ძირითადი მასალა

კურსი: ქიმია > თემა 2

გაკვეთილი 5: ქიმიური რეაქციის ტიპები

სრული იონური და მოკლე იონური განტოლებები

როგორ გამოვიყენოთ მოლეკულური განტოლებები სრული და მოკლე იონური განტოლებების შესადგენად

შესავალი

როგორც ქიმიის ბეჯითი მოსწავლე, თქვენ ხშირად შეხვდებით ისეთ რეაქციებს, რომლებიც წყალში მიმდინარეობს. ან იქნებ აქ სულაც იმიტომ ხართ, რომ უკვე თავი მოგაბეზრათ ასეთმა რეაქციებმა! როცა რეაქციაში იონები იღებს მონაწილეობას, ქიმიური განტოლება შეიძლება რამდენიმენაირად, დეტალურად ან უფრო ნაკლებად დეტალურად ჩაიწეროს. შესაძლებელია მოლეკულური, სრული იონური ან მოკლე იონური განტოლებების ჩაწერა, იმის მიხედვით, თუ რეაქციის რომელი ნაწილი გაინტერესებთ.

ეს ტერმინები განსაკუთრებით გამოსადეგია მიმოცვლის, დალექვის, აირწარმომქმნელ და ნეიტრალიზაციის რეაქციებში, თუმცა შეგიძლიათ, ისინი, ფაქტობრივად, ყველა შემთხვევაში გამოიყენოთ, თუკი გამხსნელი წყალია.

მოლეკულური, სრული იონური და მოკლე იონური განტოლებების განმარტება

მოლეკულურ რეაქციას ხანდახან უბრალოდ გათანაბრებულ რეაქციას უწოდებენ. მოლეკულურ რეაქციაში ყველა იონური ნარევი და მჟავა წარმოდგენილია, როგორც ნეიტრალური ნარევი, მოლეკულური ფორმულის გამოყენებით. ყოველი ნივთიერების ფიზიკური მდგომარეობა ფრჩხილებში, ფორმულის შემდეგ იწერება.

ნივთიერების აგრეგატული მდგომარეობა შეიძლება, იყოს მყარი (

s

), თხევადი (

l

), აირადი (

g

) ან წყალში გახსნილი (

a q

). ამოცანაში ხშირად გვეტყვიან რეაგენტებისა და ზოგჯერ რეაქციის პროდუქტების აგრეგატულ მდგომარეობასაც. როცა ნივთიერებების აგრეგატული მდგომარეობის დადგენა თავად მოგიწევთ, ხშირად დაგჭირდებათ ხსნადობის წესების ცოდნა.

განვიხილოთ განტოლება, რომელიც წყალში გახსნილი

NaCl

-ისა და

{AgNO}_{3}

-ის შერევისას წარიმართება. რეაგენტებს განტოლების ისრის მარცხენა მხარეს ვწერთ:

NaCl (ხ ს)

და

{AgNO}_{3} (ხ ს)

. რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება

{NaNO}_{3} (ხ ს)

და

AgCl (მ ყ)

. ამ ინფორმაციის გამოყენებით შეგვიძლია რეაქციის მოლეკულური განტოლება დავწეროთ და გავათანაბროთ.

NaCl (ხ ს) + {AgNO}_{3} (ხ ს) \to {NaNO}_{3} (ხ ს) + AgCl (მ ყ)

რომ შეგვეძლოს, თვალით დავაკვირდეთ ჩვენს მენზურაში მიმდინარე რეაქციებს,

NaCl

{AgNO}_{3}

, ან

{NaNO}_{3}

-ის მოლეკულებს იქ სულაც ვერ დავინახავდით, რადგან

NaCl

{AgNO}_{3}

და

{NaNO}_{3}

ხსნადი იონური ნაერთებია, რომლებიც წყალში იონებად იხსნება. მაგალითად,

NaCl

-ის ყოველი მოლეკულა

{Na}^{+}

-ის ერთ იონად და

{Cl}^{-}

-ის ერთ იონად იქნება წარმოდგენილი. ეს იონები წყლის მოლეკულებითაა გარშემორტყმული, რომლებთანაც ისინი დიპოლურ მომენტს ქმნიან.

თუ ჯერ არ გისწავლიათ ხსნადობის წესები (ან გჭირდებათ გამეორება):

ნატრიუმის, კალიუმის, ამონიუმისა და ნიტრატების ყველა მარილი წყალში ხსნადია.
ქლორიდების უმეტესობა ხსნადია, ვერცხლის ქლორიდების გარდა.

თუ არ ხართ დარწმუნებული, როგორ დაყოთ ხსნადი იონური ნაერთები კატიონებად და ანიონებად, წაიკითხეთ პარაგრაფი მრავალატომიან იონებზე.

სურათი 1. ნატრიუმის ქლორიდის კრისტალი წყალშ გახსნის შედეგად წარმოქმნილი ქლორისა და ნატრიუმის იონების გვერდით. თითოეული იონი წყლის პოლარული მოლეკულითაა გარშემორტყმული. სურათის წყარო: „მარილები“, ოპენსტაქსის ანატომია და ფიზიოლოგია, CC-BY-NC-SA 4,0.

ხსნადი იონური ნაერთები შეგვიძლია, დისოცირებული იონების სახით ჩავწეროთ, რათა სრული იონური განტოლება, ან უბრალოდ იონური განტოლება მივიღოთ:

{Na}^{+} (ხ ს) + {Cl}^{-} (ხ ს) + {Ag}^{+} (ხ ს) + {NO}_{3}^{-} (ხ ს) \to {Na}^{+} (ხ ს) + {NO}_{3}^{-} (ხ ს) + AgCl (მ ყ)

მიაქციეთ ყურადღება, რომ პროდუქტის, AgCl (მყ) - ის გამოსახულება არ შეგვიცვლია, რადგან ის წყალში უხსნადია. როგორც წესი, ხსნადი იონური ნაერთები, ძლიერი მჟავები და ძლიერი ფუძეები სრულ იონურ განტოლებაში დისოცირებული იონების სახით იწერება. უხსნადი მარილები და სუსტი მჟავები ნეიტრალური მოლეკულური ფორმულით ჩაიწერება, რადგან მათი მხოლოდ მცირედი ნაწილი იხსნება წყალში.

თუ კარგად დავაკვირდებით ჩვენს სრულ იონურ განტოლებას, შევამჩნევთ, რომ

{Na}^{+} (ხ ს)

და

{NO}_{3}^{-} (ხ ს)

რექციის ისრის ორივე მხარესაა წარმოდგენილი.

{Na}^{+}

და

{NO}_{3}^{-}

-ის მსგავსი იონები, რომლებიც რეაქციის მიმდინარეობისას არ იცვლება, მაყურებელი იონების სახელითაა ცნობილი. მაყურებელი იონები სრულ იონიურ განტოლებაში შეგვიძლია, გავაბათილოთ, ისევე როგორც თანაბარი რიცხვები მათემატიკურ განწოლებაში, რადგან ისინი განტოლების ორივე მხარეს გვევლინებიან:

{Na}^{+} (ხ ს) + {Cl}^{-} (ხ ს) + {Ag}^{+} (ხ ს) + {NO}_{3}^{-} (ხ ს) \to {Na}^{+} (ხ ს) + {NO}_{3}^{-} (ხ ს) + AgCl (მ ყ)

ამ გზით მივიღებთ მოკლე იონურ განტოლებას, რომელიც გვიჩვენებს მხოლოდ იმ ელემენტებს, რომლებიც ქიმიურ რეაქციაში იღებენ მონაწილეობას:

{Cl}^{-} (ხ ს) + {Ag}^{+} (ხ ს) \to AgCl (მ ყ)

მოკლე იონური განტოლება გვიჩვენებს, რომ მყარი ვერცხლის ქლორიდი შეიძლება მივიღოთ გახსნილი

{Cl}^{-}

-ისა და

{Ag}^{+}

-ის იონებისაგან, მიუხედავად ამ იონების თავდაპირველი მდებარეობისა. მეორე მხრივ, სრული იონური განტოლება გვიჩვენებს ყველა იმ იონს, რომელსაც ჩვენი ნივთიერება შეიცავდა რეაქციის მსვლელობისას. მოლეკულურ განწოლებაში კი ვხედავთ იმ იონურ ნაერთებს, რომლებიც

{Cl}^{-}

-ისა და

{Ag}^{+}

-ის წყაროს წარმოადგენდა.

პრობლემის გადაჭრის გზა: მოკლე იონური განტოლების ჩაწერა სტექიომეტრული კოეფიციენტებით უმცირესი მთელი რიცხვების სახითაა შესაძლებელი. ეს გულისხმობს, რომ ხანდახან ყველა კოეფიციენტის ერთ გამყოფზე გაყოფა გვიწევს, რათა მივიღოთ მოკლე იონური განტოლების საბოლოო სახე.

შეჯამება

მოკლე იონური განტოლება გვიჩვენებს მხოლოდ იმ ელემენტებს, რომლებიც რეაქციაში იღებს მონაწილეობას. სრულ იონურ განტოლებაში კი მაყურებელი იონებიც იწერება. მოკლე იონური განტოლების შედგენა შემდეგი საფეხურების მიხედვით შეგვიძლია:

ვწერთ გათანაბრებულ მოლეკულურ განტოლებას და მივუთითებთ, თუ როგორ მდგომარეობაშია თითოეული ნივთიერება.
ძლიერი მჟავების, ძლიერი ფუძეებისა და ხსნადობის წესების ცოდნის გათვალისწინებით ჩვენს განტოლებას სრული იონური განტოლების სახით ჩავწერთ. ვაჩვენებთ, თუ რომელი ნაერთები დისოცირდება იონებად.
ძლიერი მჟავები და ფუძეები სრულიად დისოცირდება ხსნარში იონებად. ნებისმიერ მჟავას ან ფუძეს, რომელიც ძლიერი არ არის, სუსტი ეწოდება.
მეტის გასაგებად იხილეთ ჩვენი ვიდეო გავრცელებულ ძლიერ მჟავებსა და ფუძეებზე.
ვაბათილებთ მაყურებელ იონებს, რომლებიც განტოლების ორივე მხარეს გვხვდება, რათა მივიღოთ მოკლე იონური განტოლება.
გაითვალისწინეთ, რომ მოკლე იონური განტოლება გათანაბრებული, დადებითი და უარყოფითი მუხტების ჯამი კი განტოლების ორივე მხარეს თანაბარი უნდა იყოს. თუ ასე არაა, მაშინ დაუბრუნდით წინა საფეხურებს და შეამოწმეთ, სრული იონური და მოლეკულური განტოლებები გათანაბრებულია თუ არა.

წყარო:

ეს სტატია ადაპტირებულია შემდეგი სტატიიდან:

„ქიმიური განტოლებების ჩაწერა და გასწორება“ ოპენსტაქსი, ქიმია, CC-BY-NC-SA 4,0

სტატია ვრცელდება ლიცენზიით: CC-BY-NC-SA 4,0.

დამატებითი ბიბლიოგრაფია:

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.

სცადე!

გოგირდმჟავა,

H_{2} {SO}_{4} (ხ ს)

, ძლიერი მჟავაა, რომელიც წყლხსნარში სრულიად დისოცირდება

H^{+}

და

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

იონებად. ნატრიუმის ჰიდროქსიდი,

NaOH (ხ ს)

, ძლიერი ფუძეა, რომელიც ასევე სრულიად დისოცირდება წყალხსნარში

{Na}^{+}

და

{OH}^{-}

იონებად. როცა

H_{2} {SO}_{4} (ხ ს)

და

NaOH (ხ ს)

რეაგირებს, წარმოიქმნება პროდუქტები: წყალი და ხსნადი ნატრიუმის სულფატი -

{Na}_{2} {SO}_{4} (ხ ს)

H_{2} {SO}_{4} (ხ ს) + 2 NaOH (ხ ს) \to 2 H_{2} O (ს) + {Na}_{2} {SO}_{4} (ხ ს)

შეადგინეთ მოკლე იონური განტოლება ქიმიური რეაქციისთვის, რომელიც $H_{2} {SO}_{4} (ხ ს)$ ‍-სა და $NaOH (ხ ს)$ ‍-ს შორის წარიმართება.

(Choice A)
$2 H^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს) + 2 {Na}^{+} (ხ ს) + 2 {OH}^{-} (ხ ს) \to 2 H_{2} O + 2 {Na}^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს)$ ‍
(Choice B)
$H^{+} (ხ ს) + {OH}^{-} (ხ ს) \to H_{2} O (l)$ ‍
(Choice C)
${HSO}_{4}^{-} (ხ ს) \to H^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს)$ ‍
(Choice D)
${SO}_{4}^{2 -} (ხ ს) + 2 {Na}^{+} (ხ ს) \to {Na}_{2} {SO}_{4} (ხ ს)$ ‍

სრული იონური განტოლება შემდეგნაირია:

2 H^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს) + 2 {Na}^{+} (ხ ს) + 2 {OH}^{-} (ხ ს) \to 2 H_{2} O + 2 {Na}^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს)

სრულ იონურ ტოლობაში ტოლობის სხვადასხვა მხარეს ერთნაირი იონების გაბათილების შემდეგ ვრწმუნდებით, რომ ყველა სტექიომეტრიული კოეფიციენტი უმცირეს მთელ რიცხვამდეა დაყვანილი — შეგვიძლია, ყველა

2

-ზე გავყოთ და ამით მოკლე იონური ტოლობა მივიღოთ:

H^{+} (ხ ს) + {OH}^{-} (ხ ს) \to H_{2} O (l)

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

შესვლა

დავალაგოთ:

პოსტები ჯერ არ არის.

გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.