Алгоритм составления сокращённого ионного уравнения
Сокращённое ионное уравнение показывает только те частицы, которые действительно изменяются в реакции. Чтобы его составить, нужно правильно записать молекулярное уравнение, заменить сильные растворимые электролиты на ионы и сократить одинаковые ионы в обеих частях.
Что показывает сокращённое ионное уравнение
В молекулярном уравнении вещества записаны формулами целиком. В полном ионном уравнении растворимые сильные электролиты представлены отдельными ионами. После сокращения одинаковых ионов получают сокращённое, или нетто-ионное, уравнение.
Сокращённое ионное уравнение — уравнение реакции, в котором записаны только частицы, непосредственно участвующие в химическом превращении.
В ионные уравнения в виде ионов записывают растворимые сильные электролиты: сильные кислоты, щёлочи и растворимые соли. Осадки, газы, воду и слабые электролиты оставляют в молекулярном виде.
Перед алгоритмом полезно повторить молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения. Знаки растворимости определяют по таблице растворимости: растворимое вещество может существовать в растворе как ионы, а нерастворимое выпадает в осадок.
Алгоритм составления
- Запишите молекулярное уравнение реакции и расставьте коэффициенты.
- Проверьте, действительно ли реакция идёт до конца: должен образоваться осадок, газ, вода или другой слабый электролит.
- Составьте полное ионное уравнение. Растворимые сильные электролиты замените на катионы и анионы, сохраняя коэффициенты.
- Не расщепляйте на ионы осадки, газы, воду и слабые электролиты. Например, слабую кислоту \(\mathrm{CH_3COOH}\) оставляют молекулой.
- Найдите одинаковые ионы в левой и правой частях. Это ионы-наблюдатели: они не изменяются в реакции.
- Сократите одинаковые ионы и проверьте коэффициенты, атомы и суммарный заряд. Получившаяся запись — сокращённое ионное уравнение.
Сначала подчеркните в полном ионном уравнении ионы, которые встречаются по обе стороны стрелки. После их сокращения обычно сразу видны частицы, образующие осадок, воду или газ.
Что расщеплять на ионы
| Записывают ионами | Оставляют молекулой |
|---|---|
| Растворимые соли, например \(\mathrm{NaCl}\), \(\mathrm{Ba(NO_3)_2}\) | Осадки, например \(\mathrm{BaSO_4}\), \(\mathrm{Cu(OH)_2}\) |
| Сильные кислоты, например \(\mathrm{HCl}\), \(\mathrm{H_2SO_4}\) | Вода \(\mathrm{H_2O}\) |
| Растворимые основания-щёлочи, например \(\mathrm{NaOH}\), \(\mathrm{KOH}\) | Газы, например \(\mathrm{CO_2}\) |
| Слабые электролиты, например \(\mathrm{NH_3\cdot H_2O}\) и \(\mathrm{CH_3COOH}\) |
Сильные электролиты в растворе диссоциируют практически полностью. Поэтому в записи \(\mathrm{Na_2SO_4}\) появляются два иона \(\mathrm{Na^+}\) и один ион \(\mathrm{SO_4^{2-}}\), а в записи \(\mathrm{AlCl_3}\) — один \(\mathrm{Al^{3+}}\) и три \(\mathrm{Cl^-}\).
Ион-наблюдатель присутствует в растворе до и после реакции и не изменяется. В полном ионном уравнении он записан по обе стороны стрелки и сокращается.
Как записать растворимый сульфат натрия в полном ионном уравнении?
Разобранный пример: реакция обмена с осадком
Составим сокращённое ионное уравнение реакции между растворами нитрата бария и сульфата натрия. Образуется нерастворимый сульфат бария, поэтому реакция протекает до конца.
Сокращённое уравнение показывает сущность реакции: ионы бария соединяются с сульфат-ионами и образуют нерастворимый осадок. Ионы натрия и нитрат-ионы являются наблюдателями.
Другие признаки реакции
Алгоритм сохраняется, даже если продуктом является вода или газ. При нейтрализации сильной кислоты щёлочью сокращаются ионы металла и кислотного остатка, а остаются ионы водорода и гидроксид-ионы.
Если кислота реагирует с карбонатом, образуются вода и углекислый газ. Подробнее см. качественную реакцию на карбонат-ион. Для слабого электролита важно не ошибиться: уксусную кислоту не расщепляют. Подробнее — условие образования слабого электролита.
В качественном анализе сокращённое ионное уравнение помогает узнать ион по характерному признаку: качественный анализ ионов, реакция на хлорид-ион, реакция на сульфат-ион.
Частые ошибки
Не расщепляйте осадок, газ и воду на ионы. Не меняйте индексы внутри формул: коэффициент ставят перед частицей. Не забывайте коэффициенты. Не сокращайте частицы, которые отличаются зарядом или формулой. Не записывайте сокращённое уравнение, если нет движущей силы реакции. Проверяйте атомы и суммарный заряд обеих частей.
- Все растворимые сильные электролиты расщеплены?
- Осадок, газ, вода и слабый электролит оставлены молекулами?
- Одинаковые ионы сокращены полностью?
- Совпадают атомы и суммарные заряды?
Итоговая проверка
Главное
- Начинайте с уравненного молекулярного уравнения и проверьте условие протекания реакции.
- Растворимые сильные электролиты расщепляйте на ионы, а осадки, газы, воду и слабые электролиты оставляйте молекулами.
- Одинаковые ионы в полном ионном уравнении сокращайте полностью.
- В конце проверяйте атомы, коэффициенты и суммарный заряд.
- Сокращённое уравнение описывает только частицы, которые непосредственно участвуют в химическом превращении.