نصائح مفيدة

كيفية جعل المعادلات الأيونية

Pin
Send
Share
Send
Send


في كثير من الأحيان ، يتعين على تلاميذ المدارس والطلاب تكوين ما يسمى. معادلات التفاعل الأيونية. على وجه الخصوص ، المهمة 31 ، المقترحة في USE في الكيمياء ، مكرسة لهذا الموضوع بالذات. في هذه المقالة سوف نناقش بالتفصيل خوارزمية كتابة المعادلات الأيونية القصيرة والكاملة ، وسوف نحلل العديد من الأمثلة لمستويات مختلفة من التعقيد.

لماذا هناك حاجة للمعادلات الأيونية

اسمحوا لي أن أذكرك أنه عندما يتم إذابة العديد من المواد في الماء (وليس فقط في الماء!) ، تحدث عملية التفكك - تتحلل المواد إلى أيونات. على سبيل المثال ، تنفصل جزيئات حمض الهيدروكلوريك في وسط مائي إلى كاتيونات هيدروجين (H + ، بشكل أكثر دقة ، H 3 O +) وأنيونات الكلور (Cl -). بروميد الصوديوم (NaBr) ليس في شكل جزيئات في المحلول المائي ، ولكن في شكل أيونات رطبة Na + و Br - (بالمناسبة ، توجد الأيونات أيضًا في بروميد الصوديوم الصلب).

عند كتابة المعادلات "الجزيئية" العادية ، لا نأخذ في الاعتبار أن الأيونات لا تدخل في التفاعل. هنا ، على سبيل المثال ، كيف تبدو معادلة التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

بالطبع ، هذا المخطط لا يصف العملية بشكل صحيح. كما قلنا من قبل ، في محلول مائي لا توجد عمليا جزيئات حمض الهيدروكلوريك ، ولكن هناك H + و Cl - ions. هذا هو الحال مع هيدروكسيد الصوديوم. سيكون من الأصح كتابة ما يلي:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

هذه هي المعادلة الأيونية الكاملة. بدلاً من الجزيئات "الافتراضية" ، نرى جزيئات موجودة بالفعل في محلول (الكاتيونات والأنيونات). لن نتطرق إلى السؤال حول سبب تسجيل H2 O في شكل جزيئي. وسيتم شرح هذا في وقت لاحق قليلا. كما ترون ، لا يوجد شيء معقد: لقد استبدلنا الجزيئات بأيونات تتشكل أثناء تفككها.

ومع ذلك ، حتى المعادلة الأيونية كاملة ليست مثالية. في الواقع ، ألقِ نظرة فاحصة: كلا الجانبين الأيسر والأيمن من المعادلة (2) يحتويان على نفس الجزيئات - Na + الكاتيونات والأنيونات Cl. خلال رد الفعل ، هذه الأيونات لا تتغير. لماذا إذن هم بحاجة على الإطلاق؟ نزيلها ونحصل على معادلة أيونية قصيرة:

H + + OH - = H 2 O. (3)

كما ترون ، كل ذلك يعود إلى تفاعل H + و OH- مع أيونات الماء (تفاعل التحييد).

كل شيء ، تتم كتابة المعادلات الأيونية الكاملة والقصيرة. إذا أردنا حل المشكلة 31 في امتحان الدولة الموحدة في الكيمياء ، فسنحصل على الحد الأقصى للعلامة - نقطتان.

لذلك ، مرة أخرى حول المصطلحات:

  • HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - المعادلة الجزيئية (المعادلة "العادية" ، التي تعكس بشكل تخطيطي جوهر التفاعل) ،
  • H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - المعادلة الأيونية الكاملة (الجسيمات الحقيقية في المحلول مرئية)
  • H + + OH - = H 2 O - معادلة أيونية قصيرة (أزلنا كل "القمامة" - الجسيمات التي لا تشارك في العملية).

خوارزمية لكتابة المعادلات الأيونية

  1. نؤلف معادلة التفاعل الجزيئي.
  2. يتم تسجيل جميع الجزيئات المنفصلة في المحلول بدرجة ملحوظة في شكل أيونات ، ويتم ترك المواد غير المعرضة للانفصال "في شكل جزيئات".
  3. نزيل ما يسمى. أيونات المراقبة ، أي الجزيئات التي لا تشارك في هذه العملية.
  4. نتحقق من المعاملات ونحصل على الجواب النهائي - معادلة أيونية قصيرة.

مثال 1 اصنع معادلة أيونية كاملة وقصيرة تصف تفاعل المحاليل المائية لكلوريد الباريوم وكبريتات الصوديوم.

القرار. سوف نعمل وفقًا للخوارزمية المقترحة. أولاً نصنع المعادلة الجزيئية. كلوريد الباريوم وكبريتات الصوديوم هما أملاح. دعنا ننظر في قسم الكتاب المرجعي "خصائص المركبات غير العضوية". نرى أن الأملاح يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض إذا كانت المادة المترسبة تتفاعل أثناء التفاعل. تحقق:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 & # x2193 + 2NaCl.

يخبرنا جدول الذوبان أن BaSO 4 لا يذوب فعلاً في الماء (السهم الهابط ، على ما أذكر ، يرمز إلى أن هذه المادة تترسب). المعادلة الجزيئية جاهزة ، ننتقل إلى إعداد المعادلة الأيونية الكاملة. تتم كتابة كلا الأملاح الموجودة على الجانب الأيسر في شكل أيوني ، ولكن على الجانب الأيمن نترك BaSO 4 في "شكل جزيئي" (حول أسباب ذلك - بعد ذلك بقليل!) نحصل على ما يلي:

Ba 2+ + 2Cl - + 2Na + + SO 4 2- = BaSO 4 & # x2193 + 2Cl - + 2Na +.

يبقى للتخلص من الصابورة: نزيل الأيونات المراقبة. في هذه الحالة ، لا تشارك الكاتيونات Na + والكليونات في العملية. نقوم بمسحها والحصول على معادلة أيونية قصيرة:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 & # x2193.

الآن دعونا نتحدث أكثر عن كل خطوة من خوارزمية لدينا وتحليل بعض الأمثلة الأخرى.

كيفية جعل معادلة التفاعل الجزيئي

يجب أن يخيب لك على الفور. هذه الفقرة لن تحتوي على وصفات لا لبس فيها. في الواقع ، بالكاد يمكن توقع أن أكون قادراً على تحليل جميع معادلات التفاعل المحتملة التي قد تواجهها في اختبار الحالة الموحدة أو امتحان الحالة الموحدة في الكيمياء.

مساعدك هو قسم "خصائص المركبات غير العضوية". إذا كنت على دراية جيدة بالفئات الأساسية الأربعة للمواد غير العضوية (أكاسيد وقواعد وأحماض وأملاح) ، إذا كنت تعرف الخواص الكيميائية لهذه الفئات وطرق تحضيرها ، فستكون متأكداً بنسبة 95٪ من أنك لن تواجه مشكلات في الامتحان. كتابة المعادلات الجزيئية.

ال 5 ٪ المتبقية هي بعض ردود الفعل "المحددة" التي لا يمكننا سردها. لن نذرف الدموع حول هذه النسبة 5٪ ، ولكننا نتذكر الخواص المميزة والخصائص الكيميائية للفئات الأساسية للمواد غير العضوية. ثلاث مهام للعمل المستقل:

التمرين 1. اكتب الصيغ الجزيئية للمواد التالية: أكسيد الفوسفور (V) ، نترات السيزيوم ، كبريتات الكروم (III) ، حمض الهيدروبروميك ، كربونات الأمونيوم ، هيدروكسيد الرصاص (II) ، هيدروكسيد الفوسفات ، حمض السيليك. إذا واجهت مشاكل أثناء المهمة ، فارجع إلى القسم الخاص بأسماء الأحماض والأملاح.

