Լրիվ իոնական և կրճատ իոնական հավասարումներ

Որպես քիմիան ջանասեր ուսումնասիրող աշակերտ՝ դու կհանդիպես ջրում (ջրային լուծույթում) տեղի ունեցող բազմաթիվ ռեակցիաների: Հնարավոր է, դու այժմ այստեղ ես, քանի որ արդեն առնչվում ես նմանատիպ ռեակցիաների հետ։ Իոնների մասնակցությամբ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների հավասարումները կարելի է տարբեր աստիճանի մանրամասնությամբ ներկայացնել: Կախված այն բանից, թե ռեակցիայի որ մասն է Ձեզ հետաքրքրում, կարող ես այն գրել մոլեկուլային, լրիվ իոնային կամ կրճատ իոնային հավասարման տեսքով։

Երբեմն մոլեկուլային հավասարումը պարզապես անվանում են հավասարեցված հավասարում։ Մոլեկուլային հավասարումներում բոլոր իոնային միացություններն ու թթուները ներկայացվում են որպես չեզոք միացություններ, և օգտագործվում են դրանց մոլեկուլային բանաձևերը։ Յուրաքանչյուր նյութի վիճակը նշվում է փակագծերում՝ քիմիական բանաձևից հետո:

Եկեք քննարկենք ջրային լուծույթում $\text {NaCl}$start text, N, a, C, l, end text-ի և $\text {AgNO}_3$start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript-ի միջև տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիան։ Ելանյութերը գրում ենք քիմիական հավասարման սլաքի ձախ կողմում. $\text {NaCl}(լ-թ)$start text, N, a, C, l, end text, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis և $\text {AgNO}_3(լ-թ)$start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis։ Այս ռեակցիայի վերջանյութերն են $\text {NaNO}_3(լ-թ)$start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis և $\text {AgCl}(պ)$start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, պ, right parenthesis: Այսպիսով՝ կարող ենք գրել այս ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը և ստուգել, որ այն լինի հավասարեցված։
$\text {NaCl}(լ-թ) + \text{AgNO}_3(լ-թ) \rightarrow \text{NaNO}_3(լ-թ) + \text{AgCl}(պ)$start text, N, a, C, l, end text, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, plus, start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, right arrow, start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, plus, start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, պ, right parenthesis

Եթե պատկերացնենք, որ ավելացնում ենք քիմիական բաժակում պարունակվող փոխազդող խառնուրդի բաղադրիչները, ապա այնտեղ չենք տեսնի $\text {NaCl}$start text, N, a, C, l, end text, $\text {AgNO}_3$start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript կամ $\text {NaNO}_3$start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript միացությունները: Քանի որ $\text{NaCl}$start text, N, a, C, l, end text-ը, $\text{AgNO}_3$start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript-ը և $\text{NaNO}_3$start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript-ը լուծելի իոնային միացություններ են, ապա ջրում դիսոցվում են համապատասխան իոնների։ Օրինակ՝ $\text{NaCl}$start text, N, a, C, l, end text-ի յուրաքանչյուր մոլեկուլ կդիսոցվի $\text{Na}^+$start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript-ի և $\text{Cl}^-$start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript-ի մեկական իոնի։ Այս իոնները կայունանում են իրենց շրջապատող ջրի մոլեկուլների հետ իոն-դիպոլային փոխազդեցությունների միջոցով։

Լուծելի իոնային միացությունները կարող ենք գրել դիսոցված իոնների տեսքով լրիվ իոնային հավասարումը ստանալու համար, որը երբեմն պարզապես անվանում են իոնային հավասարում։

Ուշադրություն դարձրեք, մենք չենք փոխել վերջանյութ $\text{AgCl}(պ)$start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, պ, right parenthesis-ի ներկայացման ձևը՝ չենք դիսոցել, քանի որ $\text{AgCl}$start text, A, g, C, l, end text-ը չի լուծվում ջրում: Որպես կանոն՝ լուծելի իոնային միացությունները, ուժեղ թթուներն ու ուժեղ հիմքերը, լրիվ իոնային հավասարման մեջ գրվում են իոնների դիսոցված տեսքով։ Անլուծելի աղերի ու թույլ թթուների պարագայում գրվում է վերջիններիս չեզոք մոլեկուլային բանաձևերը, քանի որ դրանք շատ քիչ քանակությամբ են դիսոցվում ջրում։

Եթե ավելի ուշադիր նայենք այս լրիվ իոնային հավասարմանը, կտեսնենք, որ $\purpleC{\text{Na}^+(լ-թ)}$start color #aa87ff, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, end color #aa87ff և $\greenD{\text{NO}_3^- (լ-թ)}$start color #1fab54, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, end color #1fab54 իոնները սլաքի երկու կողմերում էլ առկա են։ Իոնները, ինչպիսիք են $\purpleC{\text{Na}^+}$start color #aa87ff, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, end color #aa87ff-ը և $\greenD{\text{NO}_3^-}$start color #1fab54, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, end color #1fab54-ը, կոչվում են «դիտորդ» իոններ, քանի որ ռեակցիայի ընթացքում փոփոխության չեն ենթարկվում։ Մենք կարող ենք դիտորդ իոնները լրիվ իոնային հավասարման մեջ կրճատել, ինչպես որ նման անդամները կրճատվում են մաթեմատիկական հավասարումներում:

Արդյունքում կստանանք կրճատ իոնային հավասարում, որում ներկայացված են միայն քիմիական ռեակցիային մասնակցող իոնները.

Կրճատ իոնային հավասարումը ցույց է տալիս, որ պինդ վիճակում արծաթի քլորիդը կարող է առաջանալ լուծված $\text{Cl}^-$start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript և $\text{Ag}^+$start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript իոններից՝ անկախ նրանից, թե որտեղից են այդ իոններն առաջացել։ Լրիվ իոնային հավասարումը ցույց է տալիս ռեակցիայի ընթացքում լուծույթում առկա բոլոր իոնները: Մոլեկուլային հավասարումը ցույց է տալիս այն իոնային միացությունները, որոնցից ստացվել են $\text{Cl}^−$start text, C, l, end text, start superscript, −, end superscript-ի և $\text{Ag}^+$start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript իոնները։

Խորհուրդ խնդիրների լուծման համար։ Որպես կանոն՝ կրճատ իոնային հավասարման մեջ ստեխիոմետրիկ գործակիցները նշվում են հնարավոր ամենափոքր ամբողջ թվերով։ Դա նշանակում է, որ երբեմն կրճատ իոնային հավասարման վերջնական տեսքը ստանալու համար, հնարավոր է բոլոր ստեխիոմետրիկ գործակիցները բաժանել ընդհանուր բաժանարարի վրա։

Կրճատ իոնային հավասարման մեջ բերված են միայն այն իոնները, որոնք մասնակցում են քիմիական ռեակցիային, իսկ լրիվ իոնային հավասարման մեջ՝ նաև «դիտորդ» իոնները։ Կրճատ իոնային հավասարում կարող ենք կազմել՝ ըստ հետևյալ քայլերի.

Ծծմբական թթուն՝ $\text{H}_2 \text{SO}_4(լ-թ)$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, ուժեղ թթու է, որը ջրում լուծվելիս ամբողջությամբ դիսոցվում է $\text H^+$start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript-ի և $\text {SO}_4^{2-}$start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, 2, minus, end superscript-ի իոնների։ Նատրիումի հիդրօքսիդը՝ $\text{NaOH}(լ-թ)$start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis, ուժեղ հիմք է, որը ջրում լուծվելիս ամբողջությամբ դիսոցվում է $\text{Na}^+$start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript-ի և $\text{OH}^-$start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript-ի իոնների։ Երբ $\text{H}_2 \text{SO}_4(լ-թ)$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis-ը և $\text{NaOH}(լ-թ)$start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis-ը փոխազդում են, առաջացող վերջանյութերն են ջուրը և նատրիումի սուլֆատը՝ $\text{Na}_2 \text{SO}_4(լ-թ)$start text, N, a, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, լ, minus, թ, right parenthesis։