كيفية كتابة معادلة أيونية صافية: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: Jason Gerald | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 10:53

تعد المعادلات الأيونية الصافية جانبًا مهمًا من جوانب الكيمياء لأنها تمثل فقط حالة المادة التي تتغير في تفاعل كيميائي. تُستخدم هذه المعادلة بشكل شائع في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، وتفاعلات الاستبدال المزدوجة ، وتحييد القاعدة الحمضية. هناك ثلاث خطوات أساسية لكتابة معادلة أيونية نظيفة: موازنة المعادلة الجزيئية ، وتحويلها إلى معادلة أيونية بالكامل (كيف يوجد كل نوع من المواد في المحلول) ، وكتابة معادلة أيونية نظيفة.

خطوة

جزء 1 من 2: فهم عناصر المعادلات الأيونية

الخطوة 1. تعرف على الفرق بين المركب الجزيئي والمركب الأيوني

الخطوة الأولى لكتابة معادلة أيونية صافية هي تحديد المركبات الأيونية للتفاعل. المركبات الأيونية هي مركبات تتأين في محلول مائي ولها شحنة. المركبات الجزيئية هي مركبات ليس لها شحنة أبدًا. تتكون هذه المركبات من مادتين غير معدنيتين وغالبًا ما يشار إليهما بالمركبات التساهمية.

يمكن أن تتكون المركبات الأيونية من المعادن واللافلزات والمعادن والأيونات متعددة الذرات أو عدة أيونات متعددة الذرات.
إذا لم تكن متأكدًا من مركب ، فابحث عن عناصر هذا المركب في الجدول الدوري.

الخطوة 2. تحديد قابلية ذوبان المركب

ليست كل المركبات الأيونية قابلة للذوبان في محلول مائي. وبالتالي ، لن يتحلل المركب إلى أيونات فردية. يجب تحديد قابلية ذوبان كل مركب قبل الاستمرار في بقية المعادلة. فيما يلي ملخص موجز لقواعد الذوبان. ابحث عن جداول الذوبان لمزيد من التفاصيل والاستثناءات لهذه القواعد.

اتبع هذه القواعد بالترتيب المذكور أدناه:
كل ملح نا⁺، ك⁺، و NH₄⁺ يمكن أن تذوب.
كل ملح NO₃^-، ج₂ح₃ا₂^-، ClO₃^-و ClO₄^- يمكن أن تذوب.
جميع Ag. ملح⁺، الرصاص²⁺، و Hg₂²⁺ لا يمكن أن تذوب.
كل ملح الكلور^-، ر^-، و انا^- يمكن أن تذوب.
جميع أملاح ثاني أكسيد الكربون₃^2-يا^2-، س^2-، أوه^-، ص₄^3-، CrO₄^2-، سجل تجاري₂ا₇^2-، و حينئذ₃^2- غير قابل للذوبان (مع استثناءات قليلة).
كل ملح SO₄^2- قابل للذوبان (مع استثناءات قليلة).

الخطوة 3. تحديد الكاتيونات والأنيونات في مركب

الكاتيون هو أيون موجب في مركب وعادة ما يكون معدنًا. الأنيونات هي أيونات سالبة غير معدنية في مركب. يمكن لبعض اللافلزات تكوين الكاتيونات ، لكن المعادن ستشكل الكاتيونات دائمًا.

على سبيل المثال ، في NaCl ، Na عبارة عن كاتيون موجب الشحنة لأن Na معدن ، بينما Cl هو أنيون سالب الشحنة لأن Cl مادة غير معدنية

الخطوة 4. تحديد الأيونات متعددة الذرات في التفاعل

الأيونات متعددة الذرات عبارة عن جزيئات مشحونة مرتبطة ببعضها البعض بإحكام بحيث لا تذوب في التفاعلات الكيميائية. من المهم التعرف على الأيونات متعددة الذرات لأنها تحتوي على شحنة محددة ولا تنقسم إلى عناصرها الفردية. يمكن أن تكون الأيونات متعددة الذرات موجبة أو سالبة الشحنة.

إذا كنت تأخذ فصلًا عاديًا في الكيمياء ، فمن المحتمل أن يُطلب منك تذكر بعض الأيونات متعددة الذرات الأكثر استخدامًا.
تتضمن بعض الأيونات متعددة الذرات ثاني أكسيد الكربون₃^2-، لا₃^-، لا₂^-، وبالتالي₄^2-، وبالتالي₃^2-، ClO₄^-و ClO₃^-.
هناك العديد من الأيونات متعددة الذرات الأخرى ويمكن العثور عليها في الجداول في كتاب الكيمياء الخاص بك أو عبر الإنترنت.

جزء 2 من 2: كتابة معادلة أيونية صافية

الخطوة 1. موازنة المعادلة الجزيئية الكاملة

قبل كتابة معادلة أيونية نظيفة ، يجب أن تتأكد أولاً من أن معادلتك الأصلية مكافئة بالفعل. لموازنة معادلة ، عليك إضافة معاملات أمام المركبات حتى يصبح عدد ذرات كل عنصر على طرفي المعادلة متساويًا.

اكتب عدد الذرات التي يتكون منها كل مركب على طرفي المعادلة.
أضف المعاملات أمام العناصر غير الأكسجين والهيدروجين لموازنة كل جانب.
وازن ذرات الهيدروجين.
موازنة ذرات الأكسجين.
احسب عدد الذرات في كل جانب من جوانب المعادلة للتأكد من أنها متطابقة.
على سبيل المثال ، Cr + NiCl₂ CrCl₃ + ني إلى 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3 ني.

الخطوة 2. حدد حالة المادة لكل مركب في المعادلة

في كثير من الأحيان ، يمكنك تحديد الكلمات الرئيسية في مشكلة توضح جوهر كل مركب. هناك عدة قواعد لمساعدتك على تحديد جوهر العنصر أو المركب.

إذا لم يتم سرد شكل مادة العنصر ، فاستخدم شكل المادة في الجدول الدوري.
إذا كان المركب عبارة عن محلول ، فيمكنك كتابته على هيئة مائي أو (aq).
إذا كان هناك ماء في المعادلة ، فحدد ما إذا كان المركب الأيوني سيذوب أم لا باستخدام جدول الذوبان. إذا كان للمركب قابلية عالية للذوبان ، يكون المركب مائيًا (aq). إذا كان للمركب قابلية منخفضة للذوبان ، يكون المركب مادة صلبة (مواد).
في حالة عدم وجود الماء ، يكون المركب الأيوني مادة صلبة (مواد).
إذا كان السؤال يشير إلى حمض أو قاعدة ، فهذا المركب مائي (aq).
على سبيل المثال ، 2Cr + 3NiCl₂ 2CrCl₃ + 3 ني. Cr و Ni في شكل عنصري هي مواد صلبة. نيكل₂ و CrCl₃ إنه مركب أيوني قابل للذوبان. وبالتالي ، فإن كلا المركبين مائيان. إذا أعيدت كتابتها ، تصبح هذه المعادلة: 2Cr_(س) + 3 نيكل_{2 (aq)} 2CrCl_{3 (عبد القدير)} + 3 ني_(س).

الخطوة 3. حدد نوع المركب الذي سيذوب (ينقسم إلى كاتيونات وأنيونات) في المحلول

عندما يذوب نوع أو مركب ، فإنه ينفصل إلى عناصر موجبة (كاتيونات) وعناصر سالبة (الأنيونات). هذه هي المركبات المتوازنة في النهاية من أجل معادلة أيونية صافية.

المواد الصلبة والسوائل والغازات والعناصر الجزيئية والمركبات الأيونية منخفضة الذوبان والأيونات متعددة الذرات والأحماض الضعيفة لن تذوب.
المركبات الأيونية ذات القابلية العالية للذوبان (استخدام جدول الذوبان) والأحماض القوية ستتأين 100٪ (حمض الهيدروكلوريك_(أنا)، HBr_(أنا)، أهلا_(أنا)، ح₂وبالتالي_{4 (عبد القدير)}، HClO_{4 (عبد القدير)}و HNO_{3 (عبد القدير)}).
تذكر أنه على الرغم من أن الأيونات متعددة الذرات غير قابلة للذوبان ، إلا أنها إذا كانت عناصر من مركب أيوني ، فإنها ستذوب من هذا المركب.

الخطوة 4. احسب شحنة كل أيون مذاب

تذكر أن المعدن سيكون الموجب الموجب ، بينما سيكون غير المعدني هو الأنيون السالب. باستخدام الجدول الدوري ، يمكنك تحديد العنصر الذي سيكون له مقدار الشحن. يجب عليك أيضًا موازنة شحنات كل أيون في المركب.

في مثالنا ، NiCl₂ تذوب في ني²⁺ و Cl^- بينما CrCl₃ يذوب في الكروم³⁺ و Cl^-.
Ni لديه شحنة 2+ لأن Cl لها شحنة سالبة ، ولكن هناك ذرتان من Cl. وبالتالي ، يجب أن نوازن 2 أيونات Cl السالبة. شحنة Cr 3+ لأنه يتعين علينا موازنة 3 أيونات Cl سلبية.
تذكر أن الأيونات متعددة الذرات لها شحنة معينة خاصة بها.

الخطوة 5. أعد كتابة المعادلة بالمركبات الأيونية القابلة للذوبان ، مقسمة إلى أيونات فردية

أي شيء قابل للذوبان أو مؤين (حمض قوي) سوف ينفصل إلى أيونيين مختلفين. ستبقى حالة المادة كما هي (aq) ، لكن عليك التأكد من أن المعادلة تظل متساوية.

المواد الصلبة والسوائل والغازات والأحماض الضعيفة والمركبات الأيونية ذات القابلية المنخفضة للذوبان لن يتغير شكلها أو تنفصل إلى أيونات. فقط اترك هذه المواد وشأنها.
سوف تذوب الجزيئات في المحلول. لذلك ، سيتغير شكل المادة إلى (aq). الاستثناءات الثلاثة التي لا تصبح (aq) هي: CH_{4 (ز)}، ج₃ح_{8 (ز)}، و ج₈ح_{18 (ل)}.
عند الانتهاء من مثالنا ، ستبدو المعادلة الأيونية الكلية كما يلي: 2Cr_(س) + 3 ني²⁺_(أنا) + 6 سل^-_(أنا) 2 كر³⁺_(أنا) + 6 سل^-_(أنا) + 3 ني_(س). على الرغم من أن Cl ليس مركبًا ، إلا أنه ليس ثنائي الذرة. وبالتالي ، نضرب المعامل في عدد الذرات في المركب لنحصل على 6 كلونات أيونات على طرفي المعادلة.

الخطوة 6. تخلص من أيونات المتفرج عن طريق إزالة الأيونات المتطابقة من كل جانب من المعادلة

لا يمكنك إزالة الأيونات إلا إذا كانت متطابقة بنسبة 100٪ على كلا الجانبين (شحنة ، عدد صغير في الأسفل ، إلخ). أعد كتابة التفاعل دون إزالة المادة.

بإكمال المثال ، يوجد 6 كلوريد الأيونات الطيفية^- على كل جانب يمكن إزالته. المعادلة الأيونية الصافية أخيرًا هي 2Cr_(س) + 3 ني²⁺_(أنا) 2 كر³⁺_(أنا) + 3 ني_(س).
للتحقق مما إذا كانت إجابتك صحيحة ، يجب أن تساوي الشحنة الإجمالية على الجانب المتفاعل إجمالي الشحنة على جانب المنتج في صافي المعادلة الأيونية.