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알짜 이온 반응식은 용액에서 이온 물질이 포함된 반응을 나타내는 데 사용되는 화학 반응식의 한 유형으로, 반응에 실제로 관여하는 이온만 표시합니다 . 이것이 알짜 이온 반응식이라고 불리는 이유는 모든 구경꾼 이온이 전체 이온 반응식에서 제거되기 때문입니다. 화학 반응.
알짜 이온 방정식은 수용액에서 이온 화합물 사이의 화학 반응을 수행할 때 실제로 일어나는 일을 보다 충실하게 표현한 것입니다. 염이나 가용성 수산화물과 같은 이온성 화합물을 용해할 때 이들은 용매(이 경우 물)의 영향으로 해리됩니다. 용어에서 알 수 있듯이 해리 시 이온성 화합물의 음이온과 양이온은 서로 완전히 독립적으로 개별적으로 반응 할 수 있습니다.
알짜 이온 방정식과 분자 방정식
알짜 이온 반응식은 실제보다 더 복잡한 것으로 인식될 수 있는 화학 반응의 표현을 단순화하기 때문에 매우 중요합니다. 그러나 두 이온이 해리되기 전의 완전한 이온 물질을 포함하는 화학 반응식은 여전히 매우 중요하며 많은 화학양론적 계산을 더 쉽게 만드는 데 필요합니다. 이러한 반응은 공유 결합 화합물의 중성 분자식과 동일한 공식을 통해 이온성 화합물을 나타내기 때문에 분자 반응 이라고 합니다 .
분자 방정식에는 실제로 칭량할 수 있는 반응물의 질량을 계산하는 데 필요한 화학양론적 정보와 용매가 제거된 후 반응이 끝날 때 실제로 얻을 수 있는 생성물의 질량이 포함되어 있습니다.
우리는 이온 화합물을 확인하는 이온을 두 개의 다른 병으로 분리할 수 없다는 것을 기억해야 합니다. 예를 들어, 우리는 염소 이온만 포함하는 병과 나트륨 양이온만 포함하는 병을 가질 수 없습니다. 음이온은 용액에 있지 않을 때 반드시 양이온과 연결되므로 함께 칭량해야 합니다.
알짜 이온 반응식의 예와 기본 특성
알짜 이온 반응식의 예시는 과망간산칼륨(KMnO 4 )과 요오드화나트륨(NaI) 사이의 반응에 대해 작성할 수 있으며, 이는 염기성 매질에서 분자 요오드(I 2 )와 산화망간(IV)(MnO 2 )을 생성합니다. 이 반응의 분자 방정식은 다음과 같이 주어진다.
이 경우 분자 방정식은 칼륨 이온이 어떻게 든 산화 환원의 화학 반응에 관여하고 있음을 시사하는 것 같습니다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다. 이 동일한 화학 반응의 알짜 이온 반응식을 쓰면 결과는 다음과 같습니다.
보시다시피 칼륨 이온은 어디에도 없습니다. 그 이유는 칼륨이 구경꾼 이온이기 때문입니다. 실제로 화학 반응에 참여하고 산화-환원 반응 동안 산화 상태를 바꾸는 원자를 포함하는 물질은 실제로 과망간산 이온(MnO 4 – ) 과 요오드 화물 이온(I – )입니다.
이 예는 알짜 이온 방정식의 몇 가지 기본 기능을 강조합니다.
- 관련된 모든 화학종은 예외 없이 응집 상태를 반영해야 합니다. 이러한 상태는 고체(s), 액체(l), 기체(g) 또는 수용액(aq)일 수 있습니다.
- 모든 이온 종은 각각의 전하를 가지고 있어야 합니다.
- 구경꾼 이온은 방정식에 포함되지 않습니다.
- 이것은 초기에 고체, 액체 또는 기체 상태이고 물에 용해되지 않는 모든 중성 시약 또는 용해되지만 용해될 때 해리되지 않는 모든 것을 포함합니다.
- 또한 반응 중에 형성되고 위와 동일한 조건을 충족하는 모든 고체, 액체 또는 기체 생성물이 포함됩니다.
알짜 이온 방정식을 작성하는 단계
알짜 이온 반응식은 관련된 화학 반응의 유형에 따라 다른 방식으로 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 산화환원 반응의 경우 전자이온법에 의한 방정식 피팅 과정을 통해 알짜 이온 반응식을 얻을 수 있다.
알짜 이온 방정식을 얻는 또 다른 방법은 각각의 분자 방정식에서 얻는 것입니다. 이 섹션에서는 적합 분자 방정식에서 알짜 이온 방정식을 얻는 방법을 보여줍니다. 단계를 적용하기 위해 우리는 인산칼슘과 질산나트륨을 생성하기 위한 질산칼슘과 인산나트륨 사이의 반응을 예로 들 것입니다.
1단계 – 분자 방정식을 작성하고 맞춥니다.
첫 번째 단계는 방정식을 작성하고 관련된 모든 물질이 분자 화합물인 것처럼 맞추거나 균형을 맞추는 것입니다. 각 경우에 각 화합물의 응집 상태를 식별해야 합니다.
이 시점에서 각 이온 화합물이 강한 전해질인지 약한 전해질인지 결정하기 위해 용해도 규칙을 고려해야 합니다. 이를 통해 용해(따라서 해리)되고 그렇지 않은 것을 식별할 수 있습니다. 이러한 집계 상태를 할당하기 위한 몇 가지 규칙은 다음과 같습니다.
- 분자 화합물은 수용액에서 해리되지 않습니다. 물에 녹는 경우 아래 첨자 (ac)가 표시되고 그렇지 않은 경우 각각의 물리적 상태(고체, 액체 또는 기체)가 표시됩니다.
- 모든 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb 및 Cs) 및 암모늄(NH 4 + ) 염은 물에 용해되며 강한 전해질이므로 (aq)로 표시됩니다.
- 모든 질산염과 과염소산염은 물에 잘 녹고 강한 전해질이므로 (aq)라고 표시되어 있습니다.
- 납(II)과 황산바륨을 제외하고 모든 황산염은 가용성이므로 (aq) 배치됩니다.
- 은, 납(II) 또는 수은(II) 이외의 염화물, 브롬화물 및 요오드화물은 가용성입니다.
- 대부분의 인산염, 탄산염, 크롬산염, 규산염, 황화물 및 수산화물은 불용성이며 실온에서도 고체이므로 배치됩니다.
질산칼슘과 인산나트륨 간의 반응에서 조정되지 않은 분자 반응은 다음과 같습니다.
이 경우에서 알 수 있듯이 질산칼슘은 용해성이 있으므로(질산염이기 때문에) 이를 (ac)로 표시합니다. 인산나트륨도 알칼리 금속인 나트륨의 염이기 때문입니다. 제품 측면에서 인산칼슘은 물에 불용성이며 상온에서 고체이므로 (s)를 넣습니다. 마지막으로 질산 나트륨도 강한 전해질이므로 용해 및 해리됩니다.
이제 방정식을 조정하여 균형 잡힌 분자 방정식을 얻습니다.
2단계 – 괄호로 묶고 강한 전해질을 모두 분리합니다.
이 단계는 용액에서 발견되는 실제 방식으로 각 전해질을 나타내려고 합니다. 용매의 용매화 효과에 의해 완전히 분리됩니다. 그것이 대괄호 안에 있는 이유는 이온의 수가 전체 염이 가질 수 있는 화학양론적 계수에 의해 곱해지기 위함입니다.
이 화학 반응식을 전체 또는 완전 이온 반응식이라고 합니다.
3단계 – 모든 화학양론적 계수를 곱하여 괄호를 제거합니다.
이것은 알짜 이온 반응식을 얻기 전 단계입니다.
4단계 – 방정식에서 모든 구경꾼 이온을 제거합니다.
이 단계가 완료되면 알짜 이온 방정식을 갖게 됩니다. 이 예의 경우 방정식의 양쪽에서 나트륨 및 질산염 이온을 제거하여 이 화학 반응에서 구경꾼 이온으로 식별합니다. 마지막으로 우리가 찾고 있는 알짜 이온 방정식은 다음과 같습니다.
참조
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