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Un ion spectateur est toute espèce chimique électriquement chargée qui apparaît entre les réactifs et à nouveau dans les produits de la réaction lorsque la réaction est écrite sous la forme d’une équation ionique. En d’autres termes, ce sont des ions qui ne subissent aucun type de transformation lors d’une réaction chimique, mais qui sont présents lors de celle-ci.
Il est courant que des réactions chimiques mettant en jeu des composés ioniques n’interviennent directement que sur certains des ions présents dans la solution. Ceux qui ne sont pas directement impliqués dans la réaction chimique sont les ions spectateurs.
Comment reconnaître un ion spectateur dans une réaction chimique
Lorsque nous représentons des réactions chimiques entre des composés ioniques sous la forme d’équations moléculaires, il peut être difficile de reconnaître rapidement les ions spectateurs. En fait, il peut même être difficile de reconnaître quels ions sont impliqués dans la réaction.
Une équation moléculaire est une équation chimique dans laquelle toutes les espèces sont représentées par leurs formules moléculaires empiriques ou neutres comme si elles étaient toutes des composés moléculaires (bien que les composés ioniques ne soient pas, bien sûr, des composés moléculaires). Les équations moléculaires ont l’avantage de faciliter les calculs stœchiométriques, mais elles déforment la façon dont les réactions entre les ions se produisent réellement. Pour cela, il existe deux autres types d’équations chimiques qui sont les équations ioniques et les équations ioniques nettes.
L’équation ionique totale et l’équation ionique nette
L’identification des ions spectateurs est très facile lorsqu’une réaction est écrite sous la forme de son équation ionique et de son équation ionique nette. En effet, les ions spectateurs sont simplement ceux qui apparaissent dans l’équation ionique totale mais pas dans l’équation ionique nette.
Étapes pour écrire l’équation ionique nette
Pour montrer comment écrire des équations ioniques et y reconnaître des ions spectateurs, prenons comme exemple la réaction entre le nitrate de plomb(II) (Pb(NO 3 ) 2 ) et l’iodure de potassium (KI) pour former de l’iodure de plomb. (II) (PbI 2 ) qui précipite sous forme solide et du nitrate de potassium (KNO 3 ) qui reste en solution.
Vous trouverez ci-dessous les étapes pour obtenir l’équation ionique nette pour cette réaction et toute autre, et, dans le processus, reconnaître les ions spectateurs impliqués.
- Étape 1 : Écrire et équilibrer l’équation moléculaire
Dans le cas de l’exemple que nous utilisons, la réaction est :
- Étape 2 : Séparez tous les composés ioniques qui sont en solution en leurs ions constitutifs en les écrivant entre parenthèses. Ceci n’est pas fait avec des composés ioniques qui sont à l’état solide.
Dans notre exemple, il s’agit d’ioniser le nitrate de plomb(II), le nitrate de potassium et l’iodure de potassium, puisqu’ils sont tous en solution (d’où l’indice ac) mais pas l’iodure de plomb(II)), puisqu’il est à l’état solide.
- Étape 3 : Multipliez tous les ions par les coefficients stoechiométriques pour obtenir l’équation ionique totale.
Le but de cette étape est de supprimer les parenthèses et de séparer tous les ions pour les écrire indépendamment, car ils sont en réalité en solution :
C’est l’équation ionique globale de la réaction. Affiche tous les ions présents lors de la réaction chimique. Notez que les ions surlignés en bleu (ions potassium et nitrate) apparaissent à la fois dans les réactifs et les produits inchangés.
- Étape 4 : Annulez ou supprimez tous les ions répétés dans les réactifs et les produits.
Dans ce cas, ce sont les ions surlignés en bleu dans l’équation ionique totale, c’est-à-dire les ions potassium et nitrate.
Cela représente l’équation ionique nette de la réaction et montre donc la réaction chimique qui se déroule réellement, c’est-à-dire la précipitation des ions plomb (II) et iodure sous forme d’iodure de plomb (II) solide.
L’observation de la différence entre l’équation ionique nette et l’équation ionique totale rend le concept d’ion spectateur beaucoup plus clair. Les ions potassium et nitrate ne participent pas à la réaction chimique, qui ne concerne que le plomb et l’iodure.
Cependant, il n’est pas possible d’avoir une solution qui ne contient que des ions plomb (II) et une autre qui ne contient que des ions iodure et de les mélanger pour que la réaction présentée dans l’équation ionique nette se produise. Pour avoir des ions plomb(II) en solution, il doit nécessairement y avoir un contre-ion qui maintient la neutralité de la solution. Dans ce cas, les ions nitrates. La même chose se produit avec l’ion iodure et les ions potassium.
Exemples d’ions spectateurs
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples supplémentaires de réactions chimiques entre composés ioniques dans lesquelles les ions spectateurs sont identifiés par l’équation ionique totale.
Exemple 1 : Réaction entre le chlorure de baryum et le sulfate de sodium
L’équation moléculaire équilibrée est :
L’équation ionique totale est :
L’équation ionique nette est :
Les ions spectateurs dans ce cas sont le cation sodium (Na + ) et l’anion chlorure (Cl – ).
Exemple 2 : Réaction entre le nitrate de calcium et le phosphate de potassium
L’équation moléculaire équilibrée est :
L’équation ionique totale est :
L’équation ionique nette est :
Les ions spectateurs dans ce cas sont le cation potassium (K + ) et l’anion nitrate (NO 3 – ).
Exemple 3 : Réaction d’oxydoréduction entre sulfate de zinc et de cuivre (II)
L’équation moléculaire équilibrée est :
L’équation ionique totale est :
L’équation ionique nette est :
Dans ce cas, le seul ion spectateur est l’anion sulfate (SO 4 – ).
Exemple 4 : Dissolution de magnésium métallique avec de l’acide chlorhydrique
L’équation moléculaire équilibrée est :
L’équation ionique totale est :
L’équation ionique nette est :
Dans ce cas, le seul ion spectateur est l’anion chlorure (Cl – ).
Les références
- BBC Bytesize (nd). Équations ioniques et ions spectateurs . Extrait de https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zsmgpbk/revision/5
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS et Herranz, ZR (2020). Chimie (10e éd.). New York, NY : MCGRAW-HILL.
- Ecrire et équilibrer des équations chimiques . (2020, 30 octobre). Extrait de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818
- Académie Khan (nd). Équations ioniques nettes et ioniques complètes . Extrait de https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations
