Vidéo de la leçon: Les équations ioniques Chimie

Transcription de la vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à convertir les équations moléculaires en équations ioniques nettes, en identifiant les ions spectateurs qui ne participent pas à la transformation chimique. Le nitrate de plomb(II) et l’iodure de potassium sont tous deux des poudres blanches, et lorsque nous les mélangeons avec de l’eau, nous obtenons deux solutions incolores. Mais si nous mélangeons ces deux solutions ensemble, la solution deviendra jaune vif en raison de la formation d’un solide jaune. Si nous regardons notre équation chimique équilibrée, nous pouvons voir que le solide qui se forme, que nous appelons un précipité, est de l’iodure de plomb(II). Notre autre produit est du nitrate de potassium. Mais prenons un moment pour réfléchir à ce qui se passe ici au niveau atomique.

Lorsque nous avons des substances ioniques dissoutes dans l’eau, ce qui est indiqué par le symbole de l’état « aq » ou aqueux, la substance ionique est décomposée suivant les ions qui la constituent, de sorte que le nitrate de plomb(II) devient des ions plomb deux plus et des ions nitrate en solution. Donc, si nous devions regarder à l’intérieur notre milieu réactionnel à l’échelle microscopique immédiatement après avoir mélangé les deux solutions, nous verrions des ions plomb deux plus, des ions nitrate, des ions potassium et des ions iodure. Nous ne verrions en fait plus de nitrate de plomb(II), ni d’iodure de potassium restant, bien qu’il puisse y avoir quelques morceaux non dissous ici et là. Bien sûr, dès que nous mélangeons nos solutions, les ions dans la solution commencent à entrer en collision et à réagir pour former nos produits.

Lorsque les ions plomb et les ions iodure entrent en collision, ils réagissent entre eux pour former le produit iodure de plomb(II). Mais notre autre produit, le nitrate de potassium, est toujours aqueux, ce qui signifie qu’il est toujours divisé en ions potassium et en ions nitrate dans la solution finale. Donc, si nous comparons notre milieu réactionnel avant et après la réaction, les ions potassium et les ions nitrate n’ont pas réellement participé à la réaction chimique, tandis que les ions plomb et les ions iodure ont réagi pour former de l’iodure de plomb(II). Nous appelons donc ces deux ions potassium et nitrate des ions spectateurs, parce qu’ils n’ont pas participé à la transformation chimique de la réaction. Ils ont en fait juste regardé la transformation chimique se produire dans le milieu réactionnel, tout comme les spectateurs du public d’un match.

Donc, cette façon d’écrire l’équation chimique n’est peut-être pas la plus utile pour montrer ce qui se passe dans cette réaction. Lorsque nous écrivons une équation chimique comme cela, cela s’appelle une équation moléculaire. Les équations moléculaires montrent toutes les espèces chimiques intactes, en utilisant leurs formules moléculaires, même si elles sont dissociées en ions. Il existe une autre façon d’écrire l’équation chimique d’une réaction, à savoir l’équation ionique. Dans l’équation ionique, nous divisons simplement toutes les espèces chimiques aqueuses en ions.

Écrivons donc l’équation ionique pour cette réaction. Notre première espèce chimique, le nitrate de plomb(II), serait décomposée en ions plomb plus deux et en ions nitrate. Il ne faut pas oublier le deux ici, car il y a deux unités de nitrate dans une unité de Pb(NO3)2. Ensuite, il y a l’iodure de potassium, qui serait décomposé en ions potassium et en ions iodure. Ensuite, nous avons nos produits. Le premier est l’iodure de plomb(II), qui est un solide, donc nous ne le diviserons pas en ions et nous le laisserons tranquille. Ensuite, nous avons notre produit final, le nitrate de potassium, qui est divisé en ions potassium et en ions nitrate.

Lorsque nous regardons notre équation ionique, nous pouvons voir que nous avons des ions potassium et des ions nitrate des deux côtés de l’équation chimique, ce que nous avons vu précédemment. Nous pouvons également voir que les ions plomb et les ions iodure s’assemblent chimiquement pour former de l’iodure de plomb(II). Maintenant, si nous retirons les ions spectateurs de notre équation ionique, nous nous retrouverons avec l’équation ionique nette. Rappelez-vous, nos ions spectateurs sont ceux qui apparaissent des deux côtés de l’équation chimique, les ions nitrate et potassium. Donc, enlever ceux-ci de nos réactifs nous laisse avec le plomb deux plus et 2I-, et les enlever de nos produits nous laisse juste avec de l’iodure de plomb(II). Donc, en éliminant les ions spectateurs, nous supprimons les ions qui ne participent pas à la transformation chimique. Ainsi, l’équation ionique nette ne nous montre que la transformation chimique qui se produit dans notre réaction.

Écrire des équations ioniques nettes implique toujours de supprimer les ions spectateurs, mais nous devrons toujours nous rappeler d’inclure les espèces chimiques qui sont des solides, des liquides et des gaz dans notre équation ionique nette, car elles ne seront jamais décomposées en ions.

Maintenant, j’ai mentionné que l’équation ionique nette est utile car elle ne nous montre que la transformation chimique qui se produit réellement dans la réaction. Pour voir pourquoi cela est utile, examinons une autre réaction. Dans cette réaction, nous avons de l’acétate de plomb(II) qui réagit avec de l’iodure de sodium pour former de l’iodure de plomb(II) et de l’acétate de sodium. Nous pouvons voir qu’il y a des espèces chimiques aqueuses dans cette réaction, il serait donc probablement utile d’écrire l’équation ionique nette.

Notre première étape sera d’écrire l’équation ionique. Parce que notre première espèce chimique est aqueuse, elle se décompose suivant les ions dont elle est constituée, les ions plomb(II) plus et les ions acétate. Ensuite, nous avons l’iodure de sodium, qui est également aqueux, il sera donc divisé en ions sodium et iodure. Notre premier produit est l’iodure de plomb(II). Comme il s’agit d’un solide, il restera intact. Nous ne le diviserons pas en ions. Mais notre prochain produit étant aqueux, nous allons le diviser en ions sodium et acétate.

Il est maintenant temps de créer l’équation ionique nette en supprimant les ions spectateurs. En regardant notre équation ionique, nous pouvons voir que nous avons deux ions sodium des deux côtés de l’équation, et deux ions acétate des deux côtés de l’équation. Donc, ce sont nos ions spectateurs. Nous pouvons créer notre équation ionique nette en les retirant de l’équation ionique. Cela nous laissera avec le plomb deux plus plus 2I- réagissent pour former de l’iodure de plomb(II).

Donc, ces deux réactions ont la même équation ionique nette, ce qui signifie que la transformation chimique dans les deux réactions est le même, ce qui n’est pas quelque chose que nous aurions pu trouver en regardant seulement l’équation moléculaire de ces deux réactions. Alors, maintenant que nous savons élaborer des équations ioniques et identifier les ions spectateurs afin de pouvoir créer une équation ionique nette, essayons de nous entraîner avec quelques problèmes.

Quelle est la composition ionique de la formule chimique CuSO4 aqueux?

Nous pouvons voir que le symbole de l’état dans cette formule chimique est « aq » ou aqueux, ce qui signifie que cette substance est dissoute dans l’eau. Lorsque les substances ioniques sont dissoutes dans l’eau, elles se décomposent suivant les ions chargés positivement et négativement qui les constituent. Donc, si nous voulons établir la forme ionique pour la formule CuSO4 aqueux, nous devons déterminer de quoi sont composés les ions CuSO4. Eh bien, Cu est le symbole du cuivre. Le cuivre forme des ions chargés positivement, mais il peut former des ions de plusieurs charges différentes. Nous devrons donc déterminer quelle est sa charge en regardant l’autre ion dans cette formule.

Le SO4 est l’ion polyatomique sulfate, qui a la charge de deux moins. Cela signifie donc que pour que ce composé ait une charge neutre globale, le cuivre doit avoir une charge de deux plus, ce qui signifie que ce composé est du sulfate de cuivre(II). Bien sûr, il ne faut pas oublier les symboles des états puisque ces ions sont toujours dans l’eau. Ainsi, la composition ionique de la formule chimique CuSO4 aqueux est Cu2+ aqueux plus SO42- aqueux.

Alors maintenant que nous sommes sûrs de pouvoir établir la composition ionique à partir des formules chimiques, mettons cette compétence à l’épreuve et identifions certains ions spectateurs dans une équation.

Une réaction d’oxydoréduction (redox) est décrite par l’équation Mg solide plus CuSO4 aqueux réagissent pour former MgSO4 aqueux plus Cu solide. En incluant le symbole de l’état, identifiez l’ion spectateur dans cette réaction.

La réaction dans cette question, où le magnésium métallique solide réagit avec le sulfate de cuivre(II) pour former du sulfate de magnésium et du cuivre métallique, est un exemple de réaction redox qui implique un transfert d’électrons. Mais le fait que cette réaction soit une réaction redox n’est pas important pour répondre à cette question, puisque tout ce que nous avons été chargés de faire est d’identifier un ion spectateur. Un ion spectateur est un ion qui ne participe pas à la transformation chimique dans une réaction.

Pour identifier ces ions spectateurs, nous devons d’abord écrire la forme ionique de toutes les espèces chimiques impliquées dans cette réaction. Nous pouvons remarquer que certaines des espèces chimiques impliquées dans cette réaction, le sulfate de cuivre et le sulfate de magnésium, sont aqueuses. Lorsque nous avons une substance ionique qui est aqueuse, cela signifie qu’elle est divisée suivant les ions qui la composent. Alors passons en revue notre équation chimique et dissocions tout en ions.

Notre premier réactif est le magnésium métallique. Comme il s’agit d’un solide, nous n’avons pas à nous en occuper. Vient ensuite le sulfate de cuivre(II), qui devrait être dissocié en l’ion cuivre deux plus et en l’ion sulfate deux moins. Notre premier produit est le sulfate de magnésium, qui serait dissocié en l’ion magnésium deux plus et l’ion sulfate deux moins. Et notre produit final est du cuivre solide. Encore une fois, puisque c’est un solide, nous le laissons tranquille. Maintenant que nous avons écrit notre équation chimique avec tout ce qui peut l’être, dissocié en ions (ce qui est appelé une équation ionique), nous pouvons identifier notre ion spectateur. Puisqu’un ion spectateur ne participe pas à la transformation chimique, il sera le même du côté des réactifs et du côté des produits de notre réaction.

Nous pouvons voir que l’ion sulfate est du côté des réactifs et du côté des produits. Donc, cela doit être notre ion spectateur. Donc, l’ion spectateur est un sulfate ou SO42-. Et n’oublions pas le symbole de l’état, qui est aqueux.

Quelle est l’équation ionique nette pour la neutralisation entre l’ammoniaque et l’acide chlorhydrique? NH4OH aqueux plus HCl aqueux réagissent pour former NH4Cl aqueux plus H2O liquide. (A) H+ aqueux plus OH- aqueux réagissent pour former H20 liquide. (B) NH4+ aqueux plus H+ aqueux plus OH- aqueux réagissent pour former du NH4+ aqueux plus H2O liquide. (C) NH4+ aqueux plus OH- aqueux réagissent pour former du NH3+ aqueux plus H2O liquide. (D) NH4+ aqueux plus Cl- aqueux réagit pour former du NH4Cl aqueux. (E) H+ aqueux plus H20 liquide réagit pour former H3O+ aqueux.

L’équation ionique nette pour une réaction est un moyen d’exprimer l’équation chimique avec tous les ions spectateurs supprimés. Les ions spectateurs sont des ions impliqués dans une réaction, qui ne participent pas réellement à la transformation chimique. Pour les identifier, nous allons d’abord devoir séparer tous ces réactifs et produits aqueux suivant les ions qui les composent, car lorsqu’une espèce ionique est aqueuse, elle se décompose suivant les ions dont elle est constituée. Je vais effacer les choix de réponse afin que nous ayons de la place pour tout écrire.

Notre première espèce chimique, l’hydroxyde d’ammonium (ou ammoniaque), est aqueuse. Elle se décompose en ions NH4+ (ou ion ammonium), et en ions OH- (ou ion hydroxyde) lorsqu’elle est en solution. Notre prochain réactif est l’acide chlorhydrique. Comme il est aqueux, il se décompose en ions hydrogène et en ions chlorure lorsqu’il est dissous dans l’eau. Passons maintenant au côté produit de la réaction. Notre premier produit, le chlorure d’ammonium, est également aqueux, il sera donc dissocié en ions NH4+ et en ions Cl-. Notre produit final est de l’eau. Puisque l’eau est un liquide, elle ne se décompose pas en ions, nous allons donc la laisser tranquille. Cette équation avec laquelle nous nous sommes retrouvés s’appelle l’équation ionique, car elle montre toutes les espèces chimiques impliquées dans la réaction dissociées suivant les ions qui les composent.

Maintenant que nous avons notre équation ionique, nous pouvons identifier les ions spectateurs dans cette réaction. Puisque les ions spectateurs ne participent pas à la transformation chimique, ils apparaîtront à la fois du côté réactif et du côté produit de la réaction. En examinant nos réactifs et nos produits, nous pouvons voir que l’ammonium apparaît à la fois du côté des réactifs et du côté des produits, tout comme l’ion chlorure. Donc, si nous supprimons ces ions spectateurs, nous nous retrouverons avec une équation ionique nette pour cette réaction. Du côté des réactifs, la suppression des ions spectateurs nous laisse juste avec des ions OH- et H+. Et du côté des produits, il ne nous reste que de l’eau. Il s’agit donc de l’équation ionique nette de la réaction. OH- aqueux plus H+ aqueux réagit pour former H20 liquide. Alors maintenant, si nous ramenons nos choix de réponses, nous pouvons voir que l’équation ionique nette que nous avons trouvée correspond au choix de réponse (A).

Maintenant, résumons tout ce que nous avons appris avec les points clés. Les ions spectateurs sont des ions impliqués dans une réaction chimique, qui ne participent pas à la transformation chimique. Nous pouvons identifier nos ions spectateurs dans une équation moléculaire, qui utilise des formules moléculaires pour tous les réactifs et produits même s’ils sont en fait dissociés en ions, en créant une équation ionique qui montre toutes les substances ioniques solubles comme décomposées suivant les ions dont elles sont constituées. Si nous retirons ces ions spectateurs de l’équation ionique, il nous restera l’équation ionique nette, qui montre la transformation chimique qui se produit réellement dans la réaction.