描述溶液的反應—淨離子方程式

化學原理啟迪48

1.     這個章節我們將討論溶液中的化學反應的各種方程式。例如，當我們把鉻酸鉀和硝酸鋇溶液混合在一起，會發生化學反應，形成沈澱物（BaCrO4）和溶解的硝酸鉀。依據這樣的描述，我們寫出以下的分子方程式：

K2CrO4(aq)+Ba(NO3)2(aq) →  BaCrO4(s)+2KNO3(aq)

2.     雖然這個方程式顯示這個反應的反應物與產物，但是它並沒有把溶液中實際發生的狀況描述清楚。

3.     如同我們從分子方程式中知道的，鉻酸鉀溶液、硝酸鋇溶液和硝酸鉀溶液裡面是獨立的離子，不是分子。所以完整的離子方程式是比較能夠呈現溶液中反應物和產物的真實情況：

2K⁺(aq)＋CrO4 ^2-(aq) ＋Ba²⁺(aq)＋2NO^3-(aq)

→BaCrO4(s)+2K⁺(aq)＋2NO3^-(aq)

4.     在一個完整的離子方程式中，所有強電解質都用「離子」來表現。

5.     完整的離子方程式顯示只有部分離子參與反應。溶液裡的鉀離子K⁺和硝酸根離子NO3^-，不論反應前或反應後都一樣；這些離子並沒有直接參與反應，稱為「旁觀離子spectator ions」。

6.     參與反應的離子是Ba²⁺ 和CrO4 ^2-離子，它們結合形成BaCrO4：

Ba²⁺ (aq)＋ CrO4 ^2- (aq) → BaCrO4(s)

7.     這個方程式稱為「淨離子方程式net ionic equation」，這裡只寫下溶液中直接參與反應的成分。

8.     描寫溶液的化學反應時，化學家通常會寫淨離子方程式，因為它點出參與反應變化的幾種物質，清楚說明實際上的反應物如何形成產物。

9.     【例題】寫出以下每一種反應的分子方程式、完整的離子方程式、淨離子方程式

a.把「氯化鉀」溶液加入「硝酸銀」溶液，會形成沈澱物「氯化銀」和硝酸鉀溶液。

b.氫氧化鉀和「硝酸鐵ironⅢ nitrate」溶液混合，會產生沈澱物「氫氧化鐵ironⅢ hydroxide」和硝酸鉀溶液。

10.  【解決】a.分子方程式

KCl(aq) ＋AgNO3(aq)→AgCl(s)＋KNO3(aq)

完整的離子方程式（再複習一次，離子分子只要一溶解在水中就會彼此分離）：

K⁺(aq)＋Cl^-(aq)＋Ag⁺(aq)＋NO3^-(aq)→AgCl(s)＋K⁺(aq)＋NO3^-(aq)

旁觀離子                      旁觀離子    固體  旁觀離子 旁觀離子

淨離子方程式，消掉旁觀離子就可獲得：

Cl^-(aq) + Ag⁺(aq) →AgCl(s)

11.  b.分子方程式

3KOH(aq) + Fe(NO3)3(aq)→Fe(OH)3(s) + 3KNO3(aq)

完整的離子方程式：

3K⁺(aq)+ 3OH^-(aq) + Fe³⁺(aq) + 3NO3^-(aq) →Fe(OH)3(s) +3K⁺(aq)+ 3NO3^-(aq)

淨離子方程式：

3OH^-(aq) + Fe³⁺(aq) → Fe(OH)3(s)

12.  【摘要】描述溶液化學反應的三種方程式：

13.  分子方程式提供整個計量化學反應的資訊，但是無法清楚指出溶液裡反應物形成產物的實際狀態。

14.  完整的離子方程式，用離子來凸顯，同屬強電解質的反應物和產物。

15.  淨離子方程式，指寫出溶液中參與化學變化的成分。旁觀離子不在其中。

翻譯編寫Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》

 

徐弘毅：

1.     二種溶液混在一起，產生沈澱物，這到底是誰造成的呢？

2.     分子方程式，把溶液裡所有的化學物質都列舉出來，表面上資訊很多很完整，但實際上，資訊太龐雜反而沒有凸顯出重點，因為，並不是所有溶液中的物質都參與沈澱反應。

3.     因此，應該用「淨離子方程式」來說明比較清楚。「淨離子方程式」把沒有參與反應的旁觀離子都刪除掉，只留下「參與反應的離子」與「沈澱物」，這才是沈澱反應的重點。

4.     一個對不斷實踐道理的人，他對道理會產生信仰。信仰的重點不是外在的光環，而是用道理來自我訓練；如果表演太多、太注意外在的掌聲，會模糊焦點。

5.     所以《聖經》耶穌說：你們要小心，不可將善事行在人的面前，故意叫他們看見，若是這樣，就不能得你們天父的賞賜了。所以，你施捨的時候，不可在你面前吹號，像那假冒為善的人在會堂裡和街道上所行的，故意要得人的榮耀。你施捨的時候，不要叫左手知道右手所作的，要叫你施捨的事行在暗中。你父在暗中察看，必然報答你。

6.     一個大師級人物追求長期「潛移默化」的影響力。所以，多數的時候是默默在做事，過著用道理自我訓練的生活。

7.     你們禱告的時候，不可像那假冒為善的人，愛站在會堂裡和十字路口上禱告，故意叫人看見。你禱告的時候，要進你的內屋，關上門。你們禱告，不可像外邦人，用許多重複話，他們以為話多了必蒙垂聽。

8.     做人應該要實實在在，不要做秀，不要炫耀，也不要挑釁別人，要用自己的專業素養、學問來服人；不要用詭詐來獲取利益，不抹黑栽贓別人，我們所做的每件事情，自己的良心會知道，上帝會知道，當代有學問的人也都會知道。

9.     你們饒恕人的過犯，你們的天父也必饒恕你們的過犯；你們不饒恕人的過犯，你們的天父也必不饒恕你們的過犯。

10.  做人要誠懇實在，別人有的優點、好處，要學習、要宣揚；別人犯錯時，交給法律來審判，千萬不可以盛氣凌人、指責別人；面對別人的抹黑，要「心平氣和」的說明。

11.  你們禁食的時候，不可像那假冒為善的人，臉上帶著愁容；因為他們把臉弄得難看，故意叫人看出他們是禁食。你禁食的時候，要梳頭洗臉，不叫人看出你禁食來。

12.  不要為了權力、名聲、私利奮鬥，不要為了權力做秀、賄選、拍廣告；要為學問、專業素養、歷史快樂地來努力奮鬥。

13.  不要為自己積儹財寶在地上；地上有蟲子咬，能銹壞，也有賊挖窟窿來偷。只要積儹財寶在天上。因為你的財寶在那裡，你的心也在那裡。

14.  一般的人都不知道自己的心在哪裡，不了解自己，我們必須要誠懇地計算，一天二十四小時當中，自己的心思意念放在什麼地方最多？最在意什麼？是美食嗎？是名聲光環嗎？是權力地位嗎？我們專心在什麼地方，就會在那個地方結出果實，然而，人做所有的事情都必須符合「道德良心」—古聖先賢的精神。