Алгоритм составления ионного уравнения
Ионное уравнение показывает, какие частицы действительно участвуют в реакции в водном растворе. Чтобы его составить, нужно правильно записать молекулярное уравнение, определить растворимость веществ и разделить сильные растворимые электролиты на ионы.
Что показывает ионное уравнение
В молекулярном уравнении вещества записывают формулами целиком: \(AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl + NaNO_3\). Но в растворе растворимые сильные электролиты существуют главным образом в виде ионов. Поэтому молекулярное уравнение можно преобразовать в ионное.
Полное ионное уравнение — уравнение, в котором растворимые сильные электролиты записаны в виде ионов, а осадки, газы, вода и слабые электролиты — в виде молекул или формульных единиц.
Сокращённое ионное уравнение получают из полного ионного уравнения после удаления одинаковых ионов, находящихся слева и справа. Такие ионы называют ионами-наблюдателями.
Эта страница входит в тему полных и сокращённых ионных уравнений. Перед началом работы нужно уметь пользоваться таблицей растворимости.
Какие вещества записывают в виде ионов
На ионы раскладывают в водном растворе растворимые сильные электролиты: растворимые соли, сильные кислоты и растворимые основания — щёлочи. Нерастворимые вещества, газы, воду и слабые электролиты на ионы не раскладывают.
| Вещество в растворе | Как записывают в ионном уравнении | Пример |
|---|---|---|
| Растворимая соль | На ионы | \(K_2SO_4 \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-}\) |
| Сильная кислота | На ионы | \(HCl \rightarrow H^+ + Cl^-\) |
| Щёлочь | На ионы | \(Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-\) |
| Осадок | Молекулой или формульной единицей | \(BaSO_4\) |
| Газ | Молекулой | \(CO_2\) |
| Вода | Молекулой | \(H_2O\) |
| Слабый электролит | Молекулой | \(CH_3COOH\) |
Индексы внутри формулы превращаются в коэффициенты перед ионами: \(Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al^{3+}+3SO_4^{2-}\). Заряд каждого иона и число ионов должны сохраняться.
Признаком протекания реакции обмена обычно является образование осадка, газа или воды. Например, правила для реакций с водой разобраны на странице реакции ионного обмена с образованием воды, а образование осадка — на странице реакции ионного обмена с образованием осадка.
Как записать в полном ионном уравнении растворимый нитрат бария \(Ba(NO_3)_2\)?
Алгоритм составления ионного уравнения
- Запишите и уравняйте молекулярное уравнение реакции.
- Проверьте по таблице растворимости, какие продукты растворимы, а какие образуют осадок. Если выделяется газ или вода, это также признак реакции.
- В полном ионном уравнении растворимые сильные электролиты замените на ионы. Осадок, газ, воду и слабый электролит оставьте целиком.
- Проверьте число атомов и общий электрический заряд в обеих частях полного уравнения.
- Сократите одинаковые ионы слева и справа. Оставшиеся частицы запишите в сокращённом ионном уравнении.
- Проверьте сокращённое уравнение: число атомов и суммарный заряд должны совпадать слева и справа.
Сначала составьте молекулярное уравнение и расставьте коэффициенты. Только после этого переходите к ионам. Если начинать сразу с ионов, легко потерять коэффициенты или перепутать продукты реакции.
Разобранный пример
Составим полное и сокращённое ионные уравнения реакции между растворами нитрата серебра и хлорида натрия.
Полное ионное уравнение: \(Ag^+ + NO_3^- + Na^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + Na^+ + NO_3^-\). Сокращённое ионное уравнение: \(Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow\).
Смысл сокращённого уравнения — показать сущность реакции: ионы серебра соединяются с хлорид-ионами и образуют нерастворимый хлорид серебра. Нитрат-ионы и ионы натрия в превращении не участвуют.
Особые случаи
Если образуется вода, в сокращённом уравнении остаются ионы, из которых она образовалась: \(H^+ + OH^- \rightarrow H_2O\). Если выделяется газ, газ записывают молекулой, например \(CO_2\uparrow\). Для реакций с газом полезно повторить материал о реакциях ионного обмена с образованием газа.
Некоторые ионы нужно рассматривать как сложные частицы и не разделять внутри формулы. Например, сульфат \(SO_4^{2-}\), карбонат \(CO_3^{2-}\), нитрат \(NO_3^-\) и гидроксид \(OH^-\) сохраняются как целые ионы. Сульфиты и гидросульфиты имеют свои особенности состава; они рассмотрены на странице сульфиты и гидросульфиты.
1. Раскладывают на ионы осадок, воду или газ. Так делать нельзя. 2. Неправильно переносят индекс: \(CaCl_2\) даёт \(Ca^{2+}+2Cl^-\), а не \(Ca^{2+}+Cl_2^-\). 3. Забывают коэффициенты перед многоатомными ионами. 4. Сокращают частицы, которые похожи, но имеют разные заряды или формулы. 5. Не проверяют заряд: в ионном уравнении суммарный заряд слева и справа обязан совпадать.
Сокращённое ионное уравнение — это не новая реакция, а результат удаления ионов-наблюдателей из полного ионного уравнения.
Самопроверка результата
- Молекулярное уравнение уравнено.
- Растворимость продуктов проверена.
- На ионы разложены только растворимые сильные электролиты.
- Осадок, газ и вода записаны молекулами.
- Ионы-наблюдатели сокращены полностью.
- В сокращённом уравнении совпадают число атомов и суммарный заряд.
Быстрый тест
Главное
- Начинайте с уравненного молекулярного уравнения и проверяйте растворимость веществ.
- Растворимые сильные электролиты записывайте в виде ионов, а осадки, газы, воду и слабые электролиты оставляйте молекулами.
- В полном ионном уравнении должны сохраняться атомы и общий электрический заряд.
- Одинаковые ионы слева и справа — ионы-наблюдатели; их сокращают.
- Сокращённое уравнение показывает частицы, которые действительно вступили в реакцию.