldes den samlede eller komplette ioniske ligning.

Trin #3 – Multiplicer alle de støkiometriske koefficienter for at fjerne beslagene

Dette er trinnet før opnåelse af den nettoioniske ligning.

Trin #4 – Fjern alle tilskuerioner fra ligningen

Når dette trin er afsluttet, vil vi have den nettoioniske ligning. I tilfældet med vores eksempel involverer dette fjernelse af natrium- og nitrationerne på begge sider af ligningen og identificerer dem som tilskuerionerne i denne kemiske reaktion. Endelig er den nettoioniske ligning, som vi leder efter:

Referencer

Chang, R. (2021). Kemi (11. ^udgave ). MCGRAW HILL UDDANNELSE.

Molekylære, komplette ioniske og nettoioniske ligninger (artikel) . (nd). Khan Academy. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

Juncker, M., PhD. (2021, 1. juni). Hvordan man skriver en nettoionisk ligning . wikihow. https://www.wikihow.com/Write-a-Net-Ionic-Equation

Emne 7: Ligevægt i vandig fase. Udfældningsreaktioner . (nd). Universitetet i Granada. http://www.ugr.es/~mota/QG_F-TEMA_7-2017-Equilibrios_de_solubilidad.pdf

Youngker, A. (2018, 1. februar). Hvordan man skriver den nettoioniske ligning for CH3COOH, når den reagerer med NaOH . Geniusland. https://www.geniolandia.com/13114959/how-to-write-the-ionic-equation-net-for-the-ch3cooh-when-it-reacts-with-the-naoh