분자 방정식이란 무엇입니까?

분자 방정식은 이온 화합물과 관련된 반응을 나타내는 데 사용되는 화학 방정식의 한 유형이지만 이온 화합물은 반대 전하 이온이 아닌 중성 분자로 공식으로 표시됩니다.

분자 방정식의 균형을 맞출 때 문제의 반응에 직접 참여하지 않더라도 반응 매질에 존재하는 모든 화학 종을 고려합니다. 어떤 면에서 분자 방정식은 관찰자 이온이 아닌 반응에 관련된 이온만 표시되는 알짜 이온 방정식의 반대 극단을 나타냅니다.

분자 방정식의 중요성

분자 방정식은 반응물과 이온 생성물이 용액에 있지 않은 경우, 즉 중성 이온 염의 형태로 얻어지는 방식으로 나타내는 것이 특징입니다. 이러한 의미에서 이러한 방정식은 시약 및 반응 수율을 제한하는 반응물 및 생성물의 양과 관련된 화학양론적 계산을 수행하는 데 특히 적합합니다. 예를 들어 알짜 이온 방정식 만 있는 경우에는 더 복잡할 수 있습니다 .

분자 방정식을 갖는 또 다른 이점은 우리가 관심 있는 반응에 적극적으로 개입하는 이온 외에 어떤 이온이 반응 매질에 존재하는지 항상 알 수 있다는 것입니다. 이는 특히 산화-환원 반응 또는 침전 반응과 같은 가능한 부반응을 고려할 때 유용합니다.

분자 반응의 한계

화학양론적 계산에 매우 유용함에도 불구하고 분자 방정식은 용액에서 이온 반응이 일어나는 실제 방식을 명확하게 보여주지 않습니다. 이는 이온 용해 반응에서 대부분의 이온 화합물이 구성 이온으로 해리되기 때문입니다. 그렇지 않은 경우에도 관찰자 이온, 해리되지 않은 종 또는 존재할 수 있는 다른 화합물이 아니라 실제로 반응에 실제로 관여하는 것은 자유 이온입니다.

이온 화합물의 화학 반응을 나타내는 방법

분자 방정식은 용액의 이온 화합물과 관련된 화학 방정식을 나타내는 세 가지 가능한 방법 중 하나일 뿐입니다. 다른 두 가지 형태는 앞서 언급한 알짜 이온 방정식과 총 이온 방정식입니다.

분자 방정식 대 순 이온 방정식

알짜 이온 방정식은 분자 방정식의 반대입니다. 여기에서 관심 있는 반응에 직접 개입하지 않는 모든 중성 또는 이온성 화학종은 방정식에서 제거됩니다. 이러한 반응은 이온과 관련된 반응이 어떻게 발생하는지 보다 명확하게 보여줍니다.

분자 방정식 대 전체 이온 방정식

총 이온 방정식은 알짜 이온 방정식과 분자 방정식의 중간입니다. 이것은 구성 이온으로 해리된 이온 종을 보여주지만 실제로 용액에 있는 것처럼 자유로워지기보다는 함께 나타냅니다.

분자 방정식의 피팅

분자 방정식은 다양한 방식으로 조정되거나 균형을 이룰 수 있습니다. 우선, 모든 종을 중성 분자인 것처럼 표현함으로써 분자 방정식은 전하 보존을 고려할 필요 없이 물질 보존만 고려하면서 시행 착오를 통해 균형을 이룰 수 있습니다.

그러나 산화-환원 반응의 경우 시행착오 조정이 어렵고 모호한 경우가 많기 때문에 대수적 방법(방정식을 이용한) 등 다른 조정 방법에 의존하는 것이 바람직하다. 그러나 분자 방정식을 맞추는 가장 일반적인 방법은 전체 이온 방정식 또는 알짜 이온 방정식을 사용하는 것입니다.

후자의 경우, 프로세스는 전체 이온 방정식을 얻기 위해 반응에 관련된 각 이온에 적절한 반대 이온을 추가하는 것을 포함합니다. 그런 다음 이온이 결합하여 중성 “분자” 화합물을 형성합니다.

분자 방정식의 예

다음은 차이점을 설명하기 위한 각각의 알짜 이온 방정식과 함께 다양한 유형의 이온 화학 반응에 대한 분자 방정식의 몇 가지 예입니다.

실시예 1: 황산과 수산화나트륨의 산 염기 반응

_{H 2} SO ₄ 와 NaOH 사이의 조정된 분자 반응은 다음과 같습니다.

황산과 수산화나트륨 및 생성된 황산나트륨이 모두 물에서 해리된 것으로 밝혀진 강한 전해질이라는 사실에도 불구하고 모든 종은 연관되어 있는 것으로 나타납니다.

이 분자 방정식과 대조적으로, 이 동일한 반응의 알짜 이온 방정식은 다음과 같이 제공됩니다.

알 수 있는 바와 같이, 첫 번째 방정식이 일어나고 있는 반응이 염의 형성임을 암시하는 것처럼 보이지만 실제로 일어나는 것은 수용액에서 가질 수 있는 가장 산성인 종 사이의 중화 반응입니다. , 황산과 물 사이의 반응에서 나오는 하이드로늄 이온(H ₃ O ⁺ ) 과 수산화 나트륨의 해리에서 나오는 수산화물 이온(OH ^{– ).}

이 동일한 화학 방정식을 나타내는 다른 방법은 다음과 같습니다.

실시예 2: 염기성 매질에서 과망간산칼륨과 요오드화칼륨 간의 산화환원 반응

이는 시행착오로 조절하기 어려운 산화환원 화학반응의 대표적인 예이다. 이 경우 조정된 분자 방정식은 다음과 같습니다.

대신, 이 동일한 반응에 대한 알짜 이온 반응식은 다음과 같이 제공됩니다.

이 경우 이산화망간은 물에 불용성이므로 제품에서 고체로 형성된다는 점에 유의해야 합니다.

실시예 3: 질산은과 염화나트륨의 침전 반응

침전 반응은 분자 방정식 형식과 알짜 이온 방정식 형식 모두에서 이해하고 적용하기 가장 간단한 반응입니다. 질산은과 염화나트륨 사이의 반응의 경우, 이들 화합물은 반응하여 불용성이므로 침전되는 염화은과 용액에 남아 있는 질산나트륨을 형성합니다. 분자 방정식은 다음과 같습니다.

반면에 알짜 이온 방정식은 은과 염소 이온만이 실제로 반응하는 반면 나트륨과 질산염 이온은 구경꾼일 뿐이라는 사실을 강조합니다.

참조

장로(2021). 화학 (11 ^판 .). MCGRAW 힐 교육.

분자 방정식(화학) . (2017년 6월 12일). 전문 용어집. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/ecuacion-molecular

분자, 완전 이온 및 순 이온 방정식 . 칸아카데미. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations