สมการไอออนิกสุทธิเป็นส่วนสำคัญของเคมีเพราะจะแสดงสถานะของสสารที่เปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาเคมีเท่านั้น สมการนี้มักใช้ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้ง และการทำให้เป็นกลางของกรด-เบส มีสามขั้นตอนพื้นฐานในการเขียนสมการไอออนิกที่สะอาด: ปรับสมดุลสมการโมเลกุล แปลงเป็นสมการไอออนิกทั้งหมด (วิธีที่สารแต่ละประเภทมีอยู่ในสารละลาย) และการเขียนสมการไอออนิกที่สะอาด
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1 จาก 2: การทำความเข้าใจองค์ประกอบของสมการไอออนิก
ขั้นตอนที่ 1 รู้ความแตกต่างระหว่างสารประกอบโมเลกุลและสารประกอบไอออนิก
ขั้นตอนแรกในการเขียนสมการไอออนิกสุทธิคือการระบุสารประกอบไอออนิกของปฏิกิริยา สารประกอบไอออนิกเป็นสารประกอบที่จะแตกตัวเป็นไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำและมีประจุ สารประกอบโมเลกุลเป็นสารประกอบที่ไม่มีประจุ สารประกอบเหล่านี้เกิดจากอโลหะสองชนิดและมักถูกเรียกว่าสารประกอบโควาเลนต์
- สารประกอบไอออนิกสามารถเกิดขึ้นได้จากโลหะและอโลหะ โลหะและโพลิอะตอมมิกไอออน หรือโพลิอะโทมิกไอออนหลายชนิด
- หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับสารประกอบ ให้ค้นหาองค์ประกอบของสารประกอบนั้นในตารางธาตุ
ขั้นตอนที่ 2 ระบุความสามารถในการละลายของสารประกอบ
สารประกอบไอออนิกบางชนิดไม่สามารถละลายได้ในสารละลายที่เป็นน้ำ ดังนั้นสารประกอบจะไม่ละลายเป็นไอออนแต่ละตัว คุณต้องระบุความสามารถในการละลายของสารประกอบแต่ละชนิดก่อนดำเนินการต่อในสมการที่เหลือ ต่อไปนี้เป็นบทสรุปโดยย่อของกฎเกณฑ์การละลาย ค้นหาตารางความสามารถในการละลายเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติมและข้อยกเว้นสำหรับกฎเหล่านี้
- ปฏิบัติตามกฎเหล่านี้ตามลำดับที่แสดงด้านล่าง:
- เกลือทั้งหมด Na+, K+, และ NH4+ สามารถละลายได้
- เกลือทั้งหมดNO3-, ค2ชม3โอ2-, ClO3-, และ ClO4- สามารถละลายได้
- Ag ทั้งหมด. เกลือ+, PB2+, และ Hg22+ ไม่สามารถละลายได้
- ทั้งหมด Cl. เกลือ-, Br-, และฉัน- สามารถละลายได้
- CO ทั้งหมด. เกลือ32-, O2-, NS2-, โอ้-, ป43-, CrO42-, Cr2โอ72-และ SO32- ไม่ละลายน้ำ (มีข้อยกเว้นบางประการ)
- เกลือทั้งหมดSO42- ละลายได้ (มีข้อยกเว้นบางประการ)
ขั้นตอนที่ 3 กำหนดไพเพอร์และแอนไอออนในสารประกอบ
ไอออนบวกเป็นไอออนบวกในสารประกอบและมักจะเป็นโลหะ แอนไอออนเป็นไอออนลบที่ไม่ใช่โลหะในสารประกอบ อโลหะบางชนิดสามารถสร้างไพเพอร์ได้ แต่โลหะจะสร้างไพเพอร์เสมอ
ตัวอย่างเช่น ใน NaCl Na เป็นไอออนบวกที่มีประจุบวก เนื่องจาก Na เป็นโลหะ ในขณะที่ Cl เป็นประจุลบที่มีประจุลบเนื่องจาก Cl เป็นอโลหะ
ขั้นตอนที่ 4 ระบุไอออน polyatomic ในปฏิกิริยา
Polyatomic ions เป็นโมเลกุลที่มีประจุซึ่งถูกยึดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาจนไม่ละลายในปฏิกิริยาเคมี สิ่งสำคัญคือต้องรู้จักไอออนของ polyatomic เนื่องจากมีประจุที่แน่นอนและไม่แบ่งออกเป็นองค์ประกอบแต่ละอย่าง ไอออน Polyatomic สามารถมีประจุบวกหรือลบได้
- หากคุณกำลังเรียนวิชาเคมีปกติ คุณมักจะถูกขอให้จำไอออนของโพลิอะตอมมิกที่ใช้บ่อยที่สุด
- ไอออน polyatomic บางชนิดรวมถึงCO32-, ไม่3-, ไม่2-, ดังนั้น42-, ดังนั้น32-, ClO4-, และ ClO3-.
