نسخة الفيديو النصية
يتفاعل الزنك مع حمض الكبريتيك المخفف لتكوين كبريتات الزنك المائية وغاز الهيدروجين. لا تندرج أيونات الكبريتات في المعادلة الأيونية الكلية لهذا التفاعل. ماذا يطلق على الأيونات من هذا النوع التي لا تندرج في المعادلات الأيونية؟
تطلب منا هذه المسألة تسمية الأيونات التي لا تندرج في معادلة أيونية كلية، وهي في هذه الحالة أيونات الكبريتات.
لحل هذه المسألة، دعونا أولًا نكتب معادلة جزيئية موزونة. على يسار سهم التفاعل، سنكتب المتفاعلات وهي الزنك وحمض الكبريتيك. الرمز الكيميائي للزنك هو Zn ورمز حالته s، لأن الزنك عنصر صلب من الفئة d. لكتابة صيغة حمض الكبريتيك، علينا توضيح أن الأحماض تحتوي على أيونات الهيدروجين H+. كما يحتوي هذا الحمض على أيون الكبريتات SO4 2−. ومن ثم، فإن الصيغة الكيميائية لجزيء حمض كبريتيك متعادل هي H2SO4. وسنضيف رمز الحالة aq؛ لأنه مخفف بالماء.
والآن، هيا نكتب النواتج التي ستكون على يمين سهم التفاعل وهي كبريتات الزنك المائية وغاز الهيدروجين. لكتابة صيغة كبريتات الزنك، علينا توضيح أن أيون الزنك هو Zn2+ وأيون الكبريتات هو SO4 2−. لتكوين صيغة كيميائية متعادلة لكبريتات الزنك، فإن أيون زنك واحد سيوازن شحنة أيون كبريتات واحد. إذن، الصيغة ستكون ZnSO4. دعونا نتذكر إضافة رمز الحالة aq؛ لأن كبريتات الزنك مائية. يكتب غاز الهيدروجين على الصورة H2؛ لأنه ثنائي الذرة ورمز حالته هو g.
نلاحظ أن المعادلة الجزيئية موزونة بالفعل، ومن ثم لا داعي لإضافة أي معاملات. وبما أننا كتبنا معادلة جزيئية موزونة، يمكننا مناقشة قواعد تحويل هذه المعادلة إلى معادلة أيونية.
القاعدة الأولى التي سنناقشها هي أننا نعبر عن المركبات الأيونية المائية والأحماض المائية بدلالة أيوناتها المركبة. ونعبر عن هذه المركبات بدلالة أيوناتها؛ لأنها تتأين تلقائيًّا في الماء. إذن، في حمض الكبريتيك، ستكون الأيونات هي H+ وSO4 2−، مع الاحتفاظ برمز الحالة aq. بما أن لدينا أيوني هيدروجين، فسنضع المعامل اثنين أمام H+ في المعادلة الأيونية. في كبريتات الزنك، ستكون الأيونات هي Zn2+ وSO4 2−، مع الاحتفاظ برمز الحالة aq.
القاعدة الثانية التي سنناقشها هي أننا لا نغير وصف المواد الصلبة والسائلة والغازية؛ لأنها لا تتأين ذاتيًّا إلى أيونات. ومن ثم، لن يتغير Zn الصلب وغاز H2 في المعادلة الأيونية.
القاعدة الثالثة هي ترك المركبات التساهمية المائية التي ليست أحماضًا كما هي؛ لأنها لا تتفكك في الماء، وهو ما لا ينطبق على هذه المعادلة.
بالنسبة إلى القاعدة الأخيرة، نبسط ما تبقى عن طريق إزالة أي نوع متماثل من الأيونات في كلا جانبي المتفاعلات والنواتج. الأيون الوحيد الذي يظهر متماثلًا في كلا الجانبين هو أيون الكبريتات، SO4 2−. ولذلك، سنحذفه من المعادلة الأيونية. لا تشارك أيونات الكبريتات في هذا التفاعل وتسمى أيونات متفرجة. هذه الأيونات، مثل أيونات الكبريتات، يكون لها رمز الحالة نفسه خلال عملية التفاعل الكيميائي، ولا تظهر في المعادلة الأيونية الكلية.
إذن، اسم الأيونات غير المدرجة في المعادلات الأيونية الكلية هو الأيونات المتفرجة.
