ප්‍රතික්‍රියා වර්ග, ද්‍රාව්‍යතා මාර්ගෝපදේශ සහ ශුද්ධ අයනික සමීකරණ

ජලීය ප්‍රතික්‍රියා පිටුපස ඇති ධාවක බල තුන

ද්‍රාවණ දෙකක් මිශ්‍ර කළ විට, ද්‍රාවණයෙන් අයන ඉවත් කරන හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය කරන යමක් තිබේ නම් පමණක් ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවේ. ප්‍රශ්න තුනක් අසන්න. එක් ද්‍රාවණයකින් කැටායනයක් සහ අනෙකෙන් ඇනායනයක් අඩු ද්‍රාව්‍යතාවක් ඇති සංයෝගයක් සාදයිද? අම්ලයක් භස්මයකට ප්‍රෝටෝනයක් මාරු කර ජලය හෝ තවත් දුබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍යයක් සාදයිද? කිසියම් පරමාණුවක ඔක්සිකරණ අංකය වෙනස් වී, ඉලෙක්ට්‍රෝන එක් විශේෂයකින් තවත් එකකට යයිද?

පළමු ප්‍රශ්නයට ඔව් යනු අවක්ෂේපන ප්‍රතික්‍රියාවකි, දෙවැන්නට ඔව් යනු අම්ල-භස්ම ප්‍රතික්‍රියාවකි, සහ තෙවැන්නට ඔව් යනු ඔක්සිහරණ ප්‍රතික්‍රියාවකි. HCO₃⁻(aq) + H⁺(aq) → H₂O(l) + CO₂(g) වැනි වායු සෑදෙන ප්‍රතික්‍රියා සාමාන්‍යයෙන් අම්ල-භස්ම යටතේ ගොනු කෙරේ, මන්ද පළමු පියවර ප්‍රෝටෝන මාරුවයි. දහනය සහ එක් ලෝහයක් තවත් ලෝහයකින් විස්ථාපනය කිරීම ඔක්සිහරණ ප්‍රතික්‍රියා වේ.

පවුල් එකිනෙක බැහැර නොවේ. ජලීය බේරියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සල්ෆියුරික් අම්ලය උදාසීන කරන විට, Ba(OH)₂(aq) + H₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2H₂O(l), එකම ප්‍රතික්‍රියාවේ ජලය සෑදෙන අතර අද්‍රාව්‍ය සල්ෆේටයක් අවක්ෂේප වේ.

කුමන විශේෂ අයන ලෙස ලිවිය යුතුදැයි තීරණය කිරීම

ශුද්ධ අයනික සමීකරණයක් රඳා පවතින්නේ ජලයේ වෙන් වූ අයන ලෙස පවතින ද්‍රව්‍ය මොනවාදැයි දැන ගැනීම මතය. ප්‍රබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍ය අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම සම්පූර්ණයෙන් විඝටනය වේ: ද්‍රාව්‍ය අයනික සංයෝග, ප්‍රබල අම්ල සහ ප්‍රබල භස්ම. ඒවා (aq) ලෙස ලේබල් කර ඇති විට අයන ලෙස ලියන්න. අනෙක් සියල්ල තම සූත්‍රය රඳවා ගනී: ඝන, ද්‍රව, වායු, දුබල අම්ල, දුබල භස්ම, සහ ග්ලූකෝස් වැනි අණුක ද්‍රාව්‍ය.

පොදු ප්‍රබල අම්ල වන්නේ HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO₄ සහ H₂SO₄ (එහි පළමු ප්‍රෝටෝනය සඳහා) ය. HF, ඇසිටික් අම්ලය (CH₃COOH) සහ කාබොනික් අම්ලය ඇතුළුව ඔබ සාමාන්‍ය රසායන විද්‍යාවේදී මුණගැසෙන අනෙක් සියලුම අම්ල පාහේ දුබල ලෙස සලකා, අණුවක් ලෙස තබා ගන්න. ප්‍රබල භස්ම වන්නේ 1 කාණ්ඩයේ හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සහ බර 2 කාණ්ඩයේ හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ය. ඇමෝනියා දුබල භස්මයක් වන අතර NH₃(aq) ලෙස පවතී.

සංයෝගයක් විඝටනය වන විට බහුපරමාණුක අයන නොබිඳී පවතී. ජලීය පොටෑසියම් ක්‍රෝමේට් මගින් 2K⁺(aq) සහ CrO₄²⁻(aq) ලැබේ, වෙන වෙනම පොටෑසියම්, ක්‍රෝමියම් සහ ඔක්සිජන් අයන නොවේ.

ද්‍රාව්‍යතා මාර්ගෝපදේශ යෙදීම

ද්‍රාව්‍යතා මාර්ගෝපදේශ කාමර උෂ්ණත්වයට ආසන්නයේ ජලයේ අයනික සංයෝග සඳහා නිරීක්ෂණය කළ රටා සාරාංශ කරයි. ද්‍රාව්‍ය යනු ප්‍රයෝජනවත් ප්‍රමාණයක් දියවන බවයි; අද්‍රාව්‍ය යනු සාමාන්‍ය රසායනාගාර සාන්ද්‍රණ වලදී අයන හමුවන විට ඝනයක් සෑදෙන තරම් ද්‍රාව්‍යතාව අඩු බවයි. කිසිදු අයනික සංයෝගයකට හරියටම ශුන්‍ය ද්‍රාව්‍යතාවක් නැත. පහත ලැයිස්තුව OpenStax Chemistry 2e, 4.2 කොටසේ වගුව 4.1 මත පදනම් වේ.

අවක්ෂේපයක් පුරෝකථනය කිරීමට, මිශ්‍ර කිරීමෙන් පසු ඇති සෑම අයනයක්ම ලැයිස්තුගත කර, සෑම කැටායනයක්ම එය සමඟ ආරම්භ නොවූ සෑම ඇනායනයක් සමඟ යුගල කරන්න. කිසියම් නව යුගලයක් අද්‍රාව්‍ය කාණ්ඩයකට වැටේ නම්, එම සංයෝගය අවක්ෂේප වේ. පොටෑසියම් නයිට්‍රේට් සහ සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණ මිශ්‍ර කිරීමේදී මෙන්, හැකි සෑම යුගලයක්ම ද්‍රාව්‍ය නම්, අයන සරලව සහජීවනය කරන අතර ශුද්ධ ප්‍රතික්‍රියාවක් නැත.

• 1 කාණ්ඩයේ කැටායන (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺) සහ NH₄⁺ සංයෝග ද්‍රාව්‍ය වේ.
• නයිට්‍රේට්, ඇසිටේට්, හයිඩ්‍රජන් කාබනේට් සහ ක්ලෝරේට් ද්‍රාව්‍ය වේ.
• ක්ලෝරයිඩ්, බ්‍රෝමයිඩ් සහ අයඩයිඩ් ද්‍රාව්‍ය වේ, Ag⁺, Hg₂²⁺ සහ Pb²⁺ ඒවා හැර.
• ෆ්ලෝරයිඩ් ද්‍රාව්‍ය වේ, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺ සහ Fe³⁺ ඒවා හැර.
• සල්ෆේට් ද්‍රාව්‍ය වේ, Ag⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺ සහ Sr²⁺ ඒවා හැර.
• කාබනේට්, ක්‍රෝමේට්, පොස්ෆේට් සහ සල්ෆයිඩ් අද්‍රාව්‍ය වේ, 1 කාණ්ඩයේ කැටායන සහ NH₄⁺ සමඟ ඒවා හැර.
• හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් අද්‍රාව්‍ය වේ, 1 කාණ්ඩයේ කැටායන සහ Ba²⁺ සමඟ ඒවා හැර; Ca(OH)₂ සහ Sr(OH)₂ ස්වල්ප වශයෙන් ද්‍රාව්‍ය වේ.

ශුද්ධ අයනික සමීකරණය පියවරෙන් පියවර ගොඩනැගීම

සෑම පියවරකටම හේතුවක් ඇත. අණුක සමීකරණය මුලින් තුලනය කිරීමෙන් පරමාණු ගණන සහතික වේ. ප්‍රබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍ය වෙන් කිරීමෙන් බීකරයේ සැබවින්ම ඇති දේ පෙන්වයි. ප්‍රේක්ෂක අයන කපා හැරීමෙන් දෙපැත්තේම වෙනස් නොවී පෙනී සිටින සහ වෙනසට සහභාගී නොවන විශේෂ ඉවත් කරයි.

ආරෝපණ පරීක්ෂාව පරමාණු ගණනයකින් මග හැරෙන වැරදි අල්ලා ගනී. ශුද්ධ අයනික සමීකරණයකට ශුන්‍ය නොවන මුළු ආරෝපණයක් තිබිය හැක, නමුත් පරමාණු මෙන්ම ආරෝපණයද සංස්ථිත බැවින් එම ආරෝපණය දෙපැත්තේම සමාන විය යුතුය.

• සෑම සූත්‍රයකම අවස්ථා සංකේතයක් සහිතව තුලිත අණුක සමීකරණය ලියන්න.
• සෑම (aq) ප්‍රබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍යයක්ම උපසර්ගයෙන් සහ සංගුණකයෙන් ගුණ කරමින් වෙන් වූ අයන ලෙස නැවත ලියන්න.
• දෙපැත්තේම වෙනස් නොවී පෙනෙන අයන කපා හරින්න. මේවා ප්‍රේක්ෂක අයන වේ.
• ඉතිරි සංගුණක කුඩාම පූර්ණ සංඛ්‍යා දක්වා ලඝු කරන්න.
• සෑම මූලද්‍රව්‍යයක්ම සහ මුළු ආරෝපණය තුලනය වන බව පරීක්ෂා කරන්න.

විසඳූ උදාහරණය: සිල්වර් ක්‍රෝමේට් අවක්ෂේප කිරීම

ඔබ 0.0850 mol/L පොටෑසියම් ක්‍රෝමේට් 18.0 mL අතිරික්ත ජලීය සිල්වර් නයිට්‍රේට් සමඟ මිශ්‍ර කරයි. නව යුගල වන්නේ CrO₄²⁻ සමඟ Ag⁺ සහ NO₃⁻ සමඟ K⁺ ය. රිදී 1 කාණ්ඩයේ කැටායනයක් නොවන බැවින්, රතු-දුඹුරු සිල්වර් ක්‍රෝමේට් අවක්ෂේප වේ; පොටෑසියම් නයිට්‍රේට් දියවී පවතී. අණුක සමීකරණය: 2AgNO₃(aq) + K₂CrO₄(aq) → Ag₂CrO₄(s) + 2KNO₃(aq). සම්පූර්ණ අයනික සමීකරණය: 2Ag⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq) + 2K⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq) → Ag₂CrO₄(s) + 2K⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq). K⁺ සහ NO₃⁻ කපා හැරීමෙන් ශුද්ධ අයනික සමීකරණය 2Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq) → Ag₂CrO₄(s) ලැබේ. ආරෝපණ පරීක්ෂාව: වම්පස 2(+1) + (−2) = 0, සහ දකුණුපස 0.

අවක්ෂේපයේ ස්කන්ධය සෙවීමට, දශම ස්ථාන දෙකකට වටකළ IUPAC සම්මත පරමාණුක බර භාවිත කරන්න: Ag 107.87, Cr 52.00, O 16.00. Ag₂CrO₄ හි මවුලික ස්කන්ධය 2(107.87) + 52.00 + 4(16.00) = 331.74 g/mol වේ. ක්‍රෝමේට් මවුල = 0.0180 L × 0.0850 mol/L = 1.53 × 10⁻³ mol, සහ ශුද්ධ අයනික සමීකරණයෙන් 1 mol CrO₄²⁻ ට 1 mol Ag₂CrO₄ ලැබේ. ස්කන්ධය = 1.53 × 10⁻³ mol × 331.74 g/mol = 0.508 g. මනින ලද රාශි දෙකටම සැලකිය යුතු ඉලක්කම් තුනක් ඇති බැවින් පිළිතුරටද තුනක් ඇත.

විසඳූ උදාහරණ: දුබල අම්ලයක් සහ ද්‍රාවණයක ලෝහයක්

ජලීය ඇසිටික් අම්ලය ජලීය සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි: CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(l). ඇසිටික් අම්ලය දුබල බැවින් අණුක ලෙස පවතින අතර, NaOH සහ සෝඩියම් ඇසිටේට් ප්‍රබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍ය වේ. Na⁺ කැපී ගිය පසු, ශුද්ධ අයනික සමීකරණය CH₃COOH(aq) + OH⁻(aq) → CH₃COO⁻(aq) + H₂O(l) වේ. නයිට්‍රික් අම්ලය පොටෑසියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සමඟ සසඳන්න, එහිදී ප්‍රතික්‍රියක දෙකම ප්‍රබල වන අතර ශුද්ධ අයනික සමීකරණය H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) දක්වා කුඩා වේ.

සිල්වර් නයිට්‍රේට් ද්‍රාවණයේ තැබූ නිකල් පටියක් රිදී ස්ඵටික වලින් ආවරණය වේ. නිකල් 0 සිට +2 දක්වාත්, රිදී +1 සිට 0 දක්වාත් යන බැවින් මෙය ඔක්සිහරණයකි; නයිට්‍රේට් ප්‍රේක්ෂකයෙකි. ශුද්ධ අයනික සමීකරණය Ni(s) + 2Ag⁺(aq) → Ni²⁺(aq) + 2Ag(s) වේ. 2 සංගුණකය අවශ්‍ය වන්නේ ආරෝපණය නිසා මිස පරමාණු නිසා නොවේ: Ni(s) + Ag⁺(aq) → Ni²⁺(aq) + Ag(s) සෑම මූලද්‍රව්‍යයක්ම තුලනය කරන නමුත් වම්පස මුළු ආරෝපණය +1 සහ දකුණුපස +2 වේ.

අයනික සමීකරණවල පොදු වැරදි සහ ඒවා අල්ලා ගන්නා ආකාරය

බොහෝ වැරදි පැමිණෙන්නේ ගණිතයෙන් නොව වැරදි විශේෂ ලිවීමෙනි. කිසිවක් කපා හැරීමට පෙර, සෑම සූත්‍රයක්ම සැබවින්ම ජලයේ වෙන් වූ අයන ලෙස පවතීදැයි විමසන්න.

අවසාන පරීක්ෂාවක් ලෙස, ශුද්ධ අයනික සමීකරණය භෞතික සිදුවීමක් ලෙස කියවන්න. රිදී අයන දෙකක් සහ ක්‍රෝමේට් අයනයක් ඝනයක් සාදන්නේ ඔබට බලා සිටිය හැකි දෙයකි; දිය වූ අයන හවුල්කරුවන් අතර හුවමාරු කරන සමීකරණයක් කිසිවක් විස්තර නොකරයි.

• දුබල අම්ලයක් බෙදීම: HF(aq) අණුක ලෙස පවතී. ඕනෑම අම්ලයක් ප්‍රබල අම්ල හය සමඟ සසඳන්න.
• අවක්ෂේපයක් බෙදීම: ඝනය අයනික වුවද (s) ලෙස ලේබල් කළ සූත්‍රයක් සම්පූර්ණව පවතී.
• බහුපරමාණුක අයනයක් කඩා දැමීම: NO₃⁻, SO₄²⁻ සහ CrO₄²⁻ නොබිඳී තබා ගන්න.
• උපසර්ග වැරදි ස්ථානගත කිරීම: K₂CrO₄ මගින් 2K⁺ ලැබේ; K₂⁺ අයනයක් නොමැත.
• රසදිය(I) Hg⁺ ලෙස සැලකීම: එය ද්වි පරමාණුක Hg₂²⁺ කැටායනය ලෙස පවතී.
• 4Ag⁺ + 2CrO₄²⁻ → 2Ag₂CrO₄ වැනි, සංගුණක ලඝු නොකර තැබීම.
• සෑම යුගලයක්ම ද්‍රාව්‍ය වන විට, ජලය, දුබල විද්‍යුත් විචඡේද්‍යයක් හෝ වායුවක් නොසෑදෙන විට, සහ කිසිවක් ඔක්සිකරණය හෝ ඔක්සිහරණය නොවන විට ශුද්ධ අයනික සමීකරණයක් ලිවීම. නිවැරදි පිළිතුර ප්‍රතික්‍රියාවක් නැත යන්නයි.