Come Scrivere un'Equazione Ionica Netta

Le equazioni ioniche nette sono un aspetto molto importante della chimica, dato che rappresentano solo le entità che vengono modificate all'interno di una reazione chimica. Normalmente, questo tipo di equazioni viene usato per le reazioni chimiche di ossidoriduzione (in gergo chiamate semplicemente reazioni redox), di doppio scambio e di neutralizzazione acido-base[1] I passaggi principali per ottenere un'equazione ionica netta sono tre: bilanciare l'equazione molecolare, trasformarla in un'equazione ionica completa (specificando per ogni specie chimica come esiste in soluzione), ottenere l'equazione ionica netta.

Parte 1 di 2:
Comprendere i Componenti di un'Equazione Ionica Netta
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    Comprendi la differenza fra molecole e composti ionici. Il primo passo per ottenere un'equazione ionica netta consiste nell'identificare i composti ionici coinvolti nella reazione chimica in oggetto. I composti ionici sono quelli che si ionizzano in una soluzione acquosa e possiedono una carica elettrica.[2] I composti molecolari sono composti chimici che non hanno una carica elettrica. I composti molecolari binari sono caratterizzati da due non-metalli e, a volte, vi si fa riferimento anche con il termine composti covalenti.[3]
    • I composti ionici possono essere costituiti da: elementi appartenenti ai metalli e ai non-metalli, metalli e ioni poliatomici o da ioni poliatomici multipli.
    • Se non sei certo della natura chimica del composto in oggetto, ricerca gli elementi che lo compongono all'interno della tavola periodica.[4]
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    Identifica il grado di solubilità del composto. Non tutti i composti ionici sono solubili in una soluzione acquosa e quindi non dissociabili nei singoli ioni che lo compongono. Prima di procedere oltre, devi quindi identificare la solubilità di ogni composto. Di seguito trovi un breve riepilogo delle principali regole di solubilità di un composto chimico. Per avere maggiori dettagli al riguardo e identificare le eccezioni a tali regole, fai riferimento ai grafici relativi alle curve di solubilità.[5]
    • Segui le regole descritte nell'ordine in cui vengono proposte di seguito:
    • Tutti i sali Na+, K+ e NH4+ sono solubili.
    • Tutti i sali NO3-, C2H3O2-, ClO3- e ClO4- sono solubili.
    • Tutti i sali Ag+, Pb2+ e Hg22+ non sono solubili.
    • Tutti i sali Cl-, Br- e I- sono solubili.
    • Tutti i sali CO32-, O2-, S2-, OH-, PO43-, CrO42-, Cr2O72- e SO32- non sono solubili con alcune eccezioni.
    • Tutti i sali SO42- sono solubili con alcune eccezioni.
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    Determina i cationi e gli anioni presenti nel composto. I cationi rappresentano gli ioni positivi del composto in oggetto e generalmente sono metalli. Gli anioni, al contrario, rappresentano gli ioni negativi del composto e normalmente sono non-metalli. Alcuni non-metalli sono in grado di formare cationi, mentre gli elementi appartenenti ai metalli generano sempre e solo cationi.[6]
    • Ad esempio, nel composto NaCl, il sodio (Na) è il catione a carica positiva perché è un metallo, invece il cloro (Cl) è un anione a carica negativa perché è un non-metallo.
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    Riconosci gli ioni poliatomici presenti nella reazione. Gli ioni poliatomici sono molecole con carica elettrica saldamente legate fra loro, che non si dissociano durante le reazioni chimiche.[7] È molto importante riconoscere tali elementi dato che possiedono una carica specifica e non si scompongono negli elementi individuali di cui sono costituiti. Gli ioni poliatomici possono avere sia carica positiva sia negativa.
    • Se stai frequentando un corso standard di chimica, molto probabilmente dovrai cercare di memorizzare alcuni degli ioni poliatomici più noti.
    • Alcuni degli ioni poliatomici più conosciuti includono: CO32-, NO3-, NO2-, SO42-, SO32-, ClO4- e ClO3-.[8]
    • Ovviamente ne esistono molti altri, che puoi trovare all'interno di un qualsiasi libro di chimica oppure eseguendo una ricerca nel web.[9]
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Parte 2 di 2:
Scrivere un'Equazione Ionica Netta
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    Bilancia completamente l'equazione molecolare. Prima di poter scrivere un'equazione ionica netta, devi essere certo di partire da un'equazione completamente bilanciata. Per bilanciare un'equazione chimica, devi sommare i coefficienti dei composti finché tutti gli elementi presenti in entrambi i membri non raggiungono lo stesso numero di atomi.
    • Prendi nota del numero di atomi incluso in ogni composto presente in entrambi i membri dell'equazione.
    • Aggiungi un coefficiente a ogni elemento, che non sia ossigeno o idrogeno, per bilanciare entrambi i membri dell'equazione.
    • Bilancia gli atomi di idrogeno.
    • Bilancia gli atomi di ossigeno.
    • Riconta nuovamente i numeri di atomi presenti in ogni membro dell'equazione per assicurarti che siano uguali.
    • Ad esempio, l'equazione Cr + NiCl2 --> CrCl3 + Ni diventa 2Cr + 3NiCl2 --> 2CrCl3 + 3Ni.
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    Identifica lo stato della materia di ogni composto presente nell'equazione. Spesso, all'interno del testo del problema, sarai in grado di identificare delle parole chiave che ti indicheranno lo stato della materia di ogni composto. Esistono comunque alcune regole utili per determinare lo stato di un elemento o di un composto.[10]
    • Se per un determinato elemento non viene fornito lo stato, utilizza quello indicato nella tavola periodica.
    • Se il composto viene descritto come una soluzione, puoi indicarla come soluzione acquosa (aq).
    • Se all'interno dell'equazione è presente dell'acqua, determina se il composto ionico è o non è solubile utilizzando una tavola di solubilità.[11] Se il composto in oggetto presenta un alto grado di solubilità, significa che è acquoso (aq), al contrario, se presenta un basso grado di solubilità, significa che è un composto solido (s).
    • Se all'interno dell'equazione non è presente dell'acqua, il composto ionico in oggetto è solido (s).
    • Se il testo del problema fa riferimento a un acido o a una base, questi elementi saranno acquosi (aq).
    • Prendiamo ad esempio la seguente equazione: 2Cr + 3NiCl2 --> 2CrCl3 + 3Ni. Il cromo (Cr) e il nichel (Ni), nella loro forma elementare, sono solidi. I composti ionici NiCl2 e CrCl3 sono solubili, quindi si tratta di elementi acquosi. Riscrivendo l'equazione di esempio otterremo ciò che segue: 2Cr(s) + 3NiCl2(aq) --> 2CrCl3(aq) + 3Ni(s).
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    Determina quali specie chimiche si dissoceranno (cioè si separeranno in cationi e anioni). Quando una specie o un composto si dissociano, significa che si scindono nei loro componenti positivi (cationi) e negativi (anioni). Questi sono i componenti che dovremo bilanciare per ottenere la nostra equazione ionica netta.
    • I solidi, i liquidi, i gas, i composti molecolari, i composti ionici con un basso grado di solubilità, gli ioni poliatomici e gli acidi deboli non si dissociano.
    • I composti ionici con un alto grado di solubilità (per individuarli utilizza le tavole di solubilità) e gli acidi forti si ionizzano al 100% (HCl(aq), HBr(aq), HI(aq), H2SO4(aq), HclO4(aq) e HNO3(aq)).[12]
    • Ricorda che, sebbene gli ioni poliatomici non si dissociano, se sono un componente di un composto ionico, si dissoceranno da quest'ultimo.
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    Calcola la carica elettrica di ognuno degli ioni dissociati. Ricorda che i metalli rappresentano gli ioni positivi (cationi), mentre i non-metalli rappresentano quelli negativi (anioni). Utilizzando la tavola periodica degli elementi, puoi determinare la carica elettrica di ogni elemento. Dovrai inoltre provvedere a bilanciare la carica di ogni ione presente all'interno del composto.
    • Nella nostra equazione di esempio l'elemento NiCl2 si dissocia in Ni2+ e Cl-, mentre il componente CrCl3 si dissocia in Cr3+ e Cl-.
    • Il nichel (Ni) ha una carica elettrica 2+ perché deve bilanciare il cloro (Cl), che, pur avendo una carica negativa, è presente con due atomi. Il cromo (Cr) ha una carica 3+ perché deve bilanciare i tre ioni negativi di cloro (Cl).
    • Ricorda che gli ioni poliatomici hanno una loro carica specifica.[13]
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    Riscrivi la tua equazione in modo che i composti ionici solubili presenti appiano suddivisi nei singoli ioni che li costituiscono. Qualsiasi elemento che si dissocia o si ionizza (acidi forti) si separerà semplicemente in due ioni distinti. Lo stato della materia rimarrà acquoso (aq) e dovrai essere certo che l'equazione ottenuta sia comunque bilanciata.
    • I solidi, i liquidi, i gas, gli acidi deboli e i composti ionici con un basso grado di solubilità non cambiano stato e non si separano nei singoli ioni che li costituiscono; quindi lasciali semplicemente come appaiono nella loro forma originale.
    • Le sostanze molecolari in soluzione si disperdono semplicemente, quindi in questo caso il loro stato diverrà acquoso (aq). Esistono 3 eccezioni a quest'ultima regola, in cui lo stato della materia non diventa acquoso in soluzione: CH4(g), C3H8(g) e C8H18(l).
    • Proseguendo con il nostro esempio, l'equazione ionica completa dovrebbe apparire come segue: 2Cr(s) + 3Ni2+(aq) + 6Cl-(aq) --> 2Cr3+(aq) + 6Cl-(aq) + 3Ni(s). Quando il cloro (Cl) non appare in un composto quest'ultimo non è biatomico, quindi possiamo moltiplicare il coefficiente per il numero di atomi che appaiono nel composto stesso. In questo modo otteniamo 6 ioni di cloro in entrambi i membri dell'equazione.
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    Rimuovi gli ioni detti "spettatori". Per farlo, cancella tutti gli ioni identici presenti in entrambi i membri dell'equazione. Puoi operare la cancellazione solo se gli ioni sono identici al 100% in entrambi i membri (carica elettrica, pedice, eccetera). Al termine della cancellazione riscrivi l'equazione omettendo tutte le specie rimosse.
    • Nel nostro esempio abbiamo 6 ioni spettatori di Cl- in entrambi i membri dell'equazione che possono quindi essere eliminati. A questo punto l'equazione ionica netta finale è la seguente: 2Cr(s) + 3Ni2+(aq) --> 2Cr3+(aq) + 3Ni(s).
    • Per eseguire una verifica del lavoro fatto ed essere certo della sua correttezza, la carica totale del lato reattivo dell'equazione ionica netta dovrebbe essere uguale alla carica totale presente nel lato del prodotto.
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ConsigliModifica

  • In tutte le equazioni che scrivi, ricordati di includere sempre tutti gli stati della materia per ognuna delle specie presenti. In caso contrario otterrai un voto inferiore.

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