Tabla de Contenidos
Równanie molekularne to rodzaj równania chemicznego używanego do reprezentowania reakcji z udziałem związków jonowych, w których związki jonowe są reprezentowane przez ich wzór jako cząsteczki obojętne, a nie przeciwnie naładowane jony.
Kiedy równoważymy równanie molekularne, bierzemy pod uwagę wszystkie związki chemiczne obecne w środowisku reakcji, nawet jeśli nie biorą one bezpośredniego udziału w danej reakcji. W pewien sposób równanie molekularne reprezentuje przeciwną skrajność do równania jonowego netto, w którym reprezentowane są tylko jony biorące udział w reakcji, a nie jony obserwatora.
Znaczenie równania molekularnego
Równanie molekularne charakteryzuje się przedstawieniem reagentów i produktów jonowych w sposób, w jaki zostałyby otrzymane, gdyby nie znajdowały się w roztworze, to znaczy w postaci obojętnych soli jonowych. W tym sensie równania te są szczególnie odpowiednie do przeprowadzania obliczeń stechiometrycznych dotyczących ilości reagentów i produktów, ograniczania reagentów i wydajności reakcji; mogą być one bardziej skomplikowane w przypadku, na przykład, posiadania tylko równania jonowego netto .
Inną korzyścią płynącą z posiadania równania molekularnego jest to, że pozwala nam ono zawsze wiedzieć, które jony są obecne w środowisku reakcji, oprócz tych, które aktywnie uczestniczą w interesującej nas reakcji. Jest to szczególnie przydatne przy rozważaniu możliwych reakcji ubocznych, takich jak między innymi reakcje utleniania-redukcji lub reakcje wytrącania.
Ograniczenia reakcji molekularnych
Pomimo tego, że równanie molekularne jest bardzo przydatne do obliczeń stechiometrycznych, nie pokazuje jasno rzeczywistego sposobu, w jaki reakcje jonowe zachodzą w roztworze. Dzieje się tak, ponieważ większość związków jonowych w reakcjach rozpuszczania jonowego ulega dysocjacji na jony składowe; nawet w przypadkach, w których tak nie jest, w rzeczywistości w reakcji biorą udział wolne jony, a nie jony widzów, niezdysocjowane gatunki lub inne związki, które mogą być obecne.
Jak przedstawiać reakcje chemiczne związków jonowych
Równanie molekularne jest tylko jednym z trzech możliwych sposobów przedstawienia równań chemicznych obejmujących związki jonowe w roztworze. Pozostałe dwie formy to wspomniane powyżej równanie jonowe netto i całkowite równanie jonowe.
Równanie molekularne a równanie jonowe netto
Równanie jonowe netto jest przeciwieństwem równania molekularnego. W tym przypadku wszystkie obojętne lub jonowe związki chemiczne, które nie biorą bezpośredniego udziału w reakcji będącej przedmiotem zainteresowania, są eliminowane z równania. Te reakcje pokazują wyraźniej, jak zachodzi reakcja z udziałem jonów.
Równanie molekularne a całkowite równanie jonowe
Całkowite równanie jonowe jest w połowie drogi między równaniem jonowym netto a równaniem molekularnym. To pokazuje formy jonowe zdysocjowane na ich składowe jony, ale przedstawia je razem, a nie jako wolne, ponieważ w rzeczywistości znajdują się w roztworze.
Dopasowanie równań molekularnych
Równania molekularne można dostosować lub zrównoważyć na różne sposoby. Po pierwsze, przedstawiając wszystkie gatunki tak, jakby były cząsteczkami obojętnymi, równanie molekularne można zrównoważyć metodą prób i błędów, bez konieczności uwzględniania zachowania ładunku, a jedynie zachowania materii.
Jednak regulacja metodą prób i błędów w przypadku reakcji utleniania-redukcji jest często trudna i niejednoznaczna, dlatego lepiej jest skorzystać z innych metod regulacji, takich jak metoda algebraiczna (z wykorzystaniem układów równań). Jednak najczęstszym sposobem dopasowania równań molekularnych jest całkowite równanie jonowe lub równanie jonowe netto.
W tym drugim przypadku proces polega na dodaniu odpowiednich przeciwjonów do każdego jonu biorącego udział w reakcji w celu uzyskania całkowitego równania jonowego; następnie jony łączą się, tworząc neutralne związki „molekularne”.
Przykłady równań molekularnych
Oto kilka przykładów równań molekularnych dla różnych typów jonowych reakcji chemicznych wraz z odpowiednim równaniem jonowym netto, aby zilustrować różnice.
Przykład 1: Reakcja kwasowo-zasadowa między kwasem siarkowym a wodorotlenkiem sodu
Skorygowana reakcja molekularna reakcji pomiędzy H 2 SO 4 i NaOH to:
Należy zauważyć, że wykazano, że wszystkie gatunki są powiązane, pomimo faktu, że zarówno kwas siarkowy, jak i wodorotlenek sodu oraz powstały siarczan sodu są silnymi elektrolitami, które znajdują się w dysocjacji w wodzie.
W przeciwieństwie do tego równania molekularnego, równanie jonowe netto tej samej reakcji jest podane przez:
Jak widać, pomimo faktu, że pierwsze równanie wydaje się sugerować, że zachodzącą reakcją jest tworzenie się soli, tak naprawdę zachodzi reakcja zobojętniania między najbardziej kwaśnymi ugrupowaniami, jakie można mieć w roztworze wodnym , jony hydroniowe (H 3 O + ) z reakcji kwasu siarkowego z wodą oraz jony wodorotlenowe (OH – ) z dysocjacji wodorotlenku sodu.
Alternatywnym sposobem przedstawienia tego samego równania chemicznego jest:
Przykład 2: Reakcja redoks między nadmanganianem potasu a jodkiem potasu w środowisku zasadowym
Jest to typowy przykład reakcji chemicznej utleniania-redukcji, którą trudno dostosować metodą prób i błędów. Skorygowane równanie molekularne w tym przypadku to:
Zamiast tego równanie jonowe netto dla tej samej reakcji jest podane przez:
W tym przypadku należy zauważyć, że dwutlenek manganu jest nierozpuszczalny w wodzie, dlatego tworzy się w produktach w postaci stałej.
Przykład 3: Reakcja strącania między azotanem srebra a chlorkiem sodu
Reakcje strącania są jednymi z najprostszych do zrozumienia i dopasowania, zarówno w postaci równań molekularnych, jak i równań jonowych netto. W przypadku reakcji azotanu srebra z chlorkiem sodu, związki te reagują tworząc chlorek srebra, który wytrąca się, ponieważ jest nierozpuszczalny, oraz azotan sodu, który pozostaje w roztworze. Równanie molekularne to:
Z drugiej strony równanie jonowe netto podkreśla fakt, że w rzeczywistości reagują tylko jony srebra i chlorków, podczas gdy jony sodu i azotanów są tylko widzami:
Bibliografia
Chang, R. (2021). Chemia ( wyd . 11 ). EDUKACJA MCGRAW HILL.
Równanie molekularne (chemia) . (2017, 12 czerwca). specjalistyczne glosariusze. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/ecuacion-molecular
Równania molekularne, całkowite jonowe i jonowe netto . Khan academy. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations
