Ioonvõrrandid on keemia oluline aspekt, kuna need esindavad ainult aine olekut, mis muutub keemilises reaktsioonis. Seda võrrandit kasutatakse tavaliselt redoksreaktsioonides, kahekordsetes asendusreaktsioonides ja happe-aluse neutraliseerimisel. Puhta ioonvõrrandi kirjutamiseks on kolm põhietappi: molekulaarvõrrandi tasakaalustamine, selle täielik ioonvõrrandiks teisendamine (kuidas igat tüüpi aine lahuses eksisteerib) ja puhta ioonvõrrandi kirjutamine.
Samm
Osa 1 /2: Ioonvõrrandite elementide mõistmine
Samm 1. Teadke erinevust molekulaarse ühendi ja ioonühendi vahel
Esimene samm ioonvõrgu võrrandi kirjutamiseks on reaktsiooni ioonühendite tuvastamine. Ioonühendid on ühendid, mis ioniseeruvad vesilahuses ja millel on laeng. Molekulaarsed ühendid on ühendid, millel pole kunagi laengut. Need ühendid on moodustatud kahest mittemetallist ja neid nimetatakse sageli kovalentseteks ühenditeks.
- Ioonseid ühendeid võib moodustada metallidest ja mittemetallidest, metallidest ja mitmeaatomilistest ioonidest või mitmest mitmeaatomilisest ioonist.
- Kui te pole ühendis kindel, otsige selle ühendi elemendid perioodilisustabelist.
Samm 2. Tuvastage ühendi lahustuvus
Mitte kõik ioonühendid ei lahustu vesilahuses. Seega ei lahustu ühend üksikuteks ioonideks. Enne ülejäänud võrrandiga jätkamist peate kindlaks määrama iga ühendi lahustuvuse. Järgnevalt on lühike kokkuvõte lahustuvuse reeglitest. Lisateavet ja nende reeglite erandeid leiate lahustuvustabelitest.
- Järgige neid reegleid järgmises järjekorras:
- Kogu sool Na+, K+ja NH4+ võib lahustuda.
- Kogu sool EI3-, C2H3O2-, ClO3-ja ClO4- võib lahustuda.
- Kõik Ag. Sool+, Pb2+ja Hg22+ ei saa lahustuda.
- Kõik Cl. Sool-, Br-, ja mina- võib lahustuda.
- Kõik CO. Soolad32-, O2-, S2-, OH-, PO43-, CrO42-, Cr2O72-, ja nii32- lahustumatu (mõne erandiga).
- Kõik sool NII42- lahustuv (mõne erandiga).
Samm 3. Määrake ühendis olevad katioonid ja anioonid
Katioon on ühendis positiivne ioon ja tavaliselt metall. Anioonid on mittemetallilised negatiivsed ioonid ühendis. Mõned mittemetallid võivad moodustada katioone, kuid metallid moodustavad alati katioone.
Näiteks NaCl -s on Na positiivselt laetud katioon, kuna Na on metall, samas kui Cl on negatiivselt laetud anioon, kuna Cl on mittemetall
Samm 4. Tuvastage reaktsioonis olevad polüaatomilised ioonid
Polüatoomilised ioonid on laetud molekulid, mida hoitakse nii tihedalt koos, et need ei lahustu keemilistes reaktsioonides. Polüatoomseid ioone on oluline ära tunda, kuna neil on kindel laeng ja need ei jagune nende üksikuteks elementideks. Polüatoomilised ioonid võivad olla positiivse või negatiivse laenguga.
- Kui te võtate tavalist keemiatundi, palutakse teil tõenäoliselt meelde jätta mõned kõige sagedamini kasutatavad polüatomilised ioonid.
- Mõned polüatomilised ioonid hõlmavad CO32-, EI3-, EI2-, NII42-, NII32-, ClO4-ja ClO3-.
- Seal on palju muid polüatomilisi ioone ja neid võib leida teie keemiaraamatu tabelitest või Internetist.
Osa 2: 2 Ioonvõrrandi kirjutamine
Samm 1. Tasakaalustage täielik molekulaarvõrrand
Enne puhta ioonvõrrandi kirjutamist peate kõigepealt veenduma, et teie algne võrrand on tegelikult samaväärne. Võrrandi tasakaalustamiseks lisate koefitsiendid ühendite ette, kuni iga elemendi aatomite arv mõlemal pool võrrandit on sama.
- Kirjutage võrrandi mõlemale poolele iga ühendi moodustavate aatomite arv.
- Mõlema külje tasakaalustamiseks lisage koefitsiendid hapniku ja vesiniku elementide ette.
- Tasakaalustage vesiniku aatomid.
- Tasakaalustage hapniku aatomid.
- Loendage aatomite arv võrrandi mõlemal küljel, veendumaks, et need on samad.
- Näiteks Cr + NiCl2 CrCl3 + Ni kuni 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 + 3Ni.
