สมการโมเลกุลคืออะไร?

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


สมการโมเลกุลเป็นสมการเคมีประเภทหนึ่งที่ใช้แสดงปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบไอออนิก แต่สารประกอบไอออนิกนั้นแสดงด้วยสูตรเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางแทนที่จะเป็นไอออนที่มีประจุตรงข้าม

เมื่อเราดุลสมการโมเลกุล เราจะพิจารณาชนิดสารเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ในตัวกลางปฏิกิริยา แม้ว่าพวกมันจะไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในปฏิกิริยาดังกล่าวก็ตาม ในทางใดทางหนึ่ง สมการโมเลกุลแสดงค่าสุดขั้วตรงข้ามกับสมการไอออนิกสุทธิ ซึ่งแสดงเฉพาะไอออนที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเท่านั้น ไม่ใช่ไอออนของผู้ชม

ความสำคัญของสมการโมเลกุล

สมการโมเลกุลมีลักษณะเฉพาะโดยเป็นตัวแทนของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ไอออนิกในลักษณะที่จะได้รับหากไม่ได้อยู่ในสารละลาย กล่าวคือ อยู่ในรูปของเกลือไอออนิกที่เป็นกลาง ในแง่นี้ สมการเหล่านี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการคำนวณเชิงสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับปริมาณของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ การจำกัดสารทำปฏิกิริยาและผลผลิตของปฏิกิริยา สิ่งเหล่า นี้อาจซับซ้อนกว่าในกรณีที่มีเฉพาะสมการไอออนิกสุทธิ

นิยามสมการโมเลกุล
โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่เป็นของแข็ง ซึ่งเป็นสารประกอบทั่วไปในสมการรีดักชันของโมเลกุลออกซิเดชัน

ประโยชน์อีกประการของการมีสมการโมเลกุลคือช่วยให้เราทราบตลอดเวลาว่าไอออนชนิดใดอยู่ในตัวกลางปฏิกิริยา นอกเหนือจากไอออนที่แทรกแซงปฏิกิริยาที่เราสนใจ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงปฏิกิริยาข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่น ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ หรือปฏิกิริยาการตกตะกอน เป็นต้น

ข้อจำกัดของปฏิกิริยาระดับโมเลกุล

แม้จะมีประโยชน์มากสำหรับการคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ สมการโมเลกุลไม่ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงวิธีการที่ปฏิกิริยาไอออนิกเกิดขึ้นในสารละลาย เนื่องจากสารประกอบไอออนิก ส่วนใหญ่ ในปฏิกิริยาการแตกตัวของไอออนิกจะแยกตัวออกเป็นไอออนที่เป็นส่วนประกอบ แม้ในกรณีที่ไม่เป็นเช่นนั้น แท้จริงแล้วไอออนอิสระนั้นเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจริง ๆ แทนที่จะเป็นไอออนสเปกเตอร์ สปีชีส์ที่ไม่สัมพันธ์กัน หรือสารประกอบอื่น ๆ ที่อาจมีอยู่

วิธีแสดงปฏิกิริยาเคมีของสารประกอบไอออนิก

สมการโมเลกุลเป็นเพียงหนึ่งในสามวิธีที่เป็นไปได้ในการแสดงสมการเคมีที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบไอออนิกในสารละลาย อีกสองรูปแบบคือสมการไอออนิกสุทธิดังกล่าวข้างต้นและสมการไอออนิกทั้งหมด

สมการโมเลกุลกับสมการไอออนิกสุทธิ

สมการไอออนิกสุทธิตรงข้ามกับสมการโมเลกุล ในกรณีนี้ สารเคมีที่เป็นกลางหรือไอออนิกทั้งหมดที่ไม่เข้าไปแทรกแซงโดยตรงในปฏิกิริยาที่น่าสนใจจะถูกตัดออกจากสมการ ปฏิกิริยาเหล่านี้แสดงให้เห็นชัดเจนยิ่งขึ้นว่าปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับไอออนเกิดขึ้นได้อย่างไร

สมการโมเลกุลกับสมการไอออนิกทั้งหมด

สมการไอออนิกทั้งหมดอยู่กึ่งกลางระหว่างสมการไอออนิกสุทธิและสมการโมเลกุล สิ่งนี้แสดงให้เห็นสปีชีส์ไอออนิกที่แยกตัวออกเป็นไอออนที่เป็นส่วนประกอบ แต่เป็นตัวแทนของพวกมันด้วยกันแทนที่จะเป็นอิสระเนื่องจากพวกมันอยู่ในสารละลาย

การปรับสมการโมเลกุล

สมการโมเลกุลสามารถปรับหรือสมดุลได้หลายวิธี เริ่มต้นด้วยการแทนสปีชีส์ทั้งหมดราวกับว่าพวกมันเป็นโมเลกุลที่เป็นกลาง สมการโมเลกุลสามารถสมดุลได้โดยการลองผิดลองถูกโดยไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการอนุรักษ์ประจุ แต่จะอนุรักษ์เฉพาะสสารเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม การปรับแบบลองผิดลองถูกในกรณีของปฏิกิริยารีดักชันออกซิเดชันมักยากและคลุมเครือ ดังนั้นจึงควรใช้โหมดการปรับอื่นๆ เช่น วิธีพีชคณิต (โดยใช้ระบบสมการ) อย่างไรก็ตาม วิธีทั่วไปในการทำให้สมการโมเลกุลพอดีคือจากสมการไอออนิก ทั้งหมด หรือสมการไอออนิกสุทธิ

ในกรณีหลังนี้ กระบวนการเกี่ยวข้องกับการเพิ่มประจุที่เหมาะสมให้กับแต่ละไอออนที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา เพื่อให้ได้สมการไอออนิกทั้งหมด จากนั้นไอออนจะรวมตัวกันเพื่อสร้างสารประกอบ “โมเลกุล” ที่เป็นกลาง

ตัวอย่างของสมการโมเลกุล

ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของสมการโมเลกุลสำหรับปฏิกิริยาเคมีไอออนิกประเภทต่างๆ พร้อมด้วยสมการไอออนิกสุทธิตามลำดับเพื่อแสดงให้เห็นความแตกต่าง

ตัวอย่างที่ 1: ปฏิกิริยาของกรดเบสระหว่างกรดซัลฟิวริกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์

ปฏิกิริยาโมเลกุลที่ปรับแล้วของปฏิกิริยาระหว่าง H 2 SO 4และ NaOH คือ:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

โปรดทราบว่าสปีชีส์ทั้งหมดมีความเกี่ยวข้องกัน แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งกรดซัลฟิวริกและโซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมซัลเฟตที่เกิดขึ้นนั้นเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้นซึ่งแยกตัวออกจากน้ำ

ตรงกันข้ามกับสมการโมเลกุลนี้ สมการไอออนิกสุทธิของปฏิกิริยาเดียวกันนี้ได้มาจาก:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

ดังที่เห็นได้ว่า แม้ว่าสมการแรกดูเหมือนจะแนะนำว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือการก่อตัวของเกลือ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงคือปฏิกิริยาสะเทินระหว่างสปีชีส์ที่เป็นกรดมากที่สุดที่สามารถมีได้ในสารละลายที่เป็นน้ำ , ไฮโดรเนียมไอออน (H 3 O + ) จากปฏิกิริยาระหว่างกรดซัลฟิวริกกับน้ำและไฮดรอกไซด์ไอออน (OH ) จากการแยกตัวของโซเดียมไฮดรอกไซด์

อีกวิธีหนึ่งในการแสดงสมการเคมีเดียวกันนี้คือ:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

ตัวอย่างที่ 2: ปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและโพแทสเซียมไอโอไดด์ในตัวกลางพื้นฐาน

นี่คือตัวอย่างทั่วไปของปฏิกิริยาเคมีรีดักชันออกซิเดชันที่ยากต่อการปรับโดยการลองผิดลองถูก สมการโมเลกุลที่ปรับในกรณีนี้คือ:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

สมการไอออนิกสุทธิสำหรับปฏิกิริยาเดียวกันนี้ได้มาจาก:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

ในกรณีนี้ ควรสังเกตว่าแมงกานีสไดออกไซด์ไม่ละลายในน้ำ ดังนั้นจึงก่อตัวเป็นของแข็งในผลิตภัณฑ์

ตัวอย่างที่ 3: ปฏิกิริยาการตกตะกอนระหว่างซิลเวอร์ไนเตรตและโซเดียมคลอไรด์

ปฏิกิริยาการตกตะกอนเป็นปฏิกิริยาที่เข้าใจง่ายและเหมาะสมที่สุด ทั้งในรูปแบบสมการโมเลกุลและในรูปแบบสมการไอออนิกสุทธิ ในกรณีของปฏิกิริยาระหว่างซิลเวอร์ไนเตรตและโซเดียมคลอไรด์ สารประกอบเหล่านี้ทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างซิลเวอร์คลอไรด์ซึ่งตกตะกอนเนื่องจากไม่ละลายน้ำ และโซเดียมไนเตรตที่ยังคงอยู่ในสารละลาย สมการโมเลกุลคือ:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

ในทางกลับกัน สมการไอออนิกสุทธิเน้นความจริงที่ว่ามีเพียงไอออนของเงินและคลอไรด์เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยา ในขณะที่ไอออนของโซเดียมและไนเตรตเป็นเพียงผู้สังเกตการณ์:

ตัวอย่างสมการโมเลกุล

อ้างอิง

ช้าง ร. (2564). เคมี ( ฉบับ ที่ 11 ) MCGRAW HILL การศึกษา

สมการโมเลกุล (เคมี) . (2560, 12 มิถุนายน). อภิธานศัพท์เฉพาะ https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/ecuacion-molecular

สมการโมเลกุล อิออนสมบูรณ์ และอิออนสุทธิ ข่าน อคาเดมี่. https://en.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:chemical-reactions/x2eef969c74e0d802:net-ionic-equations/a/complete-ionic-and-net-ionic-equations

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados