11 خطوة لموازنة المعادلات الكيميائية الأيونية

 

 

في هذا المقال سنوضح  الخطوات اللازمه لكتابة صافي المعادلة الأيونية Net Ionic Equations الموزونة والمشاكل التي قد تواجهها  مع الأمثلة العلمية.

 

 

خطوات موازنة المعادلات الأيونية

1- اكتب المعادلة الأيونية للتفاعل الغير متوازن. إذا طلب منك موازنة معادلة كيميائية ايونية، فيجب أن تكون قادرًا على تحديد الكهرل electrolytes (وهوا اي مادة تحتوي على أيونات حرة تشكل وسطاً ناقلاً للكهرباء) القوي والإلكتروليتات الضعيفة weak electrolytes والمركبات غير القابلة للذوبان. تنفصل الإلكتروليتات القوية Strong electrolyte تمامًا في أيوناتها في الماء. من أمثلة الإلكتروليتات القوية الأحماض القوية والقواعد القوية والأملاح القابلة للذوبان. تنتج الإلكتروليتات الضعيفة عددًا قليلاً جدًا من الأيونات في المحلول ، لذلك يتم تمثيلها بصيغتها الجزيئية (غير المكتوبة على هيئة أيونات). الماء والأحماض الضعيفة والقواعد الضعيفة هي أمثلة على كهرل ضعيف. يمكن أن تؤدي قيمة الأس الهيدروجيني للمحلول إلى فصلهم ، ولكن في هذه الحالة ، ستتكون معادلة كيميائية أيونية. لا تنفصل المركبات غير القابلة للذوبان إلى أيونات ، لذلك يتم تمثيلها بالصيغة الجزيئية. يجب اعطائك جدول لمساعدتك في تحديد ما إذا كانت المادة الكيميائية قابلة للذوبان أم لا ، ولكن من الأفضل لك حفظ قواعد الذوبان.

2- افصل المعادلة الأيونية الصافية إلى تفاعلات نصفية. وهذا يعني تحديد التفاعل وفصله إلى تفاعل نصف أكسدة وتفاعل نصف اختزال.

3- بالنسبة لأحد أنصاف التفاعلات ، قم بموازنة الذرات باستثناء ذرة الأوكسجين و ذرة الهيدروجين. ويجب ان يكون نفس عدد ذرات العنصر في كل جانب من المعادلة.

4-  كرر الخطوة السابقة مع نصف التفاعل الآخر.

5 - أضف H2O لموازنة ذرات الأوكسجين .O أضف H+ لموازنة ذرات الهيدروجين .H يجب أن تتوازن الذرات (الكتلة) لضمان موازنة متكاملة.

6-  شحنة الأتزان. أضف e- الإلكترونات إلى جانب واحد من كل نصف تفاعل لموازنة الشحنة. قد تحتاج إلى مضاعفة الإلكترونات في نصفي التفاعل للوصول إلى حالة الأتزان. يمكنك تغيير المعامِلات على طرفي المعادلة.

7-  اجمع نصفي التفاعل معًا. افحص المعادلة النهائية للتأكد من أنها متوازنة. يجب أن تلغي الإلكترونات الموجودة على طرفي المعادلة الأيونية.

8-  تحقق مرة أخرى من اجابتك! تأكد من وجود أعداد متساوية لكل نوع من الذرات على طرفي المعادلة. تأكد من أن الشحنة الكلية هي نفسها في كلا طرفي المعادلة الأيونية.

9-  إذا حدث التفاعل في محلول قاعدي ، أضف عددًا مساويًا من ايونات الهيدروكسيد OH- لايونات الهيدروجين H+  قم بعمل هذا الشيء لكلا طرفي المعادلة واجمع أيونات H+ و OH- لتشكيل  H2O

10-  تأكد من الإشارة إلى حالة المادة لكل نوع. حيث يرمز للمادة الصلبة بـ (s) ، و للمادة السائلة بـ (l) ، وللمادة الغازية بـ (g) ، وللمحلول المائي بـ (aq).

11-  تذكر أن صافي المعادلة الأيونية المتوازنة تصف فقط الأنواع الكيميائية التي تشارك في التفاعل. ولا تشمل المواد الإضافية من المعادلة.

 

 

مثال على المعادلة الأيونية

صافي المعادلة الأيونية للتفاعل الذي نحصل عليه عند خلط 1M  من HCl و 1M  من NaOH هو:

 

H +(aq) + OH -(aq) → H 2O(l) 

على الرغم من وجود الصوديوم والكلور في التفاعل ، لا تتم كتابة أيونات Cl- و Na+ في المعادلة الأيونية الصافية لأنها لا تشارك في التفاعل.

 

 

قواعد الذوبان في محلول مائي

• جميع النترات قابلة للذوبان.

• جميع الأسيتات قابلة للذوبان باستثناء أسيتات الفضة )AgC 2H 3O 2( ، وهي قابلة للذوبان بشكل قليل.

• جميع الكلوريدات والبروميدات واليود قابلة للذوبان باستثناء:

Ag +, Pb +, and Hg 2 2+. PbCl 2

          قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء الساخن وقابل للذوبان بشكل قليل في الماء البارد.

• جميع الكبريتات قابلة للذوبان باستثناء كبريتات

Pb 2+, Ba 2+, Ca 2+, and Sr 2+

• جميع الهيدروكسيدات غير قابلة للذوبان باستثناء عناصر المجموعة 1 

Ba 2+, and Sr 2+. Ca(OH) 2

          قابل للذوبان بشكل طفيف.

• جميع الكبريتيدات غير قابلة للذوبان باستثناء عناصر المجموعة 1 وعناصر المجموعة 

NH 4 +

• تتحلل كبريتيدات

                        Al 3+ and Cr 3+

          بالماء وترسب في صورة هيدروكسيدات.

• معظم أملاح أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والأمونيوم قابلة للذوبان في الماء. هناك بعض الاستثناءات.

• الكربونات والفوسفات غير قابلة للذوبان ، باستثناء تلك التي تتكون من

Na +, K +, and NH 4 +

           معظم الفوسفات الحامضيه قابله للذوبان.

 

 

 

المصادر

1.       Thorne, Lawrence R. (2010). "An Innovative Approach to Balancing Chemical-Reaction Equations: A Simplified Matrix-Inversion Technique for Determining the Matrix Null Space". Chem. Educator. 15: 304–308. arXiv:1110.4321.

2.       Holmes, Dylan (2015). "The null space's insight into chemical balance". Dylan Holmes. Retrieved Oct 10, 2017.

3.       James E. Brady; Frederick Senese; Neil D. Jespersen (December 14, 2007). Chemistry: matter and its changes. John Wiley & Sons. ISBN 9780470120941. LCCN 2007033355.