- มี polyatomic ion อื่นๆ อีกมากมายและสามารถพบได้ในตารางในหนังสือเคมีของคุณหรือทางออนไลน์
ส่วนที่ 2 ของ 2: การเขียนสมการอิออนสุทธิ
ขั้นตอนที่ 1 สมดุลสมการโมเลกุลที่สมบูรณ์
ก่อนเขียนสมการไอออนิกสะอาด ก่อนอื่นคุณต้องแน่ใจว่าสมการเดิมของคุณเทียบเท่ากันจริงๆ ในการปรับสมดุลสมการ คุณจะต้องเติมสัมประสิทธิ์หน้าสารประกอบจนกว่าจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุทั้งสองข้างของสมการจะเท่ากัน
- เขียนจำนวนอะตอมที่ประกอบกันเป็นสารประกอบทั้งสองข้างของสมการ
- เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์หน้าองค์ประกอบที่ไม่ใช่ออกซิเจนและไฮโดรเจนเพื่อให้สมดุลแต่ละด้าน
- ปรับสมดุลอะตอมไฮโดรเจน
- ปรับสมดุลอะตอมออกซิเจน
- นับจำนวนอะตอมในแต่ละด้านของสมการเพื่อให้แน่ใจว่าเท่ากัน
- ตัวอย่างเช่น Cr + NiCl2 CrCl3 + นิ ถึง 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 +3Ni.
ขั้นตอนที่ 2 ระบุสถานะของสสารของสารประกอบแต่ละชนิดในสมการ
บ่อยครั้ง คุณสามารถระบุคำหลักในปัญหาที่ระบุเนื้อหาของแต่ละสารประกอบได้ มีกฎหลายข้อที่จะช่วยคุณกำหนดสารของธาตุหรือสารประกอบ
- หากไม่มีรูปแบบของสารของธาตุ ให้ใช้รูปแบบของสารในตารางธาตุ
- ถ้าสารประกอบเป็นสารละลาย คุณสามารถเขียนมันว่า น้ำ หรือ (aq)
- หากมีน้ำอยู่ในสมการ ให้พิจารณาว่าสารประกอบไอออนิกจะละลายหรือไม่โดยใช้ตารางการละลาย ถ้าสารประกอบมีความสามารถในการละลายสูง สารประกอบนั้นจะเป็นน้ำ (aq) หากสารประกอบมีความสามารถในการละลายต่ำ แสดงว่าสารประกอบนั้นเป็นของแข็ง (s)
- ในกรณีที่ไม่มีน้ำ สารประกอบไอออนิกจะเป็นของแข็ง (s)
- หากคำถามกล่าวถึงกรดหรือเบส สารประกอบนี้คือน้ำ (aq)
- ตัวอย่างเช่น 2Cr + 3NiCl2 2CrCl3 +3Ni. Cr และ Ni ในรูปธาตุเป็นของแข็ง NiCl2 และ CrCl3 เป็นสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้ ดังนั้นสารประกอบทั้งสองจึงเป็นน้ำ ถ้าเขียนใหม่ สมการนี้จะกลายเป็น: 2Cr(NS) + 3NiCl2(อคิว) 2CrCl3(อคิว) + 3Ni(NS).
ขั้นตอนที่ 3 กำหนดชนิดของสารประกอบที่จะละลาย (แยกเป็นไพเพอร์และแอนไอออน) ในสารละลาย
เมื่อชนิดหรือสารประกอบละลาย มันจะแยกออกเป็นธาตุบวก (ไพเพอร์) และธาตุลบ (แอนไอออน) เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีความสมดุลในตอนท้ายสำหรับสมการไอออนิกสุทธิ
- ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ องค์ประกอบโมเลกุล สารประกอบไอออนิกที่มีความสามารถในการละลายต่ำ โพลิอะตอมมิกไอออน และกรดอ่อนจะไม่ละลาย
- สารประกอบไอออนิกที่มีความสามารถในการละลายสูง (ใช้ตารางการละลาย) และกรดแก่จะทำให้แตกตัวเป็นไอออน 100% (HCl(ผม), HBr(ผม), สวัสดี(ผม), ชม2ดังนั้น4(อคิว), HClO4(อคิว)และ HNO3(อคิว)).
