Τι είναι η μοριακή εξίσωση;

Η μοριακή εξίσωση είναι ένας τύπος χημικής εξίσωσης που χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ιοντικές ενώσεις, αλλά στις οποίες οι ιοντικές ενώσεις αντιπροσωπεύονται από τον τύπο τους ως ουδέτερα μόρια και όχι ως αντίθετα φορτισμένα ιόντα.

Όταν εξισορροπούμε μια μοριακή εξίσωση, λαμβάνουμε υπόψη όλα τα χημικά είδη που υπάρχουν στο μέσο αντίδρασης, ακόμα κι αν δεν συμμετέχουν άμεσα στην εν λόγω αντίδραση. Κατά κάποιο τρόπο, η μοριακή εξίσωση αντιπροσωπεύει το αντίθετο άκρο της καθαρής ιοντικής εξίσωσης, στην οποία αναπαρίστανται μόνο τα ιόντα που συμμετέχουν στην αντίδραση και όχι τα ιόντα θεατή.

Σημασία της μοριακής εξίσωσης

Η μοριακή εξίσωση χαρακτηρίζεται από την αναπαράσταση των αντιδρώντων και των ιοντικών προϊόντων με τον τρόπο που θα λαμβάνονταν αν δεν ήταν σε διάλυμα, δηλαδή με τη μορφή ουδέτερων ιοντικών αλάτων. Υπό αυτή την έννοια, αυτές οι εξισώσεις είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για τη διεξαγωγή στοιχειομετρικών υπολογισμών που σχετίζονται με ποσότητες αντιδρώντων και προϊόντων, περιοριστικά αντιδραστήρια και αποδόσεις αντίδρασης. Αυτά μπορεί να είναι πιο περίπλοκα στην περίπτωση, για παράδειγμα, να έχουμε μόνο την καθαρή ιοντική εξίσωση .

Το άλλο όφελος από την ύπαρξη της μοριακής εξίσωσης είναι ότι μας επιτρέπει να γνωρίζουμε ανά πάσα στιγμή ποια ιόντα υπάρχουν στο μέσο αντίδρασης, επιπλέον αυτών που παρεμβαίνουν ενεργά στην αντίδραση που μας ενδιαφέρει. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν εξετάζονται πιθανές παρενέργειες, όπως αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής ή αντιδράσεις καθίζησης, μεταξύ άλλων.

Περιορισμοί μοριακών αντιδράσεων

Παρά το γεγονός ότι είναι πολύ χρήσιμη για στοιχειομετρικούς υπολογισμούς, η μοριακή εξίσωση δεν δείχνει καθαρά τον πραγματικό τρόπο με τον οποίο συμβαίνουν οι ιοντικές αντιδράσεις στο διάλυμα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι περισσότερες ιοντικές ενώσεις στις αντιδράσεις ιοντικής διάλυσης διασπώνται στα συστατικά τους ιόντα. Ακόμη και σε περιπτώσεις όπου αυτό δεν συμβαίνει, είναι στην πραγματικότητα τα ελεύθερα ιόντα που εμπλέκονται στην αντίδραση, και όχι τα ιόντα θεατών, τα αδιάσπαστα είδη ή άλλες ενώσεις που μπορεί να υπάρχουν.

Πώς να αναπαραστήσετε τις χημικές αντιδράσεις των ιοντικών ενώσεων

Η μοριακή εξίσωση είναι μόνο ένας από τους τρεις πιθανούς τρόπους αναπαράστασης χημικών εξισώσεων που περιλαμβάνουν ιοντικές ενώσεις σε διάλυμα. Οι άλλες δύο μορφές είναι η προαναφερθείσα καθαρή ιοντική εξίσωση και η ολική ιοντική εξίσωση.

Μοριακή Εξίσωση έναντι Καθαρής Ιονικής Εξίσωσης

Η καθαρή ιοντική εξίσωση είναι το αντίθετο μιας μοριακής εξίσωσης. Σε αυτό, όλα εκείνα τα ουδέτερα ή ιοντικά χημικά είδη που δεν παρεμβαίνουν άμεσα στην αντίδραση ενδιαφέροντος εξαλείφονται από την εξίσωση. Αυτές οι αντιδράσεις δείχνουν πιο καθαρά πώς συμβαίνει μια αντίδραση που περιλαμβάνει ιόντα.

Μοριακή Εξίσωση έναντι Ολικής Ιονικής Εξίσωσης

Η συνολική ιοντική εξίσωση βρίσκεται στα μισά της διαδρομής μεταξύ της καθαρής ιοντικής εξίσωσης και της μοριακής εξίσωσης. Αυτό δείχνει ιοντικά είδη που διασπώνται στα συστατικά τους ιόντα, αλλά τα αντιπροσωπεύει μαζί και όχι ελεύθερα καθώς βρίσκονται στην πραγματικότητα σε διάλυμα.

Προσαρμογή μοριακών εξισώσεων

Οι μοριακές εξισώσεις μπορούν να ρυθμιστούν ή να εξισορροπηθούν με διαφορετικούς τρόπους. Αρχικά, με την αναπαράσταση όλων των ειδών σαν να ήταν ουδέτερα μόρια, η μοριακή εξίσωση μπορεί να εξισορροπηθεί με δοκιμή και σφάλμα χωρίς να χρειάζεται να ληφθεί υπόψη η διατήρηση του φορτίου, αλλά μόνο η διατήρηση της ύλης.

