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Equações moleculares, iônicas completas e iônicas líquidas

Introdução

Por ser um aluno aplicado de química, você provavelmente encontrará toneladas de reações que ocorrem em solução aquosa (talvez você já esteja imerso nelas!). Quando íons estão envolvidos em uma reação, a equação da reação pode ser escrita com vários níveis de detalhes. Dependendo da parte da reação em que você esteja interessado, você pode escrever uma equação molecular, uma equação iônica completa ou uma equação iônica líquida.

Definições de equações moleculares, iônicas completas e iônicas líquidas

Às vezes, uma equação molecular é simplesmente chamada de equação balanceada. Em uma equação molecular, todos os compostos iônicos ou ácidos são representados como compostos neutros por meio de suas fórmulas químicas. O estado de cada substância é indicado entre parênteses após a fórmula.
Vamos considerar a reação que ocorre entre o AgNO3 e o NaCl. Quando soluções aquosas de AgNO3 e NaCl são misturadas, formam-se o AgCl sólido e o NaNO3 aquoso. Usando estas informações, podemos escrever uma equação molecular balanceada da reação:
AgNO3(aq)+NaCl(aq)AgCl(s)+NaNO3(aq)
No entanto, se pudéssemos dar um zoom no conteúdo do béquer da reação, não encontraríamos moléculas reais de AgNO3, NaCl ou NaNO3. Como AgNO3, NaCl e NaNO3 são compostos iônicos solúveis, eles se dissociam em seus íons constituintes na água. Por exemplo, o NaCl se dissocia em um íon Na+ para cada íon Cl; estes íons são estabilizados por interações íon-dipolo estabelecidas com as moléculas de água circundantes.
Na água, o cloreto de sódio se dissocia em íons de sódio e de cloreto, e esses íons se tornam solvatados pelas moléculas de água altamente polares. Crédito da imagem: "Salts: Figura 1" por OpenStax Anatomy and Physiology, CC BY 4.0.
A partir da fórmula molecular, podemos reescrever os compostos iônicos solúveis como íons dissociados para obter a equação iônica completa:
Ag+(aq)+NO3(aq)+Na+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)+Na+(aq)+NO3(aq)
Observe que não alteramos a representação do AgCl(s), pois o AgCl não é solúvel em água. Como regra geral, compostos iônicos solúveis, ácidos fortes e bases fortes devem ser separados em seus íons constituintes em uma equação iônica completa, enquanto sais insolúveis e ácidos fracos devem permanecer como uma unidade.
Se olharmos cuidadosamente nossa equação iônica completa, veremos que o NO3(aq) e o Na+(aq) estão presentes nos dois lados da seta de reação. As espécies iônicas que permanecem inalteradas desta maneira durante uma reação são chamadas de íons espectadores. Como os íons espectadores aparecem nos dois lados da equação, podemos cancelá-los, da mesma forma que podemos cancelar termos iguais que aparecem nos dois lados de uma equação matemática:
Ag+(aq)+NO3(aq)+Na+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)+Na+(aq)+NO3(aq)
Fazendo isso, obtemos a equação iônica líquida, que mostra apenas as espécies realmente envolvidas na reação química:
Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)
Esta equação iônica líquida nos diz que o cloreto de prata sólido é produzido a partir de íons Ag+ e Cl dissolvidos, independentemente da fonte desses íons. Em comparação, a equação iônica completa nos informa todos os íons presentes na solução durante a reação, e a equação molecular nos informa os compostos iônicos que foram usados como fontes de Ag+ e Cl na reação.
Dica para resolução de problemas: por convenção, uma equação iônica líquida é escrita usando-se os menores valores inteiros possíveis para os coeficientes estequiométricos. Isto significa que, algumas vezes, teremos que dividir todos os coeficientes estequiométricos por um divisor comum como um último procedimento para obtermos a forma final da equação iônica líquida.

Resumo

Uma equação iônica líquida mostra apenas as espécies químicas envolvidas na reação, enquanto uma equação iônica completa também inclui os íons espectadores. Podemos encontrar a equação iônica líquida de uma determinada reação por meio das seguintes etapas:
  1. Escreva a equação molecular balanceada da reação, inclusive o estado de cada substância.
  2. Usando seus conhecimentos sobre regras de solubilidade, ácidos fortes e bases fortes, reescreva a equação molecular na forma de uma equação iônica completa, que mostra quais compostos estão dissociados em íons.
  3. Identifique e cancele os íons espectadores (aqueles que aparecem em ambos os lados da equação).

Tente!

O ácido sulfúrico, H2SO4(aq), é um ácido forte que, em solução aquosa, dissocia-se completamente em íons H+ e SO42. O hidróxido de sódio, NaOH(aq), é uma base forte que, em solução aquosa, dissocia-se completamente em íons Na+ e OH. Quando o H2SO4(aq) e o NaOH(aq) são combinados, tem-se como produtos água e sulfato de sódio aquoso, Na2SO4(aq). Esta reação é representada pela equação molecular abaixo.
HA2SOA4(aq)+2NaOH(aq)2HA2O(l)+NaA2SOA4(aq)
Qual das alternativas a seguir é a equação iônica líquida balanceada da reação entre o H2SO4(aq) e o NaOH(aq)?
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