التمرين 2. أكمل المعادلات لردود الفعل التالية:

  1. KOH + H 2 SO 4 =
  2. H 3 PO 4 + Na 2 O =
  3. Ba (OH) 2 + CO 2 =
  4. NaOH + CuBr 2 =
  5. K 2 S + Hg (NO 3) 2 =
  6. Zn + FeCl 2 =

التمرين 3. اكتب المعادلات الجزيئية للتفاعلات (في محلول مائي) بين: أ) كربونات الصوديوم وحمض النيتريك ، ب) كلوريد النيكل (II) وهيدروكسيد الصوديوم ، ج) حمض الفوسفوريك وهيدروكسيد الكالسيوم ، د) نترات الفضة وكلوريد البوتاسيوم ، ه) أكسيد الفوسفور (الخامس) وهيدروكسيد البوتاسيوم.

آمل مخلصًا ألا تواجهك أي مشاكل في إكمال هذه المهام الثلاث. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فمن الضروري العودة إلى موضوع "الخصائص الكيميائية للفئات الرئيسية من المركبات غير العضوية".

في شكل أيونات ، اكتب:

  • أملاح قابلة للذوبان (أشدد على أن الأملاح فقط قابلة للذوبان بشدة في الماء) ،
  • القلويات (تذكر أن القلويات هي قواعد قابلة للذوبان في الماء ، ولكن ليس NH 4 OH) ،
  • الأحماض القوية (H 2 SO 4 ، HNO 3 ، HCl ، HBr ، HI ، HClO 4 ، HClO 3 ، H 2 SeO 4 ،.).

كما ترون ، تذكر هذه القائمة ليس بالأمر الصعب: فهو يحتوي على أحماض وقواعد قوية وجميع الأملاح القابلة للذوبان. بالمناسبة ، لا سيما الكيميائيين الشباب الذين قد يشعرون بالغضب من حقيقة أن الإلكتروليتات القوية (الأملاح غير القابلة للذوبان) غير مدرجة في هذه القائمة ، يمكنني الإبلاغ عن ما يلي: عدم إدراج الأملاح غير القابلة للذوبان في هذه القائمة لا يرفض إطلاقًا حقيقة أنها إلكتروليتات قوية.

يجب أن تكون جميع المواد الأخرى موجودة في المعادلات الأيونية في شكل جزيئات. أعطي المعلومات التالية للقراء المطالبين غير الراضين عن المصطلح الغامض "جميع المواد الأخرى" ، والذين يطلبون ، على غرار بطل فيلم مشهور ، "الإعلان عن القائمة الكاملة".

في شكل جزيئات مكتوبة:

  • جميع الأملاح غير القابلة للذوبان
  • جميع القواعد الضعيفة (بما في ذلك هيدروكسيدات غير قابلة للذوبان ، NH 4 OH والمواد المماثلة) ،
  • جميع الأحماض الضعيفة (H 2 CO 3 ، HNO 2 ، H 2 S ، H 2 SiO 3 ، HCN ، HClO ، جميع الأحماض العضوية تقريبًا) ،
  • بشكل عام ، جميع الشوارد ضعيفة (بما في ذلك الماء.)
  • أكاسيد (جميع الأنواع) ،
  • جميع المركبات الغازية (على وجه الخصوص ، H 2 ، CO 2 ، SO 2 ، H 2 S ، CO) ،
  • المواد البسيطة (المعادن وغير المعدنية) ،
  • تقريبا جميع المركبات العضوية (باستثناء الأملاح القابلة للذوبان في الماء من الأحماض العضوية).

ياهو ، يبدو أنني نسيت شيئا! على الرغم من أنه من الأسهل ، في رأيي ، تذكر القائمة N 1. من تلك التي تعتبر ذات أهمية أساسية في القائمة N 2 ، سأذكرها مرة أخرى.

مثال 2 اصنع معادلة أيونية كاملة تصف تفاعل هيدروكسيد النحاس (II) وحمض الهيدروكلوريك.