Ωστόσο, η προσαρμογή δοκιμής και σφάλματος στην περίπτωση των αντιδράσεων οξείδωσης-αναγωγής είναι συχνά δύσκολη και διφορούμενη, επομένως είναι προτιμότερο να καταφεύγουμε σε άλλους τρόπους προσαρμογής, όπως η αλγεβρική μέθοδος (χρησιμοποιώντας συστήματα εξισώσεων). Ωστόσο, ο πιο συνηθισμένος τρόπος προσαρμογής μοριακών εξισώσεων είναι από τη συνολική ιοντική εξίσωση ή την καθαρή ιοντική εξίσωση.

Στην τελευταία περίπτωση, η διαδικασία περιλαμβάνει την προσθήκη των κατάλληλων αντίθετων ιόντων σε κάθε ιόν που εμπλέκεται στην αντίδραση προκειμένου να ληφθεί η ολική ιοντική εξίσωση. τότε τα ιόντα ενώνονται για να σχηματίσουν τις ουδέτερες «μοριακές» ενώσεις.

Παραδείγματα Μοριακών Εξισώσεων

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα μοριακών εξισώσεων για διαφορετικούς τύπους ιοντικών χημικών αντιδράσεων, μαζί με την αντίστοιχη καθαρή ιοντική εξίσωση για την απεικόνιση των διαφορών.

Παράδειγμα 1: Αντίδραση όξινης βάσης μεταξύ θειικού οξέος και υδροξειδίου του νατρίου

Η προσαρμοσμένη μοριακή αντίδραση της αντίδρασης μεταξύ H ₂ SO ₄ και NaOH είναι:

Σημειώστε ότι όλα τα είδη φαίνεται να σχετίζονται, παρά το γεγονός ότι τόσο το θειικό οξύ όσο και το υδροξείδιο του νατρίου και το προκύπτον θειικό νάτριο είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες που βρίσκονται σε διάσταση στο νερό.

Σε αντίθεση με αυτή τη μοριακή εξίσωση, η καθαρή ιοντική εξίσωση αυτής της ίδιας αντίδρασης δίνεται από:

Όπως φαίνεται, παρά το γεγονός ότι η πρώτη εξίσωση φαίνεται να υποδηλώνει ότι η αντίδραση που λαμβάνει χώρα είναι ο σχηματισμός ενός άλατος, αυτό που πραγματικά λαμβάνει χώρα είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης μεταξύ των πιο όξινων ειδών που μπορούν να γίνουν σε υδατικό διάλυμα , τα ιόντα υδρονίου (H ₃ O ⁺ ) από την αντίδραση μεταξύ θειικού οξέος και νερού, και τα ιόντα υδροξειδίου (OH ^– ) από τη διάσταση του υδροξειδίου του νατρίου.

Ένας εναλλακτικός τρόπος για να αναπαραστήσουμε την ίδια χημική εξίσωση είναι:

Παράδειγμα 2: Αντίδραση οξειδοαναγωγής μεταξύ υπερμαγγανικού καλίου και ιωδιούχου καλίου σε βασικό μέσο

Αυτό είναι ένα τυπικό παράδειγμα μιας χημικής αντίδρασης μείωσης της οξείδωσης που είναι δύσκολο να προσαρμοστεί με δοκιμή και σφάλμα. Η προσαρμοσμένη μοριακή εξίσωση σε αυτή την περίπτωση είναι:

Αντίθετα, η καθαρή ιοντική εξίσωση για αυτήν την ίδια αντίδραση δίνεται από:

Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να σημειωθεί ότι το διοξείδιο του μαγγανίου είναι αδιάλυτο στο νερό, επομένως σχηματίζεται ως στερεό στα προϊόντα.

Παράδειγμα 3: Αντίδραση καθίζησης μεταξύ νιτρικού αργύρου και χλωριούχου νατρίου

Οι αντιδράσεις καθίζησης είναι μερικές από τις πιο απλές στην κατανόηση και την εφαρμογή, τόσο σε μορφή μοριακής εξίσωσης όσο και σε μορφή καθαρής ιοντικής εξίσωσης. Στην περίπτωση της αντίδρασης μεταξύ νιτρικού αργύρου και χλωριούχου νατρίου, αυτές οι ενώσεις αντιδρούν για να σχηματίσουν χλωριούχο άργυρο το οποίο καθιζάνει επειδή είναι αδιάλυτο και νιτρικό νάτριο που παραμένει σε διάλυμα. Η μοριακή εξίσωση είναι:

Από την άλλη πλευρά, η καθαρή ιοντική εξίσωση υπογραμμίζει το γεγονός ότι μόνο τα ιόντα αργύρου και χλωρίου αντιδρούν στην πραγματικότητα, ενώ τα ιόντα νατρίου και νιτρικών είναι απλώς θεατές:

βιβλιογραφικές αναφορές

Chang, R. (2021). Χημεία (11η ^έκδ .). ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ MCGRAW HILL.

Μοριακή Εξίσωση (Χημεία) . (2017, 12 Ιουνίου). εξειδικευμένα γλωσσάρια. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/ecuacion-molecular

Μοριακές, Πλήρεις Ιονικές και Καθαρές Ιονικές Εξισώσεις . Ακαδημία Khan. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations