[興倫智能課堂] 化學反應式

第四節離子反應式

在熔融狀態或溶液中，離子化合物的陽離子和陰離子是獨立存在。而在部分化學反應中，並不是所有的離子都會參與。

例如，在硝酸銀溶液和鋅的置換反應中，

\[\ce{2AgNO3 (aq) + Zn (s) -> 2Ag (s) + Zn(NO3)2 (aq)}\]

每個鋅原子失去兩個電子，轉變成鋅離子；每個銀離子得到一個電子，轉變成銀原子；而硝酸根離子並未參與反應。

\[\begin{align} \ce{ Zn (s) & -> Zn^{2+} (aq) + 2e^{-}} \\ \ce{ Ag^{+} (aq) + e^{-} & -> Ag} \end{align}\]

為了簡明清晰地表示哪些離子發生了變化，化學家常使用離子反應式來描述離子的反應。

我們以硝酸銀溶液和鋅的反應為例，說明離子反應式的書寫方法。

1. 寫出平衡的化學反應式。

\[\ce{2AgNO3 (aq) + Zn (s) -> 2Ag (s) + Zn(NO3)2 (aq)}\]

2. 將以熔融狀態或溶液形式存在的離子化合物改寫為離子的形式。

在這個反應中，硝酸銀和硝酸鋅是以溶液形式存在的。

\[\color{blue}{\ce{2AgNO3 (aq)}} \ce{+ Zn (s) -> 2Ag (s) + }\color{blue}{\ce{Zn(NO3)2 (aq)}}\]

因此，反應式改寫成：

\[\color{blue}{\ce{2Ag+ (aq) + 2NO3^{-} (aq)}} \ce{ + Zn (s) -> 2Ag (s) + } \color{blue}{\ce{Zn^{2+} (aq) + 2NO3^{-} (aq)}}\]

在改寫時需注意：

位於化學式前面的係數對陰陽離子同時起作用，故反應式左側的銀離子和硝酸根離子的前面都要寫上 \(2\)。而化學式的下標數字只對所屬離子起作用，因此，反應式右側的硝酸根離子前面的係數為 \(2\)，鋅離子的係數則為 \(1\) (係數 “\(1\)” 通常省略不寫)。
改寫前後，各離子的物態符號保持不變。

3. 消去在反應式兩側沒有變化的離子，即得到平衡的離子反應式。

明顯地，在反應式兩側，硝酸根離子沒有變化，即硝酸根離子沒有參與反應。

\[\ce{2Ag+ (aq) + }\color{magenta}{\ce{2NO3^{-} (aq)}} \ce{ + Zn (s) -> 2Ag (s) + Zn^{2+} (aq) +}\color{magenta}{\ce{2NO3^{-} (aq)}}\]

將其從反應式中消去，即得到離子反應式：

\[\ce{2Ag+ (aq) + Zn (s) -> 2Ag (s) + Zn^{2+} (aq) }\]

注意：和化學反應式類似，在平衡的離子反應式兩側，各種原子的數目完全一致，並且，反應式兩側的電荷數亦相等！