Jak psát chemické rovnice. Chemické reakční rovnice

Pro charakterizaci určité chemické reakce musíte umět vytvořit záznam, který zobrazí podmínky chemické reakce, ukáže, které látky reagovaly a které vznikly. K tomuto účelu se používají diagramy chemické reakce.

Schéma chemické reakce– podmíněný záznam ukazující, které látky reagují, jaké reakční produkty se tvoří a také podmínky, za kterých reakce probíhá

Vezměme si jako příklad reakci mezi uhlím a kyslíkem. Systém tato reakce je napsaná takto:

C + O2 → CO2.

Uhlí reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého

Uhlík a kyslík– v této reakci jsou činidla a výsledné oxid uhličitý– reakční produkt. Podepsat " → “ označuje průběh reakce. Často jsou podmínky, za kterých reakce probíhá, napsány nad šipkou.

Například znamení « t° → » znamená, že k reakci dochází při zahřátí. Podepsat "R →" značí tlak a znaménko "hv →"– že reakce probíhá pod vlivem světla. Nad šipkou mohou být také vyznačeny další látky účastnící se reakce. Například, "O2 →".

Pokud se v důsledku chemické reakce vytvoří plynná látka, zapište do reakčního schématu za vzorec této látky znak „ → " Pokud se během reakce vytvoří sraženina, je to označeno znakem „ → ».

Například při zahřívání křídového prášku (obsahuje látku s chemickým vzorcem CaCO3) vznikají dvě látky: nehašené vápno CaO a oxid uhličitý.

СaCO3 t° → CaO + CO2.

V případech, kdy jsou reaktanty i reakční produkty například plyny, se znak „“ nepoužívá. Zemní plyn se tedy skládá hlavně z methanu CH4 při zahřátí na 1500 °C se mění na dva další plyny: vodík H2 a acetylen C2H2. Reakční schéma je napsáno takto:

CH4 t° -> C2H2 + H2.

Je důležité nejen umět sestavit schémata chemických reakcí, ale také pochopit, co znamenají. Podívejme se na další reakční schéma:

H2O elektrický proud → H2 + O2

Toto schéma znamená, že pod vlivem elektrický proud, voda se rozkládá na dvě jednoduché plynné látky: vodík a kyslík. Diagram chemické reakce je potvrzením zákona zachování hmoty a ukazuje, že chemické prvky při chemické reakci nezanikají, ale pouze se přeskupují do nových chemických sloučenin.

Chemické reakční rovnice

Podle zákona zachování hmotnosti je počáteční hmotnost produktů vždy rovna hmotnosti výsledných reaktantů. Počet atomů prvků před a po reakci je vždy stejný, atomy se pouze přeskupují a tvoří nové látky.

Vraťme se k dříve zaznamenaným reakčním schématům:

СaCO3 t° → CaO + CO2; C + O2 CO2.

V těchto reakčních schématech je znak „ → " lze nahradit znakem "=", protože je jasné, že počet atomů před a po reakcích je stejný. Záznamy budou vypadat takto:

CaC03 = CaO + C02; C + O2 = C02.

Právě těmto záznamům se říká rovnice chemických reakcí, to znamená, že se jedná o záznamy reakčních schémat, ve kterých je počet atomů před a po reakci stejný.

Chemická reakční rovnice– podmíněný zápis chemické reakce pomocí chemické vzorce, což odpovídá zákonu zachování hmotnosti hmoty

Když se podíváme na jiná schémata rovnic uvedená výše, vidíme to v Na první pohled v nich zákon zachování hmoty neplatí:

CH4 t° -> C2H2 + H2.

Je vidět, že na levé straně diagramu je jeden atom uhlíku a na pravé straně jsou dva. Existuje stejný počet atomů vodíku a jsou čtyři z nich na levé a pravé straně. Udělejme tento diagram do rovnice. K tomu je to nutné vyrovnat počet atomů uhlíku. Chemické reakce se vyrovnávají pomocí koeficientů, které se zapisují před vzorce látek.

Je zřejmé, že aby se počet atomů uhlíku stal stejný vlevo a vpravo, na levé straně diagramu, před metanový vzorec, je nutné vložit koeficient 2:

2CH4 t° -> C2H2 + H2

Je vidět, že nyní je na levé a pravé straně stejný počet atomů uhlíku, každý po dvou. Ale nyní počet atomů vodíku není stejný. Na levé straně rovnice jejich 2∙4 = 8. Na pravé straně rovnice jsou 4 atomy vodíku (dva z nich v molekule acetylenu a další dva v molekule vodíku). Pokud dáte koeficient před acetylen, bude narušena rovnost atomů uhlíku. Před molekulu vodíku dáme faktor 3:

2CH4 = C2H2 + 3H2

Nyní je počet atomů uhlíku a vodíku na obou stranách rovnice stejný. Zákon zachování hmoty je splněn!

Podívejme se na další příklad. Schéma reakce Na + H2O → NaOH + H2 je třeba převést do rovnice.

V tomto schématu je počet atomů vodíku jiný. Na levé straně jsou dva a na pravé straně - tři atomy. Předložíme faktor 2 NaOH.

Na + H2O -> 2NaOH + H2

Na pravé straně tedy budou čtyři atomy vodíku, před vzorec vody je třeba přidat koeficient 2:

Na + 2H2O -> 2NaOH + H2

Vyrovnejme počet atomů sodíku:

2Na + 2H20 = 2NaOH + H2

Nyní je počet všech atomů před a po reakci stejný.

Můžeme tedy dojít k závěru: K přeměně diagramu chemické reakce na rovnici chemické reakce je nutné pomocí koeficientů vyrovnat počet všech atomů, které tvoří reaktanty a reakční produkty. Koeficienty jsou umístěny před vzorcem látek.

Shrňme si rovnice chemických reakcí

• Schéma chemické reakce je konvenční zápis, který ukazuje, které látky reagují, jaké reakční produkty se tvoří a také podmínky, za kterých reakce probíhá.
• V reakčních schématech se používají symboly, které označují zvláštnosti jejich výskytu.
• Rovnice chemické reakce je konvenční vyjádření chemické reakce pomocí chemických vzorců, které odpovídá zákonu zachování hmotnosti látky
• Diagram chemické reakce se převede na rovnici umístěním koeficientů před vzorce látek

Chemie je věda o látkách, jejich vlastnostech a přeměnách .
Tedy pokud se s látkami kolem nás nic neděje, tak to pro chemii neplatí. Co ale znamená „nic se neděje“? Pokud nás na poli náhle zastihla bouřka a byli jsme celí mokří, jak se říká, „na kůži“, pak nejde o proměnu: šaty byly koneckonců suché, ale byly mokré.

Vezmeme-li např železný hřebík, založte jej a poté sestavte Železné piliny (Fe) , pak to není také transformace: byl tam hřebík - stal se z něj prášek. Pokud ale pak zařízení sestavíte a provedete získávání kyslíku (O 2): rozehřát manganistan draselný(KMpO 4) a sbírejte kyslík do zkumavky a pak do ní vložte tyto rozžhavené železné piliny, pak se rozhoří jasným plamenem a po spálení se změní na hnědý prášek. A to je také proměna. Kde je tedy chemie? Navzdory tomu, že se v těchto příkladech mění tvar (železný hřeb) a stav oblečení (suché, mokré), nejedná se o přeměny. Faktem je, že hřebík sám o sobě byla hmota (železo) a zůstal tak i přes svůj odlišný tvar a naše oblečení absorbovalo vodu z deště a následně ji odpařovalo do atmosféry. Voda samotná se nezměnila. Co jsou tedy přeměny z chemického hlediska?

Z chemického hlediska jsou přeměny takové jevy, které jsou doprovázeny změnou složení látky. Vezměme si jako příklad stejný hřebík. Nezáleží na tom, jaký tvar nabyl po zapilování, ale po sebrání z něj Železné piliny umístěna v kyslíkové atmosféře - proměnila se v oxid železa(Fe 2 Ó 3 ) . Takže se přece jen něco změnilo? Ano, změnilo se to. Existovala látka zvaná hřebík, ale pod vlivem kyslíku vznikla nová látka - oxid prvkužláza. Molekulární rovnice Tato transformace může být reprezentována následujícími chemickými symboly:

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)

Pro někoho nezasvěceného do chemie okamžitě vyvstávají otázky. Co je to "molekulární rovnice", co je Fe? Proč jsou čísla „4“, „3“, „2“? Jaká jsou malá čísla „2“ a „3“ ve vzorci Fe 2 O 3? To znamená, že je čas dát vše do pořádku.

Známky chemických prvků.

Navzdory tomu, že chemie se začíná studovat v 8. třídě a někteří i dříve, mnoho lidí zná skvělého ruského chemika D.I. A samozřejmě jeho slavná „Periodická tabulka chemických prvků“. Jinak, jednodušeji, se nazývá „periodická tabulka“.

V této tabulce jsou prvky uspořádány v příslušném pořadí. K dnešnímu dni je jich známo asi 120 Názvy mnoha prvků jsou nám známy již dlouhou dobu. Jsou to: železo, hliník, kyslík, uhlík, zlato, křemík. Dříve jsme tato slova používali bez přemýšlení, ztotožňovali jsme je s předměty: železný šroub, hliníkový drát, kyslík v atmosféře, zlatý prsten atd. atd. Ale ve skutečnosti se všechny tyto látky (svorník, drát, prsten) skládají z jejich odpovídajících prvků. Celý paradox je v tom, že prvku se nelze dotknout ani sebrat. Jak to? Jsou v periodické tabulce, ale nemůžete je vzít! Ano přesně. Chemický prvek je abstraktní (tj. abstraktní) pojem a používá se v chemii, stejně jako v jiných vědách, pro výpočty, sestavování rovnic a řešení problémů. Každý prvek se od druhého liší tím, že má svou vlastní charakteristiku elektronová konfigurace atomu. Počet protonů v jádře atomu se rovná počtu elektronů v jeho orbitalech. Například vodík je prvek č. 1. Jeho atom se skládá z 1 protonu a 1 elektronu. Helium je prvek číslo 2. Jeho atom se skládá ze 2 protonů a 2 elektronů. Lithium je prvek #3. Jeho atom se skládá ze 3 protonů a 3 elektronů. Darmstadtium – prvek č. 110. Jeho atom se skládá ze 110 protonů a 110 elektronů.

Každý prvek je označen určitým symbolem, latinskými písmeny, a má určité čtení přeložené z latiny. Symbol má například vodík "N", čteno jako "hydrogenium" nebo "popel". Křemík má symbol „Si“ čtený jako „křemík“. Rtuť má symbol "Hg" a čte se jako „hydrargyrum“. A tak dále. Všechny tyto zápisy lze nalézt v jakékoli učebnici chemie pro 8. ročník. Nyní nám jde především o to, abychom pochopili, že při sestavování chemických rovnic je nutné pracovat s naznačenými symboly prvků.

Jednoduché a složité látky.

Označení různých látek jednotlivými symboly chemických prvků (Hg rtuť, Fe žehlička, Cu měď, Zn zinek, Al hliník) označujeme v podstatě jednoduché látky, tedy látky skládající se z atomů stejného typu (obsahujících stejný počet protonů a neutronů v atomu). Pokud se například látky železo a síra vzájemně ovlivňují, bude rovnice platit následující formulář záznamy:

Fe + S = FeS (2)

Mezi jednoduché látky patří kovy (Ba, K, Na, Mg, Ag), ale i nekovy (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Navíc je třeba věnovat pozornost
Speciální pozornost na skutečnost, že všechny kovy jsou označeny jedinými symboly: K, Ba, Ca, Al, V, Mg atd., a nekovy jsou buď jednoduché symboly: C, S, P nebo mohou mít různé indexy, které označují jejich molekulové struktura: H2, Cl2, O2, J2, P4, S8. V budoucnu to bude velmi důležité při sestavování rovnic. Není vůbec těžké uhodnout, že složité látky jsou látky vzniklé z atomů odlišné typy, Například,

1). Oxidy:
oxid hlinitý Al 2 O 3,

oxid sodný Na2O,
oxid mědi CuO,
oxid zinečnatý ZnO,
oxid titaničitý Ti2O3,
kysličník uhelnatý nebo oxid uhelnatý (+2) CO,
oxid sírový (+6) TAK 3

2). důvody:
hydroxid železitý(+3) Fe(OH) 3,
hydroxid měďnatý Cu(OH)2,
hydroxid draselný nebo alkalický draslík KOH,
hydroxid sodný NaOH.

3). Kyseliny:
kyselina chlorovodíková HCl,
kyselina siřičitá H2SO3,
Kyselina dusičná HNO3

4). soli:
thiosíran sodný Na2S203,
síran sodný nebo Glauberova sůl Na2SO4,
uhličitan vápenatý nebo vápenec CaCO 3,
chlorid měďnatý CuCl2

5). Organická hmota:
octan sodný CH 3 COONa,
metan CH 4,
acetylén C2H2,
glukóza C6H12O6

Nakonec, když jsme přišli na strukturu různé látky, můžete začít sestavovat chemické rovnice.

Chemická rovnice.

Samotné slovo „rovnice“ je odvozeno od slova „vyrovnat“, tzn. rozdělit něco na stejné části. V matematice tvoří rovnice téměř samotnou podstatu této vědy. Můžete například dát jednoduchou rovnici, ve které se levá a pravá strana bude rovnat „2“:

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 – 30);

A v chemických rovnicích stejný princip: levá a pravá strana rovnice musí odpovídat stejnému počtu atomů a prvků, které se jich účastní. Nebo, je-li dána iontová rovnice, pak v ní počet částic musí také splňovat tento požadavek. Chemická rovnice je konvenční reprezentace chemické reakce pomocí chemických vzorců a matematických symbolů. Chemická rovnice neodmyslitelně odráží tu či onu chemickou reakci, tedy proces interakce látek, při kterém vznikají nové látky. Například je to nutné napsat molekulární rovnici reakce, kterých se účastní chlorid barnatý BaCl2 a kyselina sírová H 2 SO 4. V důsledku této reakce vzniká nerozpustná sraženina - síran barnatý BaSO 4 a kyselina chlorovodíková HCl:

BaCl2 + H2SO4 = BaS04 + 2HCl (3)

Nejprve je třeba pochopit, že velké číslo „2“ stojící před látkou HCl se nazývá koeficient a malá čísla „2“, „4“ ve vzorcích BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 se nazývají indexy. Koeficienty i indexy v chemických rovnicích fungují jako multiplikátory, nikoli jako součet. Chcete-li správně napsat chemickou rovnici, potřebujete přiřaďte koeficienty v reakční rovnici. Nyní začneme počítat atomy prvků na levé a pravé straně rovnice. Na levé straně rovnice: látka BaCl 2 obsahuje 1 atom barya (Ba), 2 atomy chloru (Cl). V látce H 2 SO 4: 2 atomy vodíku (H), 1 atom síry (S) a 4 atomy kyslíku (O). Na pravé straně rovnice: v látce BaSO 4 je 1 atom barya (Ba), 1 atom síry (S) a 4 atomy kyslíku (O), v látce HCl: 1 atom vodíku (H) a 1 chlor atom (Cl). Z toho vyplývá, že na pravé straně rovnice je počet atomů vodíku a chloru poloviční než na levé straně. Proto je nutné před vzorec HCl na pravé straně rovnice umístit koeficient „2“. Pokud nyní sečteme počty atomů prvků účastnících se této reakce, jak vlevo, tak vpravo, dostaneme následující rovnováhu:

Na obou stranách rovnice jsou počty atomů prvků účastnících se reakce stejné, proto je složena správně.

Chemická rovnice a chemické reakce

Jak jsme již zjistili, chemické rovnice jsou odrazem chemických reakcí. Chemické reakce jsou jevy, při kterých dochází k přeměně jedné látky na jinou. Mezi jejich rozmanitostí lze rozlišit dva hlavní typy:

1). Reakce sloučenin
2). Rozkladné reakce.

Drtivá většina chemických reakcí patří k adičním reakcím, protože u jednotlivé látky může zřídka dojít ke změně jejího složení, pokud není vystavena vnějším vlivům (rozpouštění, zahřívání, vystavení světlu). Nic to necharakterizuje lépe chemický jev, neboli reakce, jako změny, ke kterým dochází při interakci dvou nebo více látek. Takové jevy mohou nastat spontánně a být doprovázeny zvýšením nebo snížením teploty, světelnými efekty, barevnými změnami, tvorbou sedimentů, uvolňováním plynných produktů a hlukem.

Pro přehlednost uvádíme několik rovnic odrážejících procesy složených reakcí, při kterých získáváme chlorid sodný(NaCl), chlorid zinečnatý(ZnCl2), sraženina chloridu stříbrného(AgCl), chlorid hlinitý(AlCl 3)

Cl 2 + 2Na = 2NaCl (4)

CuCl2 + Zn = ZnCl2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl = AgCl + 2 KNO 3 (6)

3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H20 (7)

Mezi reakcemi sloučeniny je třeba zvláště zmínit následující: : substituce (5), výměna (6), a jako zvláštní případ výměnné reakce - reakce neutralizace (7).

Mezi substituční reakce patří ty, při kterých atomy jednoduché látky nahrazují atomy jednoho z prvků ve složité látce. V příkladu (5) atomy zinku nahrazují atomy mědi z roztoku CuCl2, zatímco zinek přechází do rozpustné soli ZnCl2 a měď se z roztoku uvolňuje v kovovém stavu.

Výměnné reakce zahrnují ty reakce, ve kterých si vyměňují dvě komplexní látky komponenty. V případě reakce (6) tvoří rozpustné soli AgNO 3 a KCl, když se oba roztoky spojí, nerozpustnou sraženinu soli AgCl. Zároveň si vyměňují své součásti - kationtů a aniontů. K aniontům NO 3 se přidávají kationty draslíku K + a k aniontům Cl - kationty stříbra Ag +.

Zvláštním, speciálním případem výměnných reakcí je neutralizační reakce. Neutralizační reakce zahrnují ty reakce, při kterých kyseliny reagují s bázemi, což vede k tvorbě soli a vody. V příkladu (7) sůl kyselina HCl reakcí s bází Al(OH) 3 vzniká sůl AlCl 3 a voda. V tomto případě jsou hliníkové kationty Al 3+ z báze vyměněny za Cl - anionty z kyseliny. Co se stane na konci neutralizace kyseliny chlorovodíkové.

Mezi rozkladné reakce patří takové, při kterých z jedné složité látky vznikají dvě nebo více nových jednoduchých nebo komplexních látek, avšak jednoduššího složení. Příklady reakcí zahrnují ty, při jejichž procesu se 1) rozkládá. Dusičnan draselný(KNO 3) za vzniku dusitanu draselného (KNO 2) a kyslíku (O 2); 2). Manganistan draselný(KMnO 4): vzniká manganistan draselný (K 2 MnO 4), oxid manganu(Mn02) a kyslíku (02); 3). Uhličitan vápenatý popř mramor; v procesu se tvoří uhličitýplyn(CO2) a oxid vápenatý(CaO)

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 = CaO + CO 2 (10)

Při reakci (8) vzniká ze složité látky jedna komplexní a jedna jednoduchá látka. V reakci (9) jsou dvě složité a jedna jednoduchá. V reakci (10) jsou dvě složité látky, ale jednoduššího složení

Všechny třídy komplexních látek podléhají rozkladu:

1). Oxidy: oxid stříbrný 2Ag20 = 4Ag + O2 (11)

2). Hydroxidy: hydroxid železitý 2Fe(OH)3 = Fe203 + 3H20 (12)

3). Kyseliny: kyselina sírová H2SO4 = SO3 + H20 (13)

4). soli: uhličitan vápenatý CaCO 3 = CaO + CO 2 (14)

5). Organická hmota: alkoholové kvašení glukózy

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 (15)

Podle jiné klasifikace lze všechny chemické reakce rozdělit na dva typy: reakce, které uvolňují teplo, se nazývají exotermický, a reakce, ke kterým dochází při absorpci tepla - endotermní. Kritériem pro takové procesy je tepelný efekt reakce. Mezi exotermické reakce patří zpravidla reakce oxidační, tzn. například interakce s kyslíkem spalování metanu:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H20 + Q (16)

a na endotermické reakce - rozkladné reakce již uvedené výše (11) - (15). Znak Q na konci rovnice udává, zda se během reakce teplo uvolňuje (+Q) nebo absorbuje (-Q):

CaCO 3 = CaO + CO 2 - Q (17)

Všechny chemické reakce můžete uvažovat také podle typu změny stupně oxidace prvků, které se podílejí na jejich přeměnách. Například v reakci (17) prvky, které se jí účastní, nemění své oxidační stavy:

Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca + 2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)

A v reakci (16) prvky mění své oxidační stavy:

2Mg0+020 = 2Mg+20-2

Reakce tohoto typu jsou redoxní . Budou posuzovány samostatně. Chcete-li sestavit rovnice pro reakce tohoto typu, musíte použít metoda poloviční reakce a aplikovat rovnice elektronické rovnováhy.

Po přinesení různé typy chemických reakcí, můžete přejít k principu sestavování chemických rovnic, jinak výběrem koeficientů na levé a pravé straně.

Mechanismy sestavování chemických rovnic.

Ať už chemická reakce patří k jakémukoli typu, její záznam (chemická rovnice) musí odpovídat podmínce, že počet atomů před a po reakci je stejný.

Existují rovnice (17), které ekvalizaci nevyžadují, tzn. umístění koeficientů. Ale ve většině případů, jako v příkladech (3), (7), (15), je nutné provést opatření zaměřená na vyrovnání levé a pravé strany rovnice. Jaké zásady by se měly v takových případech dodržovat? Existuje nějaký systém pro výběr kurzů? Existuje, a nejen jeden. Tyto systémy zahrnují:

1). Výběr koeficientů podle daných vzorců.

2). Kompilace podle valence reagujících látek.

3). Kompilace podle oxidačních stavů reagujících látek.

V prvním případě se předpokládá, že známe vzorce reagujících látek jak před reakcí, tak po ní. Například za předpokladu následující rovnice:

N 2 + O 2 →N 2 O 3 (19)

Všeobecně se uznává, že dokud není rovnost mezi atomy prvků před a po reakci, není do rovnice umístěno rovnítko (=), ale je nahrazeno šipkou (→). Nyní přejdeme k samotné úpravě. Na levé straně rovnice jsou 2 atomy dusíku (N 2) a dva atomy kyslíku (O 2) a na pravé straně jsou dva atomy dusíku (N 2) a tři atomy kyslíku (O 3). Není potřeba to vyrovnávat z hlediska počtu atomů dusíku, ale z hlediska kyslíku je nutné dosáhnout rovnosti, protože před reakcí byly dva atomy a po reakci tři atomy. Udělejme následující schéma:

před reakcí po reakci
O 2 O 3

Určíme nejmenší násobek mezi danými počty atomů, bude to „6“.

O 2 O 3
\ 6 /

Vydělme toto číslo na levé straně rovnice pro kyslík „2“. Dostaneme číslo „3“ a vložíme ho do rovnice, kterou máme řešit:

N2 + 302 ->N203

Číslo „6“ pro pravou stranu rovnice také vydělíme „3“. Dostaneme číslo „2“ a také ho vložíme do rovnice, kterou máme řešit:

N2 + 302 -> 2N203

Počet atomů kyslíku na levé a pravé straně rovnice se rovnal, každý 6 atomů:

Počet atomů dusíku na obou stranách rovnice si však nebude odpovídat:

Levý má dva atomy, pravý má čtyři atomy. Proto, aby bylo dosaženo rovnosti, je nutné zdvojnásobit množství dusíku na levé straně rovnice a nastavit koeficient na „2“:

Je tedy pozorována rovnost dusíku a rovnice má obecně tvar:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Nyní do rovnice můžete místo šipky vložit rovnítko:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

Uveďme další příklad. Je dána následující reakční rovnice:

P + Cl2 → PCl5

Na levé straně rovnice je 1 atom fosforu (P) a dva atomy chloru (Cl 2) a na pravé straně je jeden atom fosforu (P) a pět atomů kyslíku (Cl 5). Není potřeba to vyrovnávat z hlediska počtu atomů fosforu, ale z hlediska chloru je nutné dosáhnout rovnosti, protože před reakcí byly dva atomy a po reakci pět atomů. Udělejme následující schéma:

před reakcí po reakci
Cl2Cl5

Určíme nejmenší násobek mezi danými počty atomů, bude to „10“.

Cl2Cl5
\ 10 /

Vydělte toto číslo na levé straně rovnice pro chlór číslem „2“. Dostaneme číslo „5“ a dosadíme ho do rovnice, kterou máme řešit:

P + 5Cl2 → PCl5

Číslo „10“ pro pravou stranu rovnice také vydělíme „5“. Dostaneme číslo „2“ a také ho vložíme do rovnice, kterou máme řešit:

P + 5Cl2 -> 2PCl5

Počty atomů chloru na levé a pravé straně rovnice se rovnaly, každý 10 atomů:

Počet atomů fosforu na obou stranách rovnice si však nebude odpovídat:

Proto, aby bylo dosaženo rovnosti, je nutné zdvojnásobit množství fosforu na levé straně rovnice a nastavit koeficient na „2“:

Je tedy pozorována rovnost pro fosfor a rovnice má obecně tvar:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Při skládání rovnic podle valence musí být dáno určení valence a nastavit hodnoty pro nejznámější prvky. Valence je jedním z dříve používaných konceptů, v současnosti v řadě školní programy nepoužívá. Ale s jeho pomocí je snazší vysvětlit principy sestavování rovnic chemických reakcí. Valence je chápána jako číslo chemické vazby, který jeden nebo jiný atom může tvořit s jiným, nebo jinými atomy . Valence nemá znaménko (+ nebo -) a je označena římskými číslicemi, obvykle nad symboly chemických prvků, například:

Odkud tyto hodnoty pocházejí? Jak je využít při psaní chemických rovnic? Číselné hodnoty valencí prvků se shodují s jejich skupinovým číslem Periodická tabulka chemické prvky od D.I. Mendělejeva (tabulka 1).

Pro další prvky valenční hodnoty mohou mít jiné hodnoty, ale nikdy ne větší než číslo skupiny, ve které se nacházejí. Navíc pro čísla sudých skupin (IV a VI) mají valence prvků pouze sudé hodnoty a pro liché mohou mít sudé i liché hodnoty (tabulka 2).

U některých prvků samozřejmě existují výjimky z hodnot valence, ale v každém konkrétním případě jsou tyto body obvykle specifikovány. Nyní uvažujme obecný princip sestavování chemických rovnic na základě daných mocností pro určité prvky. Častěji tato metoda přijatelné v případě sestavování rovnic chemických reakcí sloučenin jednoduchých látek, například při interakci s kyslíkem ( oxidační reakce). Řekněme, že potřebujete zobrazit oxidační reakci hliník. Připomeňme si však, že kovy jsou označovány jednotlivými atomy (Al) a nekovy v plynném stavu jsou označovány indexy „2“ - (O 2). Nejprve si napíšeme obecné schéma reakce:

Al + О 2 →AlО

V této fázi ještě není známo, jaký by měl být správný pravopis pro oxid hlinitý. A právě v této fázi nám přijde na pomoc znalost mocenství prvků. U hliníku a kyslíku je dejte nad očekávaný vzorec tohoto oxidu:

III II
Al O

Poté, „kříž“ na „kříž“ pro tyto symboly prvků, dáme odpovídající indexy dole:

III II
Al203

Složení chemické sloučeniny Al 2 O 3 stanoven. Další diagram reakční rovnice bude mít tvar:

Al+ O 2 →Al 2 O 3

Zbývá pouze vyrovnat jeho levou a pravou část. Postupujme stejně jako v případě sestavení rovnice (19). Vyrovnejme počty atomů kyslíku nalezením nejmenšího násobku:

před reakcí po reakci

O 2 O 3
\ 6 /

Vydělme toto číslo na levé straně rovnice pro kyslík „2“. Dostaneme číslo „3“ a dosadíme ho do řešené rovnice. Číslo „6“ pro pravou stranu rovnice také vydělíme „3“. Dostaneme číslo „2“ a také ho vložíme do rovnice, kterou máme řešit:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Pro dosažení rovnosti v hliníku je nutné upravit jeho množství na levé straně rovnice nastavením koeficientu na „4“:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Je tedy pozorována rovnost pro hliník a kyslík a rovnice obecně nabude konečné podoby:

4Al + 3O 2 = 2 Al 2 O 3 (22)

Pomocí valenční metody můžete předpovědět, jaká látka vzniká při chemické reakci a jak bude vypadat její vzorec. Předpokládejme, že sloučenina reagovala s dusíkem a vodíkem s odpovídajícími valencemi III a I. Zapišme obecné reakční schéma:

N2 + N2 -> NH

Pro dusík a vodík dejte valence nad očekávaný vzorec této sloučeniny:

Stejně jako dříve, „křížek“ na „kříž“ pro tyto symboly prvků, uveďme odpovídající indexy níže:

III I
NH 3

Další diagram reakční rovnice bude mít tvar:

N2 + N2 -> NH3

Už volá známým způsobem, přes nejmenší násobek pro vodík rovný „6“, získáme požadované koeficienty a rovnici jako celek:

N2 + 3H2 = 2NH3 (23)

Při skládání rovnic podle oxidační stavy reaktantů, je nutné připomenout, že oxidační stav konkrétního prvku je počet elektronů přijatých nebo odevzdaných během chemické reakce. Oxidační stav ve sloučeninách V zásadě se numericky shoduje s valenčními hodnotami prvku. Liší se ale ve znamení. Například pro vodík je valence I a oxidační stav je (+1) nebo (-1). Pro kyslík je valence II a oxidační stav -2. Pro dusík jsou valence I, II, III, IV, V a oxidační stavy jsou (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5). , atd. . Oxidační stavy prvků nejčastěji používaných v rovnicích jsou uvedeny v tabulce 3.

U složených reakcí je princip sestavování rovnic podle oxidačních stavů stejný jako při sestavování podle valencí. Uveďme například rovnici pro oxidaci chloru kyslíkem, ve které chlor tvoří sloučeninu s oxidačním stavem +7. Zapišme si navrhovanou rovnici:

Cl 2 + O 2 → ClO

Položme oxidační stavy odpovídajících atomů nad navrhovanou sloučeninu ClO:

Stejně jako v předchozích případech zjistíme, že je to nutné složený vzorec bude mít podobu:

7 -2
Cl207

Reakční rovnice bude mít následující tvar:

Cl2 + O2 -> Cl207

Rovnicí pro kyslík a nalezením nejmenšího násobku mezi dvěma a sedmi, který se rovná „14“, nakonec stanovíme rovnost:

2Cl2 + 702 = 2Cl207 (24)

Při sestavování výměnných, neutralizačních a substitučních reakcí je třeba použít mírně odlišnou metodu s oxidačními stavy. V některých případech je obtížné zjistit: jaké sloučeniny vznikají při interakci komplexních látek?

Jak to zjistit: co se stane v reakčním procesu?

Jak vlastně víte, jaké reakční produkty mohou vzniknout během konkrétní reakce? Co například vzniká při reakci dusičnanu barnatého a síranu draselného?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?

Možná BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Nebo Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Nebo něco jiného? Při této reakci samozřejmě vznikají následující sloučeniny: BaSO 4 a KNO 3. Jak se to pozná? A jak správně psát vzorce látek? Začněme tím, co je nejčastěji přehlíženo: samotným pojmem „směnná reakce“. To znamená, že při těchto reakcích látky vzájemně mění své složky. Vzhledem k tomu, že výměnné reakce probíhají většinou mezi zásadami, kyselinami nebo solemi, části, se kterými budou vyměněny, jsou kationty kovů (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), ionty H + popř. OH -, anionty - zbytky kyselin, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). V obecný pohled Výměnná reakce může být uvedena v následujícím zápisu:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Kde Ktl a Kt2 jsou kovové kationty (1) a (2) a An1 a An2 jsou jejich odpovídající anionty (1) a (2). V tomto případě je třeba vzít v úvahu, že ve sloučeninách před a po reakci jsou vždy na prvním místě instalovány kationty a na druhém místě anionty. Pokud tedy dojde k reakci chlorid draselný A dusičnanu stříbrného, oba v rozpuštěném stavu

KCl + AgN03 →

pak při jeho procesu vznikají látky KNO 3 a AgCl a odpovídající rovnice bude mít tvar:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl (26)

Během neutralizačních reakcí se protony z kyselin (H +) spojí s hydroxylovými anionty (OH -) za vzniku vody (H 2 O):

HCl + KOH = KCl + H20 (27)

Oxidační stavy kationtů kovů a náboje aniontů kyselých zbytků jsou uvedeny v tabulce rozpustnosti látek (kyseliny, soli a zásady ve vodě). Vodorovná čára ukazuje kationty kovů a svislá čára anionty zbytků kyselin.

Na základě toho je při sestavování rovnice pro výměnnou reakci nutné nejprve na levé straně stanovit oxidační stavy částic přijímajících v tomto chemickém procesu. Například musíte napsat rovnici pro interakci mezi chloridem vápenatým a uhličitanem sodným Vytvořme počáteční diagram této reakce:

CaCl + NaC03 ->

Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →

Po provedení již známé akce „kříž“ na „kříž“ určíme skutečné vzorce výchozích látek:

CaCl2 + Na2C03 ->

Na základě principu výměny kationtů a aniontů (25) sestavíme předběžné vzorce pro látky vzniklé během reakce:

CaCl2 + Na2C03 → CaC03 + NaCl

Umístíme odpovídající náboje nad jejich kationty a anionty:

Ca 2+ CO 3 2- + Na + Cl -

Vzorce látek napsáno správně, v souladu s náboji kationtů a aniontů. Pojďme skládat úplná rovnice, vyrovnání jeho levé a pravé části pro sodík a chlór:

CaCl2 + Na2C03 = CaC03 + 2NaCl (28)

Jako další příklad je zde rovnice pro neutralizační reakci mezi hydroxidem barnatým a kyselinou fosforečnou:

VaON + NPO 4 →

Položme odpovídající náboje na kationty a anionty:

Ba 2+ OH - + H + PO 4 3- →

Stanovme skutečné vzorce výchozích látek:

Ba(OH)2 + H3P04 ->

Na základě principu výměny kationtů a aniontů (25) stanovíme předběžné vzorce pro látky vzniklé během reakce, přičemž vezmeme v úvahu, že během výměnné reakce musí být jednou z látek nutně voda:

Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 2+ PO 4 3- + H 2 O

Pojďme určit správný zápis vzorce soli vzniklé během reakce:

Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Zavolejme levá strana rovnice pro baryum:

3Ba (OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Protože na pravé straně rovnice je zbytek kyseliny ortofosforečné odebrán dvakrát, (PO 4) 2, pak na levé straně je také nutné zdvojnásobit jeho množství:

3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Zbývá sladit počet atomů vodíku a kyslíku na pravé straně vody. Protože vlevo je celkový počet atomů vodíku 12, vpravo musí také odpovídat dvanácti, proto před vzorcem vody je nutné nastavte koeficient„6“ (protože molekula vody již má 2 atomy vodíku). Pro kyslík je také pozorována rovnost: vlevo je 14 a vpravo 14. Rovnice má tedy správná forma záznamy:

3Ba (OH) 2 + 2H3PO4 → Ba3(PO4)2 + 6H20 (29)

Možnost chemických reakcí

Svět se skládá z velkého množství látek. Množství variant chemických reakcí mezi nimi je také nevyčíslitelné. Ale můžeme po napsání té či oné rovnice na papír říci, že tomu bude odpovídat chemická reakce? Existuje mylná představa, že pokud je to správné nastavit kurzy v rovnici, pak to bude v praxi proveditelné. Například když vezmeme roztok kyseliny sírové a vložte to zinek, pak můžete pozorovat proces vývoje vodíku:

Zn+ H2SO4 = ZnSO4 + H2 (30)

Pokud se však do stejného roztoku nakape měď, proces vývoje plynu nebude pozorován. Reakce není proveditelná.

Cu+ H2SO4 ≠

Pokud se vezme koncentrovaná kyselina sírová, bude reagovat s mědí:

Cu + 2H2S04 = CuS04 + SO2 + 2H20 (31)

Při reakci (23) mezi plyny dusíkem a vodíkem pozorujeme termodynamická rovnováha, těch. kolik molekul amoniak NH 3 vzniká za jednotku času, jejich stejné množství se rozloží zpět na dusík a vodík. Posun chemické rovnováhy lze dosáhnout zvýšením tlaku a snížením teploty

N2 + 3H2 = 2NH3

Pokud vezmete roztok hydroxidu draselného a nalej to na něj roztok síranu sodného, pak nebudou pozorovány žádné změny, reakce nebude proveditelná:

KOH + Na2S04 ≠

Roztok chloridu sodného při interakci s bromem nebude tvořit brom, přestože tato reakce může být klasifikována jako substituční reakce:

NaCl + Br2≠

Jaké jsou důvody takových nesrovnalostí? Jde o to, že nestačí jen správně určit složené vzorce, je nutné znát specifika interakce kovů s kyselinami, dovedně používat tabulku rozpustnosti látek a znát pravidla substituce v činnostních řadách kovů a halogenů. Tento článek nastiňuje pouze ty nejzákladnější principy jak přiřadit koeficienty v reakčních rovnicích, Jak psát molekulární rovnice, Jak určit složení chemické sloučeniny.

Chemie jako věda je nesmírně rozmanitá a mnohostranná. Výše uvedený článek odráží pouze malou část procesů probíhajících v reálném světě. Druhy, termochemické rovnice, elektrolýza, procesy organické syntézy a mnohem, mnohem více. Ale o tom více v dalších článcích.

blog.site, při kopírování celého materiálu nebo jeho části je vyžadován odkaz na původní zdroj.

Reakce mezi různými typy chemických látek a prvků jsou jedním z hlavních předmětů studia chemie. Abyste pochopili, jak vytvořit reakční rovnici a použít je pro své vlastní účely, potřebujete poměrně hluboké pochopení všech vzorců v interakci látek a také procesů s chemickými reakcemi.

Psaní rovnic

Jedním ze způsobů, jak vyjádřit chemickou reakci, je chemická rovnice. Zaznamenává vzorec výchozí látky a produktu, koeficienty, které ukazují, kolik molekul má každá látka. Všechny známé chemické reakce jsou rozděleny do čtyř typů: substituce, kombinace, výměna a rozklad. Mezi ně patří: redoxní, exogenní, iontové, reverzibilní, nevratné atd.

Zjistěte více o tom, jak psát rovnice pro chemické reakce:

1. Je nutné určit název látek, které se při reakci vzájemně ovlivňují. Napíšeme je na levou stranu naší rovnice. Jako příklad uveďme chemickou reakci, která vznikla mezi kyselinou sírovou a hliníkem. Nalevo umístíme činidla: H2SO4 + Al. Dále napíšeme rovnítko. V chemii se můžete setkat se znakem „šipka“, který ukazuje doprava, nebo se dvěma šipkami směřujícími v opačných směrech, znamenají „reverzibilitu“. Výsledkem interakce kovu a kyseliny je sůl a vodík. Produkty získané po reakci zapište za rovnítko, tedy vpravo. H2SO4+Al= H2+Al2(SO4)3. Takže vidíme reakční schéma.
2. Chcete-li sestavit chemickou rovnici, musíte najít koeficienty. Vraťme se k předchozímu schématu. Podívejme se na jeho levou stranu. Kyselina sírová obsahuje atomy vodíku, kyslíku a síry v přibližném poměru 2:4:1. Na pravé straně jsou v soli 3 atomy síry a 12 atomů kyslíku. V molekule plynu jsou obsaženy dva atomy vodíku. Na levé straně je poměr těchto prvků 2:3:12
3. Pro vyrovnání počtu atomů kyslíku a síry, které jsou ve složení síranu hlinitého, je nutné umístit faktor 3 před kyselinu na levé straně rovnice. Nyní máme 6 atomů vodíku levá strana. Chcete-li vyrovnat počet prvků vodíku, musíte dát 3 před vodík na pravé straně rovnice.
4. Nyní zbývá pouze vyrovnat množství hliníku. Protože sůl obsahuje dva atomy kovu, nastavíme koeficient 2 na levou stranu před hliník. Výsledkem je reakční rovnice pro toto schéma: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2.

Po pochopení základních principů psaní reakční rovnice chemické substance, v budoucnu nebude těžké zapsat jakoukoliv reakci, i z hlediska chemie nejexotičtější.

Má valenci dvě, ale v některých sloučeninách může vykazovat vyšší valenci. Pokud je napsáno špatně, nemusí se vyrovnat.

Po správném napsání výsledných vzorců uspořádáme koeficienty. Jsou pro rovnici prvků. Podstatou vyrovnání je, že počet prvků před reakcí je roven počtu prvků po reakci. Vždy byste měli začít vyrovnávat s . Koeficienty uspořádáme podle indexů ve vzorcích. Pokud má reakce na jedné straně index dva, ale na druhé ne (nabývá hodnoty jedna), pak ve druhém případě dáme před vzorec dvojku.

Jakmile je koeficient umístěn před látku, hodnoty všech prvků v ní se zvýší na hodnotu koeficientu. Pokud má prvek index, pak se výsledný součet bude rovnat součinu indexu a koeficientu.

Po vyrovnání kovů přecházíme k nekovům. Poté přejdeme ke kyselým zbytkům a hydroxylovým skupinám. Dále vyrovnáme vodík. Na samém konci kontrolujeme reakce podle ekvalizovaného kyslíku.

Chemické reakce jsou interakce látek, doprovázené změnou jejich složení. Jinými slovy, látky vstupující do reakce neodpovídají látkám, které jsou výsledkem reakce. Člověk se s takovými interakcemi setkává každou hodinu, každou minutu. Koneckonců, procesy probíhající v jeho těle (dýchání, syntéza bílkovin, trávení atd.) jsou také chemické reakce.

Instrukce

Zapište si tedy výchozí látky na levé straně reakce: CH4 + O2.

Vpravo tedy budou reakční produkty: CO2 + H2O.

Předběžný zápis této chemické reakce bude: CH4 + O2 = CO2 + H2O.

Vyrovnejte výše uvedenou reakci, to znamená, že se ujistěte, že je splněno základní pravidlo: počet atomů každého prvku na levé a pravé straně chemické reakce musí být stejný.

Vidíte, že počet atomů uhlíku je stejný, ale počet atomů kyslíku a vodíku je jiný. Na levé straně jsou 4 atomy vodíku a na pravé straně jsou pouze 2. Před vzorec vody proto uveďte koeficient 2.

Atomy uhlíku a vodíku jsou vyrovnány, nyní zbývá udělat totéž s kyslíkem. Na levé straně jsou 2 atomy kyslíku a na pravé - 4. Umístěním koeficientu 2 před molekulu kyslíku získáte konečný záznam oxidační reakce metanu: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

Jak je příroda pro člověka nepřekvapivá: v zimě zahaluje zemi do sněhové peřiny, na jaře odhaluje vše živé jako popcornové vločky, v létě zuří bouří barev, na podzim zapaluje rostliny rudým ohněm ... A jen když se nad tím zamyslíte a pozorně se podíváte, můžete vidět, že za všemi těmito tak známými změnami jsou složité fyzikální procesy a CHEMICKÉ REAKCE. A abyste mohli studovat vše živé, musíte umět řešit chemické rovnice. Hlavním požadavkem při bilancování chemických rovnic je znalost zákona zachování látkového množství: 1) látkové množství před reakcí se rovná látkovému množství po reakci; 2) celkové množství látky před reakcí se rovná celkový počet látek po reakci.

Instrukce

Chcete-li vyrovnat "příklad", musíte provést několik kroků.
Zapsat rovnice reakce obecně. K tomu se neznámé koeficienty označují latinskými písmeny (x, y, z, t atd.). Nechť je nutné vyrovnat reakci kombinace vodíku a , v důsledku čehož se získá voda. Před molekuly vodíku, kyslíku a vody daly latinská písmena