רמה גבוהה: שמירת מטען במשוואות יוניות וחצי-משוואות
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| half equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | משוואת חצי |
| spectator ion/spekˈteɪtə ˈaɪɒn/ | יון צופה |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- רמה גבוהה: משוואה יכולה לשמר אטומים בעוד שלא שומרת על מטען חשמלי. תגובות יוניות זקוקות לשתי הבדיקות, ומשוואה למחצה מראה במפורש העברת אלקטרונים.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- משוואה יונית מייצגת יונים מגיבים ומשמדת יוני צופים שנשארים ללא שינוי. עבור תמיסת ניترات ארגנטן ממימית ונתרן כלוריד, Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s) מתאר המשקע; Na⁺ ו-NO₃⁻ נשארים בתמיסה. משוואה למחצה מראה איבוד או קבלת אלקטרונים: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻ היא חמצון, בעוד Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu היא היד reduction. אלקטרונים נושאים מטען שלילי.
- משוואה למחצה: משוואה המראה איבוד או קבלת אלקטרונים לתהליך חמצון או היד reduction אחד; יון צופה: יון שאינו משתנה בשני צדי התגובה ומושמד מהמשוואה היונית הניטורלית.
איזו משוואת חצי מאזנת גם אטומי Mg וגם מטען?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חמצון מאבד אלקטרונים: Mg -> Mg2+ + 2e- מאזן גם אטומים (1:1) וגם מטען (0 = +2 + 2(-1)). הנחת אלקטרונים בצד שמאל, או אלקטרון אחד בלבד, מפגעת באיזון המטען.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- במשוואה למחצה של מגנזיום, סך המטען בצד ימין הוא +2 − 2 = 0, תואם למגנזיום ניטרלי. בהיד reduction של נחושת, +2 − 2 = 0 בצד שמאל, תואם לנחושת ניטרלית. ניטרליזציה יכולה להיות מיוצגת כ-H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l); המטען הניטורלי הוא אפס בשני הצדדים. מספרי אלקטרונים חייבים להתאים כאשר משלבנים משוואות למחצה כך שלא יישארו אלקטרונים חופשיים בתגובה הכוללת.
- תחילה כתוב את היונים הרלוונטיים והתוצרים, ואז איזן אטומים ומטען בנפרד. עבור משוואה מימית מלאה, פרוק אלקטרוליטים חזקים ממיסים לתוך היונים שלהם והסר רק מינים זהים הנמצאים בשני הצדדים. שמור על משקעים מוצקים, מים וצורות מולקולריות אחרות שאינן משתנות בהתאם. השתמש במטעני יונים הנתונים; המשוואה אינה רשות למצוא מטען חדש.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: חמצון אלומיניום הוא Al → Al³⁺ + 3e⁻. שני אטומי אלומיניום משחררים לכן שישה אלקטרונים: 2Al → 2Al³⁺ + 6e⁻. שלושה יוני Cu²⁺ מקבלים את אותם שישה אלקטרונים: 3Cu²⁺ + 6e⁻ → 3Cu. משולב: 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu. לשני הצדדים יש מטען כולל של +6.
כמה אלקטרונים משוחררים כאשר שלושה אטומי Al יוצרים כל אחד Al³⁺? השתמש באותו רצף: כמות ידועה → דגם → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
כמה אלקטרונים משוחררים כאשר שלושה אטומי אלומיניום כל אחד יוצרים Al³⁺?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 9 אלקטרונים. ידוע: כל אטום Al מאבד 3 אלקטרונים ויוצר Al3+. עבור שלושה אטומי אלומיניום: 3 x 3 = 9 אלקטרונים משוחררים. המשוואה החצי-שוויונית Al -> Al3+ + 3e- מספקת את היחס לכל אטום.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- אלקטרונים מופיעים בצד התוצרים בחמצון ובצד המגיבים בהיד reduction. יוני צופה קיים כימית גם אם הושמד מהמשוואה הניטורלית. טיפול זה ברמה גבוהה בלבד אינו הופך ספירת אטומים ברמת בסיס, חישובים של איזוטופים או מסה אטומית יחסית לרמה גבוהה בלבד.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
משוואה יונית צריכה לשמור רק על אטומים, לא על מטען. טענה זו שגויה: משוואה יונית חייבת לשמור גם על אטומים וגם על מטען. ספירת אטומים בלבד מאפשרת למשוואה בלתי אפשרית לעבור - איזון מטען הוא מה שמחייב את המספר הנכון של אלקטרונים.
רמה גבוהה: שמירת מטען במשוואות יוניות ולמחצה: במשוואה למחצה של מגנזיום, סך המטען בצד ימין הוא +2 − 2 = 0, תואם למגנזיום ניטרלי. בהיד reduction של נחושת, +2 − 2 = 0 בצד שמאל, תואם לנחושת ניטרלית. ניטרליזציה יכולה להיות מיוצגת כ-H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l); המטען הניטורלי הוא אפס בשני הצדדים. מספרי אלקטרונים חייבים להתאים כאשר משלבנים משוואות למחצה כך שלא יישארו אלקטרונים חופשיים בתגובה הכוללת.
משוואה יונית צריכה לשמר רק אטומים, ולא מטען.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
משוואה יונית חייבת לשמר גם אטומים וגם מטען. ספירת אטומים בלבד מאפשרת למשוואה בלתי אפשרית לעבור - איזון המטען הוא מה שמחייב את מספר האלקטרונים הנכון.
משוואה המראה איבוד או רכישה של אלקטרונים לתהליך חמצון או חיזור אחד: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
משוואת חצי פירושו משוואה המראה איבוד או רכישה של אלקטרונים לתהליך חמצון או חיזור אחד.