Jon widza: definicja i przykłady

Jon obserwatora to dowolny naładowany elektrycznie związek chemiczny, który pojawia się między reagentami i ponownie w produktach reakcji, gdy reakcja jest zapisana w postaci równania jonowego. Innymi słowy, są to jony, które nie ulegają żadnym przemianom podczas reakcji chemicznej, ale są podczas niej obecne.

Często zdarza się, że reakcje chemiczne z udziałem związków jonowych bezpośrednio wpływają tylko na niektóre jony obecne w roztworze. Te, które nie są bezpośrednio zaangażowane w reakcję chemiczną, to jony widza.

Jak rozpoznać jon widza w reakcji chemicznej

Kiedy przedstawiamy reakcje chemiczne między związkami jonowymi w postaci równań molekularnych, szybkie rozpoznanie jonów widza może być trudne. W rzeczywistości rozpoznanie, które jony biorą udział w reakcji, może być nawet trudne.

Równanie molekularne to równanie chemiczne, w którym wszystkie gatunki są reprezentowane przez ich empiryczne lub obojętne wzory cząsteczkowe, tak jakby wszystkie były związkami molekularnymi (chociaż związki jonowe nie są oczywiście związkami molekularnymi). Równania molekularne mają tę zaletę, że ułatwiają obliczenia stechiometryczne, jednak błędnie przedstawiają, jak faktycznie zachodzą reakcje między jonami. W tym celu istnieją dwa inne typy równań chemicznych, którymi są równania jonowe i równania jonowe netto.

Całkowite równanie jonowe i równanie jonowe netto

Identyfikacja jonów widza jest bardzo łatwa, gdy reakcja jest zapisana w postaci jej równania jonowego i jej równania jonowego netto. Dzieje się tak, ponieważ jony widza to po prostu te, które pojawiają się w całkowitym równaniu jonowym, ale nie w równaniu jonowym netto.

Kroki, aby napisać równanie jonowe netto

Aby pokazać, jak pisać równania jonowe i rozpoznawać w nich jony widza, rozważmy jako przykład reakcję między azotanem ołowiu(II) (Pb(NO 3 ) 2 ) _{i jodkiem} potasu (KI), w wyniku której powstaje jodek ołowiu.(II) (PbI ₂ ), który wytrąca się w postaci stałej i azotanu potasu (KNO ₃ ), który pozostaje w roztworze.

Poniżej przedstawiono kroki, aby uzyskać równanie jonowe netto dla tej i każdej innej reakcji oraz, w procesie, rozpoznać zaangażowane jony widza.

• Krok 1: Napisz i zbilansuj równanie molekularne

W przypadku przykładu, którego używamy, reakcja jest następująca:

• Krok 2: Rozdziel wszystkie związki jonowe, które są w roztworze na ich składowe jony, zapisując je w nawiasach. Nie dzieje się tak w przypadku związków jonowych, które są w stanie stałym.

W naszym przykładzie obejmuje to jonizację azotanu ołowiu(II), azotanu potasu i jodku potasu, ponieważ wszystkie one znajdują się w roztworze (stąd indeks dolny ac), ale nie jodek ołowiu(II), ponieważ jest on w stanie stałym.

• Krok 3: Pomnóż wszystkie jony przez współczynniki stechiometryczne, aby uzyskać całkowite równanie jonowe.

Celem tego kroku jest usunięcie nawiasów i oddzielenie wszystkich jonów, aby zapisać je niezależnie, tak jak w rzeczywistości znajdują się one w roztworze:

To jest ogólne jonowe równanie reakcji. Pokazuje wszystkie jony obecne podczas reakcji chemicznej. Należy zauważyć, że jony zaznaczone na niebiesko (jony potasu i azotanów) pojawiają się zarówno w reagentach, jak i niezmienionych produktach.

• Krok 4: Anuluj lub usuń wszystkie powtarzające się jony w reagentach i produktach.

W tym przypadku są to jony zaznaczone na niebiesko w całkowitym równaniu jonowym, czyli jony potasu i azotanów.

Przedstawia to równanie jonowe netto reakcji, a zatem pokazuje faktycznie zachodzącą reakcję chemiczną, tj. Wytrącanie jonów ołowiu (II) i jodku w postaci stałego jodku ołowiu (II).

Zaobserwowanie różnicy między równaniem jonowym netto a całkowitym równaniem jonowym sprawia, że ​​koncepcja jonu widza staje się znacznie jaśniejsza. Jony potasu i azotanów nie biorą udziału w reakcji chemicznej, w której biorą udział jedynie ołów i jodek.

Jednak nie jest możliwe posiadanie roztworu zawierającego tylko jony ołowiu(II) i innego zawierającego tylko jony jodkowe i zmieszanie ich, aby zaszła reakcja przedstawiona w równaniu jonowym netto. Aby jony ołowiu (II) znajdowały się w roztworze, musi koniecznie istnieć przeciwjon, który utrzymuje neutralność roztworu. W tym przypadku jony azotanowe. To samo dzieje się z jonem jodkowym i jonami potasu.

Przykłady jonów widzów

Poniżej znajduje się kilka dodatkowych przykładów reakcji chemicznych między związkami jonowymi, w których jony obserwatora są identyfikowane za pomocą całkowitego równania jonowego.

Przykład 1: Reakcja chlorku baru z siarczanem sodu

Zrównoważone równanie molekularne to:

Całkowite równanie jonowe to:

Równanie jonowe netto to:

Jony obserwatora to w tym przypadku kation sodu (Na ⁺ ) i anion chlorku (Cl ^– ).

Przykład 2: Reakcja między azotanem wapnia a fosforanem potasu

Zrównoważone równanie molekularne to:

Całkowite równanie jonowe to:

Równanie jonowe netto to:

Jony obserwatora to w tym przypadku kation potasu (K ⁺ ) i anion azotanowy (NO ₃ ^– ).

Przykład 3: Reakcja redukcji tlenku między cynkiem a siarczanem miedzi (II).

Zrównoważone równanie molekularne to:

Całkowite równanie jonowe to:

Równanie jonowe netto to:

W tym przypadku jedynym jonem widza jest anion siarczanowy (SO ₄ ^– ).

Przykład 4: Rozpuszczanie metalicznego magnezu kwasem chlorowodorowym

Zrównoważone równanie molekularne to:

Całkowite równanie jonowe to:

Równanie jonowe netto to:

W tym przypadku jedynym jonem widza jest anion chlorkowy (Cl ^– ).

Bibliografia

• Rozmiar bajtów BBC (nd). Równania jonowe i jony widza . Pobrane z https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zsmgpbk/revision/5
• Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS i Herranz, ZR (2020). Chemia (wyd. 10). Nowy Jork, NY: MCGRAW-HILL.
• Zapisywanie i bilansowanie równań chemicznych . (2020, 30 października). Pobrane z https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818
• Akademia Khana (nd). Równania jonowe netto i jonowe całkowite . Pobrane z https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations