Reakcje zobojętniania i strącania - zapis jonowy

W roztworach wodnych wiele kwasów, zasad i soli występuje w postaci jonów. Reakcja chemiczna zachodzi wtedy, gdy część jonów tworzy produkt, który usuwa się z roztworu jako woda, osad albo gaz. W tym temacie najważniejsze są reakcje zobojętniania oraz reakcje strącania.

Reakcja zobojętniania polega na reakcji kwasu z zasadą. W ujęciu jonowym kluczowe jest łączenie jonów wodorowych i wodorotlenkowych w cząsteczki wody. Sól powstająca w zapisie cząsteczkowym może pozostać w roztworze jako jony.

Równanie cząsteczkowe zapisuje reagenty i produkty jako całe substancje. Przykładowo: $\mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O}$.

W równaniu jonowym pełnym mocne, rozpuszczalne elektrolity rozpisuje się na jony: $\mathrm{H^+ + Cl^- + Na^+ + OH^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H_2O}$. Nie rozpisuje się na jony wody, gazów, osadów i słabych elektrolitów.

Równanie jonowe skrócone otrzymuje się po usunięciu jonów, które występują po obu stronach w identycznej postaci. Są to jony obserwatorowe. W podanym przykładzie są nimi $\mathrm{Na^+}$ oraz $\mathrm{Cl^-}$, dlatego pozostaje równanie tworzenia wody.

Reakcja strącania zachodzi po zmieszaniu roztworów, gdy utworzy się trudno rozpuszczalna sól lub wodorotlenek. Taka substancja jest osadem i oznacza się ją strzałką w dół, np. $\mathrm{AgCl\downarrow}$.

Aby przewidzieć osad, trzeba rozpoznać jony obecne w obu roztworach i skorzystać z reguł rozpuszczalności. Na przykład po zmieszaniu roztworów azotanu(V) srebra i chlorku sodu jony $\mathrm{Ag^+}$ oraz $\mathrm{Cl^-}$ tworzą chlorek srebra. Jony sodowe i azotanowe(V) pozostają w roztworze.

Najpierw zapisz i uzgodnij równanie cząsteczkowe. Następnie ustal, które substancje są dobrze rozpuszczalnymi mocnymi elektrolitami, i rozpisz je na jony. Otrzymasz równanie jonowe pełne.

Potem znajdź takie same jony po obu stronach równania. Skreśl je, ponieważ są jonami obserwatorowymi. Pozostałe cząstki tworzą zapis jonowy skrócony.

W reakcjach osadowych nie wolno rozpisywać osadu na jony. Przykładowo w reakcji tworzenia wodorotlenku miedzi(II) poprawny zapis brzmi $\mathrm{Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow}$. Jony $\mathrm{Na^+}$ i $\mathrm{SO_4^{2-}}$ nie wchodzą do zapisu skróconego.

Częsty błąd polega na zapisywaniu wszystkich substancji jako jonów. Woda pozostaje cząsteczką, podobnie jak osad. Należy też pamiętać, że słabe elektrolity zapisuje się zwykle cząsteczkowo.

Drugi błąd to pozostawienie jonów obserwatorowych w równaniu skróconym. Jeśli jon jest taki sam po obu stronach, nie opisuje właściwej przemiany i trzeba go usunąć.

Na końcu sprawdź dwa warunki: po lewej i prawej stronie musi zgadzać się liczba atomów, a całkowity ładunek elektryczny obu stron musi być równy. Jest to szczególnie ważne w równaniach z jonami wieloatomowymi i jonami o ładunku większym niż jeden.