Qu’est-ce qu’une équation moléculaire ?

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Une équation moléculaire est un type d’équation chimique utilisée pour représenter des réactions impliquant des composés ioniques, mais dans laquelle les composés ioniques sont représentés par leur formule sous forme de molécules neutres plutôt que d’ions chargés de manière opposée.

Lorsque l’on équilibre une équation moléculaire, on prend en compte toutes les espèces chimiques présentes dans le milieu réactionnel, même si elles ne participent pas directement à la réaction en question. D’une certaine manière, l’équation moléculaire représente l’extrême opposé à l’équation ionique nette, dans laquelle seuls les ions impliqués dans la réaction sont représentés et non les ions spectateurs.

Importance de l’équation moléculaire

L’équation moléculaire se caractérise par la représentation des réactifs et des produits ioniques tels qu’ils seraient obtenus s’ils n’étaient pas en solution, c’est-à-dire sous forme de sels ioniques neutres. En ce sens, ces équations sont particulièrement adaptées pour effectuer des calculs stoechiométriques liés aux quantités de réactifs et de produits, aux réactifs limitants et aux rendements des réactions ; ceux-ci peuvent être plus compliqués dans le cas, par exemple, de n’avoir que l’ équation ionique nette .

Définition de l'équation moléculaire
Permanganate de potassium solide , un composé courant dans les équations moléculaires d’oxydo-réduction

L’autre avantage d’avoir l’équation moléculaire est qu’elle nous permet de savoir à tout moment quels ions sont présents dans le milieu réactionnel, en plus de ceux qui interviennent activement dans la réaction qui nous intéresse. Ceci est particulièrement utile lorsque l’on considère d’éventuelles réactions secondaires, telles que des réactions d’oxydo-réduction ou des réactions de précipitation, entre autres.

Limites des réactions moléculaires

Bien qu’elle soit très utile pour les calculs stoechiométriques, l’équation moléculaire ne montre pas clairement la manière réelle dont les réactions ioniques se produisent en solution. En effet, la plupart des composés ioniques dans les réactions de dissolution ionique sont dissociés en leurs ions constitutifs ; même dans les cas où ce n’est pas le cas, ce sont en fait les ions libres qui sont réellement impliqués dans la réaction, plutôt que des ions spectateurs, des espèces non dissociées ou d’autres composés qui peuvent être présents.

Comment représenter les réactions chimiques des composés ioniques

L’équation moléculaire n’est qu’une des trois manières possibles de représenter les équations chimiques impliquant des composés ioniques en solution. Les deux autres formes sont l’équation ionique nette susmentionnée et l’équation ionique totale.

Équation moléculaire vs équation ionique nette

L’équation ionique nette est l’opposé d’une équation moléculaire. En cela, toutes les espèces chimiques neutres ou ioniques qui n’interviennent pas directement dans la réaction d’intérêt sont éliminées de l’équation. Ces réactions montrent plus clairement comment se produit une réaction impliquant des ions.

Équation moléculaire vs équation ionique totale

L’équation ionique totale est à mi-chemin entre l’équation ionique nette et l’équation moléculaire. Cela montre les espèces ioniques dissociées en leurs ions constitutifs, mais les représente ensemble plutôt que libres car elles sont réellement en solution.

Ajustement des équations moléculaires

Les équations moléculaires peuvent être ajustées ou équilibrées de différentes manières. Pour commencer, en représentant toutes les espèces comme si elles étaient des molécules neutres, l’équation moléculaire peut être équilibrée par essais et erreurs sans qu’il soit nécessaire de considérer la conservation de la charge, mais uniquement la conservation de la matière.

Cependant, l’ajustement par essais et erreurs dans le cas des réactions d’oxydo-réduction est souvent difficile et ambigu, il est donc préférable de recourir à d’autres modes d’ajustement, comme la méthode algébrique (utilisant des systèmes d’équations). Cependant, la manière la plus courante d’ajuster les équations moléculaires est à partir de l’ équation ionique totale ou de l’équation ionique nette.

Dans ce dernier cas, le procédé consiste à ajouter les contre-ions appropriés à chaque ion impliqué dans la réaction afin d’obtenir l’équation ionique totale ; puis les ions se rejoignent pour former les composés « moléculaires » neutres.

Exemples d’équations moléculaires

Voici quelques exemples d’équations moléculaires pour différents types de réactions chimiques ioniques, ainsi que l’équation ionique nette respective pour illustrer les différences.

Exemple 1 : Réaction acido-basique entre l’acide sulfurique et la soude

La réaction moléculaire ajustée de la réaction entre H 2 SO 4 et NaOH est :

Exemple d'équation moléculaire

Notez que toutes les espèces sont associées, malgré le fait que l’acide sulfurique et l’hydroxyde de sodium et le sulfate de sodium résultant sont des électrolytes forts trouvés dissociés dans l’eau.

Contrairement à cette équation moléculaire, l’équation ionique nette de cette même réaction est donnée par :

Exemple d'équation moléculaire

Comme on peut le voir, malgré le fait que la première équation semble suggérer que la réaction qui se produit est la formation d’un sel, ce qui se produit en réalité est une réaction de neutralisation entre les espèces les plus acides que l’on puisse avoir en solution aqueuse , les ions hydronium (H 3 O + ) issus de la réaction entre l’acide sulfurique et l’eau, et les ions hydroxyde (OH ) issus de la dissociation de la soude.

Une autre façon de représenter cette même équation chimique est :

Exemple d'équation moléculaire

Exemple 2 : Réaction redox entre le permanganate de potassium et l’iodure de potassium en milieu basique

Il s’agit d’un exemple typique d’une réaction chimique d’oxydo-réduction difficile à régler par essais et erreurs. L’équation moléculaire ajustée dans ce cas est :

Exemple d'équation moléculaire

Au lieu de cela, l’équation ionique nette pour cette même réaction est donnée par :

Exemple d'équation moléculaire

Dans ce cas, il convient de noter que le dioxyde de manganèse est insoluble dans l’eau, il se forme donc sous forme solide dans les produits.

Exemple 3 : Réaction de précipitation entre le nitrate d’argent et le chlorure de sodium

Les réactions de précipitation sont parmi les plus simples à comprendre et à adapter, à la fois sous forme d’équation moléculaire et sous forme d’équation ionique nette. Dans le cas de la réaction entre le nitrate d’argent et le chlorure de sodium, ces composés réagissent pour former du chlorure d’argent qui précipite car insoluble, et du nitrate de sodium qui reste en solution. L’équation moléculaire est :

Exemple d'équation moléculaire

D’autre part, l’équation ionique nette met en évidence le fait que seuls les ions argent et chlorure réagissent réellement, tandis que les ions sodium et nitrate ne sont que des spectateurs :

Exemple d'équation moléculaire

Les références

Chang, R. (2021). Chimie (11e éd .). ÉDUCATION DE MCGRAW HILL.

Équation moléculaire (chimie) . (2017, 12 juin). glossaires spécialisés. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/ecuacion-molecular

Équations moléculaires, ioniques complètes et ioniques nettes . Académie Khan. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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