Основно съдържание

Курс: Химична библиотека > Раздел 5

Урок 5: Видове химични реакции

Молекулни, пълни йонни и съкратени йонни уравнения

Въведение

Изучавайки усърдно химията, вероятно ще се натъкнеш на множество реакции, които протичат във воден разтвор (вероятно вече се давиш в тях!). Когато в една реакция участват йони, при записването на уравнението за реакцията може да се включат повече или по-малко подробности. В зависимост от това коя част на реакцията ни интересува, можем да запишем молекулно, пълно йонно или съкратено йонно уравнение.

Определения за молекулно, пълно йонно и съкратено йонно уравнение

Молекулното уравнение понякога просто се нарича балансирано уравнение. В едно молекулно уравнение всички йонни съединения или киселини са представени като неутрални съединения чрез техните химични формули. (Съгласно стандартите в САЩ състоянието на всяко вещество се посочва в скоби след формулата).

Агрегатното състояние на дадено вещество може да е твърдо (

s

), течно (

l

), газообразно (

g

) или разтворено във вода (

a q

). В текстовите задачи често се указват състоянията на реагиращите вещества, а понякога и на продуктите. В случаи, в които трябва да откриеш състоянията на веществата самостоятелно, често ще трябва да знаеш различните правила за разтворимост.

Нека разгледаме реакцията, която протича между

{AgNO}_{3}

NaCl

. Когато се смесят водни разтвори на

{AgNO}_{3}

NaCl

, се образуват твърд

AgCl

и разтворен

{NaNO}_{3}

. Като използваме тази информация, можем да запишем балансираното молекулно уравнение за реакцията.

{AgNO}_{3} + NaCl \to AgCl + {NaNO}_{3}

Ако можехме да увеличим мащаба, с който разглеждаме съдържанието на реакционната стъкленица, не бихме намерили молекули

{AgNO}_{3}

NaCl

или

{NaNO}_{3}

. Тъй като

{AgNO}_{3}

NaCl

{NaNO}_{3}

са разтворими йонни съединения, те се дисоциират на съставните си йони във вода. Например

NaCl

се дисоциира на един йон

{Na}^{+}

за всеки йон

{Cl}^{-}

; тези йони биват стабилизирани от йон-диполни взаимодействия с ограждащите ги водни молекули.

Ако все още не знаеш правилата за разтворимост (или искаш да си ги припомниш):

Всички натриеви, калиеви, амониеви и нитратни соли са разтворими във вода.
Повечето хлорни, бромни и йодидни соли са разтворими във вода (освен тези, които съдържат ${Ag}^{+}$ ‍, ${Hg}_{2}^{2 +}$ ‍ и ${Pb}^{2 +}$ ‍).

Ако не знаеш как да разделиш разтворими йонни съединения на съставните им катиони и аниони, можеш да видиш тази статия за често срещани многоатомни йони.

Натриевият хлорид се дисоциира на натриеви и хлорни йони във вода и тези йони се разтварят от силно полярните водни молекули. Изображение: "Соли: фигура 1" от OpenStax Anatomy and Physiology, CC BY 4.0.

От молекулната формула можем да пренапишем разтворимите йонни съединения като дисоциирани йони, за да получим пълното йонно уравнение:

{Ag}^{+} + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl + {Na}^{+} + {NO}_{3}^{-}

Забележи, че не променихме представянето на

AgCl

, тъй като

AgCl

е неразтворим във вода. Като общо правило разтворимите йонни съединения, силните киселини и силните основи се разделят на съставните си йони в пълното йонно уравнение, докато неразтворимите соли и слабите киселини остават цели.

Ако разгледаме по-отблизо пълното йонно уравнение, виждаме, че

{NO}_{3}^{-}

{Na}^{+}

присъстват и от двете страни на реакционната стрелка. Йонните вещества, които остават непроменени по този начин по време на реакция, се наричат неучастващи (наблюдателни) йони. Тъй като един неучастващ йон присъства и от двете страни на уравнението, можем да го съкратим, точно както съкращаваме еднакви членове от двете страни на математическо уравнение:

{Ag}^{+} + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl + {Na}^{+} + {NO}_{3}^{-}

Като направим това, получаваме съкратено йонно уравнение, което показва само веществата, които участват в химичната реакция:

{Ag}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl

Това съкратено йонно уравнение ни казва, че се получава твърд сребърен хлорид от разтворени

{Ag}^{+}

{Cl}^{-}

йони, без значение от източника на тези йони. За разлика от него, пълното йонно уравнение ни показва всички йони, налични в разтвора по време на реакцията, а молекулното уравнение ни показва йонните съединения, които са били използвани като източници на

{Ag}^{+}

{Cl}^{-}

за реакцията.

Съвет за решаване на задачи: По определение съкратено йонно уравнение се записва с най-малките възможни целочислени стойности като стехиометричните коефициенти. Това означава, че понякога може да се наложи да разделим всички стехиометрични коефициенти на общия им делител като последна стъпка, за да получим крайния вид на съкратеното йонно уравнение.

Резюме

Съкратеното йонно уравнение показва само химичните вещества, които участват в една реакция, докато пълното йонно уравнение включва също и неучастващите йони. Можеш да намериш съкратеното йонно уравнение за дадена реакция, като използваш следните стъпки:

Запиши балансирано молекулно уравнение за реакцията, включително състоянието на всяко вещество.
Като използваш знанието си за правилата за разтворимост, силни киселини и силни основи, представи молекулното уравнение като пълно йонно уравнение, което показва кои съединения се дисоциират на йони.
Силните киселини и силните основи напълно се дисоциират до йони в разтвор. Всяка киселина или основа, която не е силна киселина или силна основа, се нарича слаба киселина или слаба основа.
За да научиш повече, виж видеото за често срещани силни киселини и силни основи.
Идентифицирай и съкрати неучастващите йони (йоните, които се появяват и от двете страни на уравнението).
Увери се, че съкратеното ти йонно уравнение е балансирано по маса и че сборът от положителните и отрицателните заряди е един и същ от двете страни на уравнението ти. Ако това не е така, върни се към предишните стъпки, за да се увериш, че пълните йонни и молекулни уравнения имат балансирани атоми и заряди.

Функции:

Тази статия е адаптирана от следната статия:

"Балансиране на химични уравнения" от OpenStax Chemistry, CC-BY-NC-SA 4.0

Изменената статия е лицензирана съгласно CC-BY-NC-SA 4.0.

Допълнителни препратки:

Kotz, J. C., Treichel, P. M., Townsend, J. R., and Treichel, D. A. (2015). Net Ionic Equations. In Chemistry and Chemical Reactivity, Instructor's Edition (9th ed., pp. 112-114). Stamford, CT: Cengage Learning.

Опитай!

Сярната киселина

H_{2} {SO}_{4}

, е силна киселина, която напълно се дисоциира на

H^{+}

{SO}_{4}^{2 -}

йони във воден разтвор. Натриевият хидроксид

NaOH

е силна основа, която напълно се дисоциира на

{Na}^{+}

{OH}^{-}

във воден разтвор. Когато

H_{2} {SO}_{4}

NaOH

бъдат комбинирани, продуктите са вода и натриев сулфат

{Na}_{2} {SO}_{4}

. Тази реакция е представена от молекулното уравнение по-долу.

H_{2} SO_{4} + 2 NaOH \to 2 H_{2} O + Na_{2} SO_{4}

Кое от следните е балансираното съкратено йонно уравнение за реакцията между $H_{2} {SO}_{4}$ ‍ и $NaOH$ ‍?

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.