- โปรดจำไว้ว่าแม้ว่าโพลีอะตอมมิกไอออนจะไม่ละลายน้ำ แต่ถ้าเป็นองค์ประกอบของสารประกอบไอออนิก พวกมันก็จะละลายจากสารประกอบนั้น
ขั้นตอนที่ 4 คำนวณประจุของไอออนที่ละลายน้ำแต่ละตัว
จำไว้ว่าโลหะจะเป็นไอออนบวก ในขณะที่อโลหะจะเป็นประจุลบ โดยใช้ตารางธาตุ คุณสามารถกำหนดได้ว่าธาตุใดจะมีประจุเท่าใด คุณต้องปรับสมดุลประจุของแต่ละไอออนในสารประกอบด้วย
- ในตัวอย่างของเรา NiCl2 ละลายเป็น Ni2+ และ Cl- ในขณะที่CrCl3 ละลายเป็นCr3+ และ Cl-.
- Ni มีประจุ 2+ เนื่องจาก Cl มีประจุเป็นลบ แต่มีอะตอม Cl อยู่ 2 อะตอม ดังนั้น เราต้องทำให้ 2 ไอออนลบของ Cl สมดุลกัน Cr มีประจุ 3+ เพราะเราต้องปรับสมดุลไอออน Cl ลบ 3 ตัว
- จำไว้ว่า polyatomic ion มีประจุในตัวของมันเอง
ขั้นตอนที่ 5 เขียนสมการใหม่ด้วยสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้ โดยแยกออกเป็นไอออนแต่ละตัว
สิ่งใดก็ตามที่ละลายได้หรือแตกตัวเป็นไอออน (กรดแก่) จะแยกออกเป็นสองไอออนที่ต่างกัน สถานะของสารจะยังคงเหมือนเดิม (aq) แต่คุณต้องแน่ใจว่าสมการนั้นเท่ากัน
- ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ กรดอ่อน และสารประกอบไอออนิกที่มีความสามารถในการละลายต่ำ จะไม่เปลี่ยนรูปร่างหรือแยกออกเป็นไอออน เพียงแค่ปล่อยสารเหล่านี้ไว้ตามลำพัง
- โมเลกุลจะละลายในสารละลาย ดังนั้น รูปแบบของสารจะเปลี่ยนเป็น (aq) ข้อยกเว้นสามประการที่ไม่กลายเป็น (aq) คือ: CH4(ก.), ค3ชม8(ก.), และ C8ชม18(ล.).
- จบตัวอย่างของเรา สมการไอออนิกทั้งหมดจะมีลักษณะดังนี้: 2Cr(NS) + 3Ni2+(ผม) + 6Cl-(ผม) 2Cr3+(ผม) + 6Cl-(ผม) + 3Ni(NS). แม้ว่า Cl จะไม่ใช่สารประกอบ แต่ก็ไม่ใช่ไดอะตอมมิก ดังนั้นเราจึงคูณสัมประสิทธิ์ด้วยจำนวนอะตอมในสารประกอบเพื่อให้ได้ 6 Cl ไอออนทั้งสองข้างของสมการ
ขั้นตอนที่ 6 กำจัดไอออนของผู้ชมโดยเอาไอออนที่เหมือนกันออกจากสมการแต่ละข้าง
คุณสามารถเอาไอออนออกได้ก็ต่อเมื่อทั้งสองฝั่งเหมือนกัน 100% (ประจุ ตัวเลขด้านล่างเล็ก ฯลฯ) เขียนปฏิกิริยาใหม่โดยไม่นำสารออก
- เสร็จสิ้นตัวอย่าง มี 6 Cl. สเปกตรัมไอออน- ในแต่ละด้านที่สามารถถอดออกได้ สมการไอออนิกสุทธิสุดท้ายคือ 2Cr(NS) + 3Ni2+(ผม) 2Cr3+(ผม) + 3Ni(NS).
- ในการตรวจสอบว่าคำตอบของคุณถูกต้องหรือไม่ ประจุรวมที่ด้านตัวทำปฏิกิริยาควรเท่ากับประจุรวมที่ด้านผลิตภัณฑ์ในสมการไอออนิกสุทธิ