Hlavní obsah

Obecná chemie

Kurz: Obecná chemie > Kapitola 6

Lekce 2: Iontový zápis chemické reakce

Chemická rovnice s iontovými sloučeninami a iontové rovnice.

Úvod

Jako pilná studentka/pilný student chemie se nejspíš brzy setkáš se spoustou různých reakcí, ke kterým ve vodných roztocích může dojít (možná v nich už i trochu plaveš). Když spolu reagují ionty, rovnice reakce může být zapsána různě - s různou mírou podrobností. Podle toho, jaká část reakce je pro nás důležitá, se můžeme rozhodnout, jestli použijeme rovnici obsahující i ty ionty, které nereagují, nebo jen ty ionty, které se reakce účastní.

Definice: molekulární, úplně iontové a čistě iontové rovnice

Molekulární rovnici se někdy také říká vyvážená chemická rovnice. U molekulárních rovnice jsou všechny sloučeniny brány jako neutrální sloučeniny a zapisujeme je jejich chemickými vzorečky. Stav každé látky poznáme ze zkratky v závorce, který následuje po vzorečku.

[Cože?]

Podívejme se teď na reakci, ke které dochází mezi start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript a start text, N, a, C, l, end text. Když se smísí vodné roztoky start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript a start text, N, a, C, l, end text, utvoří se start text, A, g, C, l, end text v pevném skupenství a start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript v kapalném skupenství. Dále napíšeme vyváženou molekulární rovnici této reakce:

start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, N, a, C, l, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis, plus, start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

[Jaký druh reakce to je?]

I kdybychom se na obsah reakční nádoby (kádinky) mohli podívat pod drobnohledem, nenašli bychom molekuly start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, N, a, C, l, end text, ani start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript. Jelikož jsou start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, N, a, C, l, end text a start text, N, a, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript rozpustné iontové sloučeniny, ve vodě se disociují na jednotlivé ionty. Například start text, N, a, C, l, end text disociuje do jednoho kationu start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript na každý anion start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript. Tyto ionty jsou stabilizovány iontovými dipólovými interakcemi s okolními molekulami vody.

[Nechápu to!]

Chlorid sodný ve vodě disociuje na ionty sodíku a chloru a tyto ionty se rozpustí vysoce molárními molekulami vody. Obrázek pochází z: "Salts", OpenStax Anatomy and Physiology, CC-BY-NC-SA 4.0.

Z molekulární rovnice můžeme získat úplnou iontovou rovnici, stačí rozepsat rozpustné iontové sloučeniny na disociované ionty:

start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #11accd, plus, start color #ca337c, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #ca337c, plus, start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis, plus, start color #ca337c, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #ca337c, plus, start color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #11accd

Všimni si, že jsme nezměnili zápis start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis, protože start text, A, g, C, l, end text není rozpustný ve vodě. Obecně platí, že rozpustné iontové sloučeniny, silné kyseliny a silné zásady by měly být v úplné iontové rovnici rozepsány na jednotlivé ionty, zatímco nerozpustné soli a slabé kyseliny nebo zásady by měly zapsány standardním způsobem.

Podíváme-li se více zblízka na naši úplnou iontovou rovnici, zjistíme, že start color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #11accd a start color #ca337c, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #ca337c jsou na obou stranách rovnice. Iontům, které se během reakce nemění, říkáme divácké ionty. Divácké ionty jsou na obou stranách rovnice, a tak se navzájem vyrušují - podobně jako se v matematických rovnicích vzájemně odečítají totožné hodnoty:

start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start cancel, start color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #11accd, end cancel, plus, start cancel, start color #ca337c, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #ca337c, end cancel, plus, start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis, plus, start cancel, start color #ca337c, start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #ca337c, end cancel, plus, start cancel, start color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, end color #11accd, end cancel

Když toto provedeme, získáme čistě iontovou rovnici, ve které už máme pouze to, co se chemické reakce přímo účastní:

start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, C, l, end text, start superscript, −, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, right arrow, start text, A, g, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis

Tato čistě iontová rovnice nám říká, že chlorid stříbrný vznikl z rozpuštěných iontů start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript a start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript, nehledě na jejich zdroj. Oproti tomu úplná iontová rovnice nám říká o všech iontech, které se v roztoku při reakci nachází, a molekulární rovnice zase o iontových sloučeninách, které byly použity jako zdroje start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript a start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript.

Tip jak na správné řešení: Jsme zvyklí, že čistě iontové rovnice zapisujeme nejmenšími možnými celými čísly stechiometrických koeficientů. To znamená, že někdy potřebujeme v posledním kroku vydělit všechny stechiometrické koeficienty společným dělitelem, abychom získali konečnou podobu čistě iontové rovnice.

Shrnutí

V čistě iontových rovnicích nalezneme pouze to, co se účastní reakce, zatímco v úplné iontové rovnici najdeme i divácké ionty. Čistě iontovou rovnici konkrétní reakce zjistíme následujícími kroky:

Napiš si vyčíslenou molekulární rovnici reakce i s informací o skupenství každé látky.
Využij znalosti pravidel pro rozpustnost, znalost silných kyselin a silných zásad, a přepiš molekulární rovnici jako úplnou iontovou rovnici, ve které je vidět, které sloučeniny disociují na ionty.
[O silných kyselinách a zásadách jsem se ještě neučil/a!]
Identifikuj a vyruš divácké ionty (ionty, které se nacházejí na obou stranách rovnice).
[Chceš si odpověď ještě zkontrolovat?]

[Citace a odkazy]

Zkus si to!

Kyselina sírová start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis je silná kyselina, která se ve vodném roztoku kompletně disociuje na 2 kationty start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript a anion start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, 2, minus, end superscript. Hydroxid sodný start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis je silná zásada, která se ve vodné roztoku kompletně disociuje na kation start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript a anion start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript. Když se smísí start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis a start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, produktem jsou voda a síran sodný start text, N, a, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis. Molekulární rovnice této reakce vypadá takto:

\ce{H2SO4}(aq) + \ce{2NaOH}(aq) \rightarrow \ce{2H2O}(l) + \ce{Na2SO4}(aq)

Která z následujících možností je vyčíslená čistě iontová rovnice reakce mezi start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis a start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis?

(Možnost A)
$\ce{H2SO4}(aq) + \ce{2OH-}(aq) \rightarrow \ce{2H2O}(l) + \ce{SO4^2-}(aq)$
(Možnost B)
$\ce{SO4^2-}(aq) +\ce{2Na+}(aq) \rightarrow \ce{Na2SO4}(aq)$
(Možnost C)
$\ce{HSO4-}(aq) \rightarrow \ce{H+}(aq) + \ce{SO4^2-}(aq)$
(Možnost D)
$\ce{H+}(aq) + \ce{OH-}(aq) \rightarrow \ce{H2O}(l)$

[Nápověda 1]

[Nápověda 2]

[Nápověda 3]

Chceš se zapojit do diskuze?

Přihlášení

Setřídit podle:

Zatím žádné příspěvky.

Umíš anglicky? Kliknutím zobrazíš diskuzi anglické verze Khan Academy.