القرار. نبدأ ، بطبيعة الحال ، مع المعادلة الجزيئية. هيدروكسيد النحاس (II) هو قاعدة غير قابلة للذوبان. تتفاعل جميع القواعد غير القابلة للذوبان مع الأحماض القوية لتشكيل الملح والماء:

Cu (OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

والآن نكتشف المواد التي يجب تسجيلها في شكل أيونات وأيها في شكل جزيئات. القوائم أعلاه سوف تساعدنا. هيدروكسيد النحاس (II) هو قاعدة غير قابلة للذوبان (انظر جدول الذوبان) ، وهو كهرل ضعيف. يتم تسجيل قواعد غير قابلة للذوبان في شكل جزيئي. حمض الهيدروكلوريك حمض قوي ؛ في المحلول ، ينفصل تمامًا إلى أيونات. CuCl 2 هو ملح قابل للذوبان. نكتب في شكل أيوني. الماء - فقط في شكل جزيئات! نحصل على المعادلة الأيونية الكاملة:

Cu (OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

مثال 3 اكتب المعادلة الأيونية الكاملة لتفاعل ثاني أكسيد الكربون بمحلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم.

القرار. ثاني أكسيد الكربون هو أكسيد حمض نموذجي ، NaOH هو قلوي. في تفاعل أكاسيد الحمض مع المحاليل المائية للقلويات ، يتشكل الملح والماء. نؤلف معادلة التفاعل الجزيئي (لا تنسى ، بالمناسبة ، عن المعاملات):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

ثاني أكسيد الكربون - أكسيد ، وهو مركب غازي ، نحافظ على شكل جزيئي. NaOH هي قاعدة قوية (القلوية) ، نكتب في شكل أيونات. Na 2 CO 3 هو ملح قابل للذوبان ، نكتب في شكل أيونات. الماء عبارة عن إلكتروليت ضعيف ، لا ينفصل عملياً ، نتركه في شكل جزيئي. نحصل على ما يلي:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

مثال 4 يتفاعل كبريتيد الصوديوم في محلول مائي مع كلوريد الزنك لتشكيل مادة تترسب. اصنع معادلة أيونية كاملة لهذا التفاعل.

القرار. كبريتيد الصوديوم وكلوريد الزنك أملاح. تفاعل هذه الأملاح يترسب كبريتيد الزنك:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS & # x2193 + 2NaCl.

سأكتب المعادلة الأيونية الكاملة على الفور ، وسوف تحللها بنفسك:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS & # x2193 + 2Na + + 2Cl -.

أقدم لكم العديد من المهام للعمل المستقل واختبار صغير.

التمرين 4. يؤلف المعادلات الأيونية الجزيئية والكاملة للتفاعلات التالية:

  1. هيدروكسيد الصوديوم + HNO 3 =
  2. H 2 SO 4 + MgO =
  3. Ca (NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
  4. CoBr 2 + Ca (OH) 2 =

التمرين 5. اكتب المعادلات الأيونية الكاملة التي تصف تفاعل: أ) أكسيد النيتريك (V) مع محلول مائي من هيدروكسيد الباريوم ، ب) محلول من هيدروكسيد السيزيوم مع حمض الهيدروكسيديك ، ج) المحاليل المائية لكبريتات النحاس وكبريتيد البوتاسيوم ، د) هيدروكسيد الكالسيوم ومحلول مائي من نترات الحديد III).

في الجزء التالي من المقالة ، سوف نتعلم كيفية جعل المعادلات الأيونية القصيرة وتحليل عدد كبير من الأمثلة. بالإضافة إلى ذلك ، سنناقش الميزات المحددة للمهمة 31 ، والتي يجب عليك حلها في الامتحان في الكيمياء.

شاهد الفيديو: طريقة وزن اى معادلة كيميائية بكل سهولة100% (أبريل 2020).

Pin
Send
Share
Send
Send