Cos’è un’equazione ionica netta?

Un’equazione ionica netta è un tipo di equazione chimica utilizzata per rappresentare reazioni che coinvolgono sostanze ioniche in soluzione, mostrando solo quegli ioni che sono effettivamente coinvolti nella reazione . Il motivo per cui viene chiamata equazione ionica netta è perché dall’equazione ionica totale vengono eliminati tutti gli ioni spettatori, cioè quelli che, pur facendo parte dei reagenti originari e pur essendo presenti nella soluzione, non sono coinvolti nella reazione chimica.

Le equazioni ioniche nette sono una rappresentazione più fedele di ciò che effettivamente accade quando effettuiamo una reazione chimica tra composti ionici in soluzione acquosa. Quando si dissolve un composto ionico, come un sale o un idrossido solubile, questi vengono dissociati dall’effetto del solvente, che, in questo caso, è l’acqua. Come suggerisce il termine, dopo la dissociazione, gli anioni e i cationi del composto ionico possono reagire separatamente , in modo completamente indipendente l’uno dall’altro.

Le equazioni ioniche nette e le equazioni molecolari

Le equazioni ioniche nette sono di grande importanza, in quanto semplificano la rappresentazione di una reazione chimica che potrebbe altrimenti essere percepita come più complessa di quanto non sia in realtà. Tuttavia, le equazioni chimiche che includono sostanze ioniche complete con entrambi gli ioni prima che si dissocino sono ancora molto importanti e sono necessarie per semplificare molti calcoli stechiometrici. Queste reazioni sono chiamate reazioni molecolari , poiché rappresentano i composti ionici mediante formule equivalenti alle formule molecolari neutre dei composti covalenti.

Un’equazione molecolare contiene le informazioni stechiometriche necessarie per calcolare le masse dei reagenti che possiamo effettivamente pesare, così come le masse dei prodotti che possiamo effettivamente ottenere al termine della reazione, una volta rimosso il solvente.

Dobbiamo ricordare che non possiamo separare gli ioni che confermano un composto ionico in due bottiglie diverse. Ad esempio, non possiamo avere una bottiglia che contenga solo ioni cloruro e un’altra che contenga solo cationi sodio. Gli anioni saranno necessariamente associati ai cationi quando non sono in soluzione e quindi dovranno necessariamente essere pesati insieme.

Esempio di equazione ionica netta e sue caratteristiche fondamentali

Un esempio illustrativo di un’equazione ionica netta può essere scritto per la reazione tra permanganato di potassio (KMnO ₄ ) e ioduro di sodio (NaI), che produce iodio molecolare (I ₂ ) e ossido di manganese (IV) (MnO ₂ ) in mezzo basico. L’equazione molecolare di questa reazione è data da:

In questo caso, l’equazione molecolare sembra suggerire che gli ioni potassio siano in qualche modo coinvolti nella reazione chimica di ossidoriduzione. Tuttavia, questo non è il caso. Quando viene scritta l’equazione ionica netta di questa stessa reazione chimica, il risultato è:

Come puoi vedere, lo ione potassio non si trova da nessuna parte. Il motivo è che il potassio è uno ione spettatore. Le sostanze che effettivamente prendono parte alla reazione chimica e che contengono gli atomi che cambiano il loro stato di ossidazione durante la reazione di ossidoriduzione sono in realtà lo ione permanganato (MnO 4 – ) _e ^lo ione ioduro (I ^– ).

Questo esempio evidenzia alcune caratteristiche di base delle equazioni ioniche nette:

• Tutte le specie chimiche coinvolte devono riflettere il loro stato di aggregazione, nessuna esclusa. Questi stati possono essere solido (s), liquido (l), gassoso (g) o in soluzione acquosa (aq).
• Tutte le specie ioniche devono possedere la rispettiva carica elettrica.
• Gli ioni spettatori non sono inclusi nell’equazione.
• Include qualsiasi reagente neutro che si trova inizialmente in uno stato solido, liquido o gassoso e non è solubile in acqua, o qualsiasi reagente solubile ma che non si dissocia una volta dissolto.
• È incluso anche qualsiasi prodotto solido, liquido o gassoso che si forma durante la reazione e che soddisfa le stesse condizioni di cui sopra.

Passi per scrivere un’equazione ionica netta

Le equazioni ioniche nette possono essere ottenute in modi diversi a seconda del tipo di reazione chimica coinvolta. Ad esempio, nel caso di reazioni di riduzione dell’ossidazione, le loro equazioni ioniche nette possono essere ottenute dal processo di adattamento delle equazioni mediante il metodo degli ioni elettronici.

Un altro modo per ottenere un’equazione ionica netta è dalle rispettive equazioni molecolari. Questa sezione mostra come ottenere l’equazione ionica netta dall’equazione molecolare adattata. Per l’applicazione delle fasi prenderemo come esempio la reazione tra nitrato di calcio e fosfato di sodio per produrre fosfato di calcio e nitrato di sodio.

Passo #1 – Scrivi l’equazione molecolare e adattala

Il primo passo è scrivere l’equazione e adattarla o bilanciarla come se tutte le sostanze coinvolte fossero composti molecolari. In ogni caso, deve essere identificato lo stato di aggregazione di ciascun composto.

A questo punto bisogna tenere conto delle regole di solubilità per determinare se ogni composto ionico è un elettrolita forte o debole. Questo permette di identificare quali saranno sciolti (e quindi dissociati) e quali no. Alcune regole per l’assegnazione di questi stati di aggregazione sono:

• I composti molecolari non si dissociano in soluzione acquosa. Se sono solubili in acqua si mette il pedice (ac), altrimenti si mette il loro rispettivo stato fisico, sia esso solido, liquido o gassoso.
• Tutti i sali di metalli alcalini (Li, Na, K, Rb e Cs) e di ammonio (NH ₄ ⁺ ) sono solubili in acqua e sono elettroliti forti, quindi sono etichettati (aq).
• Tutti i nitrati e perclorati sono solubili in acqua e sono elettroliti forti, quindi sono etichettati (aq).
• Ad eccezione del piombo (II) e del solfato di bario, tutti i solfati sono solubili, quindi sono posti (aq).
• Cloruri, bromuri e ioduri diversi da argento, piombo (II) o mercurio (II) sono solubili.
• La maggior parte dei fosfati, carbonati, cromati, silicati, solfuri e idrossidi sono insolubili e sono anche solidi a temperatura ambiente, quindi vengono posti.

Per la reazione tra nitrato di calcio e fosfato di sodio, la reazione molecolare non aggiustata è:

Come si vede in questo caso, il nitrato di calcio è solubile (perché è un nitrato), motivo per cui lo poniamo (ac). Anche il fosfato di sodio, poiché è un sale di sodio, che è un metallo alcalino. Per quanto riguarda i prodotti, il fosfato di calcio è insolubile in acqua ed è solido a temperatura ambiente, motivo per cui lo mettiamo sopra. Infine, anche il nitrato di sodio è un elettrolita forte, quindi sarà dissolto e dissociato.

Ora aggiustiamo l’equazione per ottenere l’equazione molecolare bilanciata:

Passo #2 – Racchiudendoli tra parentesi, dissocia tutti gli elettroliti forti

Questa fase cerca di rappresentare ogni elettrolita in soluzione nel modo reale in cui si trova in esso: completamente dissociato dall’effetto di solvatazione del solvente. Il motivo per cui è posto tra parentesi quadre è garantire che il numero di ioni sia moltiplicato per qualunque coefficiente stechiometrico possa avere l’intero sale.

Questa equazione chimica è chiamata equazione ionica totale o completa.

Passo #3 – Moltiplica tutti i coefficienti stechiometrici per rimuovere le parentesi

Questo è il passaggio prima di ottenere l’equazione ionica netta.

Passaggio 4: rimuovere tutti gli ioni spettatori dall’equazione

Una volta completato questo passaggio, avremo l’equazione ionica netta. Nel caso del nostro esempio, ciò comporta la rimozione degli ioni sodio e nitrato su entrambi i lati dell’equazione, identificandoli come ioni spettatori in questa reazione chimica. Infine, l’equazione ionica netta che stiamo cercando è:

Riferimenti

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