Как написать ионное уравнение

Ионные уравнения являются неотъемлемой частью химии. В них представлены лишь те компоненты, которые изменяются в ходе химической реакции. Чаще всего ионные уравнения используют для описания окислительно-восстановительных реакций, реакций обмена и нейтрализации.^{[1]XИсточник информации} Чтобы записать ионное уравнение, необходимо выполнить три основных шага: сбалансировать молекулярное уравнение химической реакции, перевести его в полное ионное уравнение (то есть записать компоненты в том виде, в каком они существуют в растворе) и, наконец, записать краткое ионное уравнение.

Часть 1

Часть 1 из 2:

Компоненты ионного уравнения

Загрузить PDF

1
Поймите разницу между молекулярными и ионными соединениями. Для записи ионного уравнения первым делом следует определить участвующие в реакции ионные соединения. Ионными называют те вещества, которые в водных растворах диссоциируют (распадаются) на заряженные ионы.^{[2]XИсточник информации} Молекулярные соединения не распадаются на ионы. Они состоят из двух неметаллических элементов, и иногда их называют ковалентными соединениями.^{[3]XИсточник информации}
- Ионные соединения могут возникать между металлом и неметаллом, металлом и многоатомными ионами, либо между несколькими многоатомными ионами.
- Если вы сомневаетесь, к какой группе принадлежит то или иное соединение, посмотрите на свойства составляющих его элементов в таблице Менделеева.^{[4]XИсточник информации}
2
Определите растворимость соединения. Не все ионные соединения растворяются в водных растворах, то есть не все из них диссоциируют на отдельные ионы. Прежде чем приступить к записи уравнения, следует найти растворимость каждого соединения. Ниже приведены краткие правила растворимости. Более подробные сведения и исключения из правил можно найти в таблице растворимости.^{[5]XИсточник информации}
- Следуйте правилам в том порядке, в котором они приведены ниже:
- все соли Na⁺, K⁺ и NH₄⁺ растворяются;
- все соли NO₃^-, C₂H₃O₂^-, ClO₃^- и ClO₄^- растворимы;
- все соли Ag⁺, Pb²⁺ и Hg₂²⁺ нерастворимы;
- все соли Cl^-, Br^- и I^- растворяются;
- соли CO₃^2-, O^2-, S^2-, OH^-, PO₄^3-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2- и SO₃^2- нерастворимы (за некоторыми исключениями);
- соли SO₄^2- растворимы (за некоторыми исключениями).
3
Определите катион и анион соединения. Катионами называют положительно заряженные ионы (обычно это металлы). Анионы имеют отрицательный заряд, как правило это ионы неметаллов. Некоторые неметаллы могут образовывать не только анионы, но и катионы, в то время как атомы металлов всегда выступают в роли катионов.^{[6]XИсточник информации}
- Например, в соединении NaCl (поваренная соль) Na является положительно заряженным катионом, поскольку это металл, а Cl представляет собой отрицательно заряженный анион, так как это неметалл.
4
Определите участвующие в реакции многоатомные (сложные) ионы. Такие ионы представляют собой заряженные молекулы, между атомами которых существует такая сильная связь, что они не диссоциируют при химических реакциях.^{[7]XИсточник информации} Необходимо выявить многоатомные ионы, поскольку они обладают своим зарядом и не распадаются на отдельные атомы. Многоатомные ионы могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд.
- При изучении общего курса химии вам, скорее всего, понадобится запомнить некоторые из наиболее распространенных многоатомных ионов.
- К наиболее распространенным многоатомным ионам относятся CO₃^2-, NO₃^-, NO₂^-, SO₄^2-, SO₃^2-, ClO₄^- и ClO₃^-.^{[8]XИсточник информации}
- Существует множество других многоатомных ионов, которые можно найти в учебнике химии или интернете.^{[9]XИсточник информации}
Реклама

Часть 2

Часть 2 из 2:

Запись ионных уравнений

Загрузить PDF

1
Сбалансируйте полное молекулярное уравнение. Прежде чем приступить к записи ионного уравнения, следует сбалансировать исходное молекулярное уравнение. Для этого необходимо расставить соответствующие коэффициенты перед соединениями, так чтобы число атомов каждого элемента в левой части равнялось их количеству в правой части уравнения.
- Запишите число атомов каждого элемента по обе стороны уравнения.
- Добавьте перед элементами (кроме кислорода и водорода) коэффициенты, так чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения было одинаковым.
- Сбалансируйте атомы водорода.
- Сбалансируйте атомы кислорода.
- Пересчитайте количество атомов каждого элемента по обе стороны уравнения и убедитесь, что оно одинаково.
- Например, после балансировки уравнения Cr + NiCl₂ --> CrCl₃ + Ni получаем 2Cr + 3NiCl₂ --> 2CrCl₃ + 3Ni.
2
Определите, в каком состоянии находится каждое вещество, которое участвует в реакции. Часто об этом можно судить по условию задачи. Есть определенные правила, которые помогают определить, в каком состоянии находится элемент или соединение.^{[10]XИсточник информации}
- Если в условии задачи не указано состояние того или иного элемента, используйте для его определения таблицу Менделеева.
- Если в условии сказано, что соединение находится в растворе, отметьте это (р-р).
- Если в уравнение входит вода, определите по таблице растворимости, диссоциирует ли данное ионное соединение.^{[11]XИсточник информации} В случае высокой растворимости соединение диссоциирует в воде (р-р). Если соединение имеет низкую растворимость, оно останется в твердом виде (тв).
- Если в реакции не участвует вода, ионное соединение останется в твердом виде (тв).
- Если в задаче фигурирует кислота или основание, они будут растворены в воде (р-р).
- В качестве примера рассмотрим реакцию 2Cr + 3NiCl₂ --> 2CrCl₃ + 3Ni. В чистом виде элементы Cr и Ni находятся в твердой фазе. NiCl₂ и CrCl₃ представляют собой растворимые ионные соединения, то есть они находятся в растворе. Таким образом, данное уравнение можно переписать в следующем виде: 2Cr_(тв) + 3NiCl_2(р-р) --> 2CrCl_3(р-р) + 3Ni_(тв).
3
Определите, какие соединения диссоциируют (разделяются на катионы и анионы) в растворе. При диссоциации соединение распадается на положительный (катион) и отрицательный (анион) компоненты. Эти компоненты затем войдут в ионное уравнение химической реакции.
- Не диссоциируют твердые тела, жидкости, газы, молекулярные соединения, ионные соединения с низкой растворимостью, многоатомные ионы и слабые кислоты.
- Полностью диссоциируют ионные соединения с высокой растворимостью (используйте таблицу растворимости) и сильные кислоты (HCl_(р-р), HBr_(р-р), HI_(р-р), H₂SO_4(р-р), HClO_4(р-р) и HNO_3(р-р)).^{[12]XИсточник информации}
- Учтите, что хотя многоатомные ионы не диссоциируют, они могут входить в состав ионного соединения и отделиться от него в растворе.
4
Посчитайте заряд каждого диссоциировавшего иона. При этом помните, что металлы образуют положительно заряженные катионы, а атомы неметаллов превращаются в отрицательные анионы. Определите заряды элементов по таблице Менделеева. Необходимо также сбалансировать все заряды в нейтральных соединениях.
- В приведенном выше примере NiCl₂ диссоциирует на Ni²⁺ и Cl^-, а CrCl₃ распадается на Cr³⁺ и Cl^-.
- Ион никеля имеет заряд 2+, поскольку он соединен с двумя ионами хлора, каждый из которых имеет единичный отрицательный заряд. При этом один ион Ni должен сбалансировать два отрицательно заряженных иона Cl. Ион Cr имеет заряд 3+, так как он должен нейтрализовать три отрицательно заряженных иона Cl.
- Помните о том, что многоатомные ионы имеют свои собственные заряды.^{[13]XИсточник информации}
5
Перепишите уравнение так, чтобы все растворимые соединения были разделены на отдельные ионы. Все что диссоциирует или ионизируется (например, сильные кислоты) распадется на два отдельных иона. При этом вещество останется в растворенном состоянии (р-р). Проверьте, чтобы уравнение было сбалансировано.
- Твердые вещества, жидкости, газы, слабые кислоты и ионные соединения с низкой растворимостью не изменят своего состояния и не разделятся на ионы. Оставьте их в прежнем виде.
- Молекулярные соединения просто рассеются в растворе, и их состояние изменится на растворенное (р-р). Есть три молекулярных соединения, которые не перейдут в состояние (р-р), это CH_4(г), C₃H_8(г) и C₈H_18(ж).
- Для рассматриваемой реакции полное ионное уравнение запишется в следующем виде: 2Cr_(тв) + 3Ni²⁺_(р-р) + 6Cl^-_(р-р) --> 2Cr³⁺_(р-р) + 6Cl^-_(р-р) + 3Ni_(тв). Если хлор не входит в состав соединения, он распадается на отдельные атомы, поэтому мы умножили количество ионов Cl на 6 с обеих сторон уравнения.
6
Сократите одинаковые ионы в левой и правой части уравнения. Можно вычеркнуть лишь те ионы, которые полностью идентичны с обеих сторон уравнения (имеют одинаковые заряды, нижние индексы и так далее). Перепишите уравнение без этих ионов.
- В нашем примере обе части уравнения содержат 6 ионов Cl^-, которые можно вычеркнуть. Таким образом, получаем краткое ионное уравнение: 2Cr_(тв) + 3Ni²⁺_(р-р) --> 2Cr³⁺_(р-р) + 3Ni_(тв).
- Проверьте результат. Суммарные заряды левой и правой частей ионного уравнения должны быть равны.
Реклама