Samm 2. Tuvastage võrrandis iga ühendi olek
Sageli saate tuvastada probleemi märksõnu, mis näitavad iga ühendi sisu. Elemendi või ühendi aine määramiseks on mitmeid reegleid.
- Kui elemendi aine vormi pole loetletud, kasutage perioodilises tabelis oleva aine vormi.
- Kui ühend on lahus, võite selle kirjutada vesilahuse või (aq) kujul.
- Kui võrrandis on vett, määrake lahustuvustabeli abil, kas ioonne ühend lahustub või mitte. Kui ühendil on kõrge lahustuvus, on see vesilahus (aq). Kui ühendil on vähene lahustuvus, on ühend tahke aine.
- Vee puudumisel on ioonühendiks tahke aine (d).
- Kui küsimuses mainitakse hapet või alust, on see ühend vesilahus (aq).
- Näiteks 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 + 3Ni. Cr ja Ni elementaarsel kujul on tahked ained. NiCl2 ja CrCl3 See on lahustuv ioonne ühend. Seega on mõlemad ühendid vesilahused. Kui see ümber kirjutada, muutub see võrrand: 2Cr(s) + 3NiCl2 (aq) 2CrCl3 (aq) + 3Ni(s).
Samm 3. Määrake, milline ühend lahuses lahustub (eraldatakse katioonideks ja anioonideks)
Kui tüüp või ühend lahustub, jaguneb see positiivseteks elementideks (katioonideks) ja negatiivseteks elementideks (anioonideks). Need on ühendid, mis on lõpuks tasakaalustatud ioonvõrgu võrrandi jaoks.
- Tahked ained, vedelikud, gaasid, molekulaarsed elemendid, madala lahustuvusega ioonühendid, polüatomilised ioonid ja nõrgad happed ei lahustu.
- Suure lahustuvusega ioonühendid (kasutage lahustuvustabelit) ja tugevad happed ioniseerivad 100% (HCl(Mina), HBr(Mina), TERE(Mina), H2NII4 (aq), HClO4 (aq)ja HNO3 (aq)).
- Pidage meeles, et kuigi polüatomilised ioonid on lahustumatud, oleksid need ioonühendi elementideks lahustunud.
Samm 4. Arvutage iga lahustunud iooni laeng
Pidage meeles, et metall on positiivne katioon, mittemetall aga negatiivne anioon. Perioodilise tabeli abil saate määrata, millisel elemendil on laeng. Samuti peate tasakaalustama ühendi iga iooni laengud.
- Meie näites on NiCl2 lahustuvad Ni2+ ja Cl- samal ajal kui CrCl3 lahustub Cr -ks3+ ja Cl-.
- Ni -laeng on 2+, kuna Cl -l on negatiivne laeng, kuid Cl -aatomeid on 2. Seega peame tasakaalustama 2 negatiivset Cl iooni. Cr -l on laeng 3+, kuna peame tasakaalustama 3 negatiivset Cl -iooni.
- Pidage meeles, et polüatomilistel ioonidel on teatud laeng.
Samm 5. Kirjutage võrrand uuesti lahustuvate ioonühenditega, jagatuna nende üksikuteks ioonideks
Kõik, mis on lahustuv või ioniseeritud (tugev hape), eraldub kaheks erinevaks iooniks. Aine olek jääb samaks (aq), kuid peate veenduma, et võrrand jääb võrdseks.
- Tahked ained, vedelikud, gaasid, nõrgad happed ja vähelahustuvad ioonühendid ei muuda kuju ega eraldu ioonideks. Jätke need ained lihtsalt rahule.
- Molekulid lahustuvad lahuses. Seega muutub aine vorm väärtuseks (aq). Kolm erandit (aq) ei muutu: CH4 (g), C3H8 (g)ja C.8H18 (l).
- Meie näite lõpetuseks näeks kogu ioonvõrrand välja selline: 2Cr(s) + 3Ni2+(Mina) + 6Cl-(Mina) 2Cr3+(Mina) + 6Cl-(Mina) + 3Ni(s). Kuigi Cl ei ole ühend, pole see ka kaheaatomiline. Seega korrutame koefitsiendi ühendi aatomite arvuga, et saada 6 Cl iooni mõlemal pool võrrandit.
Samm 6. Kõrvaldage pealtvaatajaioonid, eemaldades võrrandi mõlemalt küljelt identsed ioonid
Ioone saate eemaldada ainult siis, kui need on mõlemalt poolt 100% identsed (laeng, väike number all jne). Kirjutage reaktsioon ümber ilma ainet eemaldamata.
- Näidet täiendades on 6 Cl -spektraaliooni- mõlemal küljel, mida saab eemaldada. Ioonvõrgu võrrand on lõpuks 2Cr(s) + 3Ni2+(Mina) 2Cr3+(Mina) + 3Ni(s).
- Et kontrollida, kas teie vastus on õige, peaks reagendipoolne kogulaeng võrduma tootepoolse kogulaenguga ioonvõrrandis.
