Co to jest równanie molekularne?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


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 .

Definicja równania molekularnego
Stały nadmanganian potasu, powszechny związek w molekularnych równaniach utleniania-redukcji

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:

Przykład równania molekularnego

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:

Przykład równania molekularnego

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 równania molekularnego

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:

Przykład równania molekularnego

Zamiast tego równanie jonowe netto dla tej samej reakcji jest podane przez:

Przykład równania molekularnego

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:

Przykład równania molekularnego

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:

Przykład równania molekularnego

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

-Reklama-

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

Artículos relacionados