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Uno ione spettatore è qualsiasi specie chimica caricata elettricamente che appare tra i reagenti e di nuovo nei prodotti della reazione quando la reazione è scritta sotto forma di un’equazione ionica. In altre parole, sono ioni che non subiscono alcun tipo di trasformazione durante una reazione chimica, ma sono presenti durante la stessa.
È comune che le reazioni chimiche che coinvolgono composti ionici intervengano direttamente solo su alcuni degli ioni presenti nella soluzione. Quelli che non sono direttamente coinvolti nella reazione chimica sono gli ioni spettatori.
Come riconoscere uno ione spettatore in una reazione chimica
Quando rappresentiamo le reazioni chimiche tra composti ionici sotto forma di equazioni molecolari, può essere difficile riconoscere rapidamente gli ioni spettatori. Infatti, può anche essere difficile riconoscere quali ioni sono coinvolti nella reazione.
Un’equazione molecolare è un’equazione chimica in cui tutte le specie sono rappresentate dalle loro formule molecolari empiriche o neutre come se fossero tutti composti molecolari (sebbene i composti ionici non siano, ovviamente, composti molecolari). Le equazioni molecolari hanno il vantaggio di rendere più facili i calcoli stechiometrici, tuttavia rappresentano in modo errato il modo in cui si verificano effettivamente le reazioni tra gli ioni. Per questo, ci sono altri due tipi di equazioni chimiche che sono equazioni ioniche ed equazioni ioniche nette.
L’equazione ionica totale e l’equazione ionica netta
Identificare gli ioni spettatori è molto facile quando una reazione è scritta nella forma della sua equazione ionica e della sua equazione ionica netta. Questo perché gli ioni spettatori sono semplicemente quelli che compaiono nell’equazione ionica totale ma non nell’equazione ionica netta.
Passi per scrivere l’equazione ionica netta
Per mostrare come scrivere equazioni ioniche e riconoscere ioni spettatori in esse, si consideri come esempio la reazione tra piombo(II) nitrato (Pb(NO 3 ) 2 ) e ioduro di potassio (KI) per formare ioduro di piombo. (II) (PbI 2 ) che precipita in forma solida e nitrato di potassio (KNO 3 ) che rimane in soluzione.
Di seguito sono riportati i passaggi per ottenere l’equazione ionica netta per questa e qualsiasi altra reazione e, nel processo, riconoscere gli ioni spettatori coinvolti.
- Passaggio 1: scrivere e bilanciare l’equazione molecolare
Nel caso dell’esempio che stiamo usando, la reazione è:
- Passaggio 2: separare tutti i composti ionici che sono in soluzione nei loro ioni costituenti scrivendoli tra parentesi. Questo non viene fatto con composti ionici allo stato solido.
Nel nostro esempio, ciò comporta la ionizzazione del nitrato di piombo (II), del nitrato di potassio e dello ioduro di potassio, poiché sono tutti in soluzione (da qui il pedice ac) ma non ioduro di piombo (II), poiché è allo stato solido.
- Passaggio 3: moltiplicare tutti gli ioni per i coefficienti stechiometrici per ottenere l’equazione ionica totale.
Lo scopo di questo passaggio è rimuovere le parentesi e separare tutti gli ioni per scriverli in modo indipendente, poiché sono effettivamente in soluzione:
Questa è l’equazione ionica complessiva della reazione. Mostra tutti gli ioni presenti durante la reazione chimica. Si noti che gli ioni evidenziati in blu (ioni potassio e nitrato) compaiono sia nei reagenti che nei prodotti invariati.
- Passaggio 4: annullare o rimuovere tutti gli ioni ripetuti nei reagenti e nei prodotti.
In questo caso, sono gli ioni evidenziati in blu nell’equazione ionica totale, cioè gli ioni potassio e nitrato.
Questo rappresenta l’equazione ionica netta della reazione, e quindi mostra la reazione chimica effettivamente in atto, cioè la precipitazione degli ioni piombo (II) e ioduro come ioduro di piombo (II) solido.
L’osservazione della differenza tra l’equazione ionica netta e l’equazione ionica totale rende molto più chiaro il concetto di ione spettatore. Gli ioni potassio e nitrato non partecipano alla reazione chimica, che coinvolge solo piombo e ioduro.
Tuttavia, non è possibile avere una soluzione che contenga solo ioni piombo (II) e un’altra che contenga solo ioni ioduro e mescolarli affinché avvenga la reazione presentata nell’equazione ionica netta. Per avere ioni piombo(II) in soluzione, deve necessariamente esserci un controione che mantenga la neutralità della soluzione. In questo caso, ioni nitrato. Lo stesso accade con lo ione ioduro e gli ioni potassio.
Esempi di ioni spettatori
Di seguito sono riportati alcuni esempi aggiuntivi di reazioni chimiche tra composti ionici in cui gli ioni spettatori sono identificati dall’equazione ionica totale.
Esempio 1: Reazione tra cloruro di bario e solfato di sodio
L’equazione molecolare bilanciata è:
L’equazione ionica totale è:
L’equazione ionica netta è:
Gli ioni spettatori in questo caso sono il catione sodio (Na + ) e l’anione cloruro (Cl – ).
Esempio 2: Reazione tra nitrato di calcio e fosfato di potassio
L’equazione molecolare bilanciata è:
L’equazione ionica totale è:
L’equazione ionica netta è:
Gli ioni spettatori in questo caso sono il catione potassio (K + ) e l’anione nitrato (NO 3 – ).
Esempio 3: Reazione di ossidoriduzione tra zinco e solfato di rame (II).
L’equazione molecolare bilanciata è:
L’equazione ionica totale è:
L’equazione ionica netta è:
In questo caso l’unico ione spettatore è l’anione solfato (SO 4 – ).
Esempio 4: Dissoluzione di magnesio metallico con acido cloridrico
L’equazione molecolare bilanciata è:
L’equazione ionica totale è:
L’equazione ionica netta è:
In questo caso l’unico ione spettatore è l’anione cloruro (Cl – ).
Riferimenti
- BBC Bytesize (nd). Equazioni ioniche e ioni spettatori . Estratto da https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zsmgpbk/revision/5
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS e Herranz, ZR (2020). Chimica (10a ed.). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
- Scrivere e bilanciare equazioni chimiche . (2020, 30 ottobre). Estratto da https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818
- Accademia Khan (nd). Equazioni ioniche nette e ioniche complete . Estratto da https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations
