W lekcji 13 „” z kursu ” Chemia dla opornych» rozważyć, dlaczego potrzebne są równania chemiczne; Nauczmy się wyrównywać reakcje chemiczne poprzez prawidłowe ułożenie współczynników. Ta lekcja będzie wymagała od ciebie znajomości podstaw chemii z poprzednich lekcji. Koniecznie przeczytaj o analizie elementarnej, aby uzyskać szczegółowe spojrzenie na wzory empiryczne i analizę chemiczną.
W wyniku reakcji spalania metanu CH 4 w tlenie O 2 powstaje dwutlenek węgla CO 2 i woda H 2 O. Reakcję tę można opisać równanie chemiczne:
- CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)
Spróbujmy wydobyć z równania chemicznego więcej informacji niż tylko wskazanie produkty i odczynniki reakcje. Równanie chemiczne (1) NIE jest kompletne i dlatego nie daje żadnej informacji o tym, ile cząsteczek O 2 zużywa się na 1 cząsteczkę CH 4 i ile cząsteczek CO 2 i H2 O powstaje w rezultacie. Ale jeśli napiszemy współczynniki liczbowe przed odpowiednimi wzorami cząsteczkowymi, które wskazują, ile cząsteczek każdego rodzaju bierze udział w reakcji, wówczas otrzymamy pełne równanie chemiczne reakcje.
Aby dokończyć skład równania chemicznego (1), należy pamiętać o jednej prostej zasadzie: lewa i prawa strona równania musi zawierać taką samą liczbę atomów każdego rodzaju, gdyż w trakcie nie powstają żadne nowe atomy reakcji chemicznej i żadne istniejące nie ulegają zniszczeniu. Zasada ta opiera się na prawie zachowania masy, o którym mówiliśmy na początku rozdziału.
Jest to konieczne, aby uzyskać pełne równanie z prostego równania chemicznego. Przejdźmy więc do bezpośredniego równania reakcji (1): spójrz jeszcze raz na równanie chemiczne, dokładnie na atomy i cząsteczki po prawej i lewej stronie. Łatwo zauważyć, że w reakcji biorą udział trzy rodzaje atomów: węgiel C, wodór H i tlen O. Policzmy i porównajmy liczbę atomów każdego typu po prawej i lewej stronie równania chemicznego.
Zacznijmy od węgla. Po lewej stronie jeden atom C jest częścią cząsteczki CH4, a po prawej stronie jeden atom C jest częścią CO2. Zatem liczba atomów węgla po lewej i prawej stronie jest taka sama, więc zostawiamy to w spokoju. Ale dla jasności stawiamy współczynnik 1 przed cząsteczkami z węglem, chociaż nie jest to konieczne:
- 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)
Następnie przechodzimy do liczenia atomów wodoru H. Po lewej stronie w cząsteczce CH 4 znajdują się 4 atomy H (w sensie ilościowym H 4 = 4H), a po prawej stronie są tylko 2 atomy H w cząsteczce Cząsteczka H 2 O, której jest dwa razy mniej niż po lewej stronie równania chemicznego (2). Wyrównajmy! Aby to zrobić, postawmy przed cząsteczką H 2 O współczynnik 2. Teraz będziemy mieć 4 cząsteczki wodoru H zarówno w reagentach, jak i produktach:
- 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)
Należy pamiętać, że współczynnik 2, który zapisaliśmy przed cząsteczką wody H 2 O w celu wyrównania wodoru H, zwiększa 2-krotnie wszystkie atomy zawarte w jej składzie, tj. 2H 2 O oznacza 4H i 2O. OK, wydaje się, że już to rozwiązaliśmy, pozostaje tylko policzyć i porównać liczbę atomów tlenu O w równaniu chemicznym (3). Od razu rzuca się w oczy fakt, że po lewej stronie jest dokładnie 2 razy mniej atomów O niż po prawej. Teraz już wiesz, jak samodzielnie bilansować równania chemiczne, więc od razu napiszę wynik końcowy:
- 1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O lub CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)
Jak widać, wyrównywanie reakcji chemicznych nie jest taką trudną sprawą i nie chemia jest tu istotna, ale matematyka. Równanie (4) nazywa się pełne równanie reakcja chemiczna, gdyż podlega prawu zachowania masy, tj. liczba atomów każdego typu wchodzących w reakcję dokładnie pokrywa się z liczbą atomów tego typu po zakończeniu reakcji. Każda strona tego pełnego równania chemicznego zawiera 1 atom węgla, 4 atomy wodoru i 4 atomy tlenu. Warto jednak zrozumieć kilka ważnych punktów: reakcja chemiczna to złożona sekwencja poszczególnych etapów pośrednich, dlatego na przykład równania (4) nie można interpretować w tym sensie, że 1 cząsteczka metanu musi jednocześnie zderzyć się z 2 cząsteczkami tlenu Cząsteczki. Procesy zachodzące podczas powstawania produktów reakcji są znacznie bardziej złożone. Punkt drugi: pełne równanie reakcji nie mówi nam nic o jej mechanizmie molekularnym, czyli o sekwencji zdarzeń zachodzących na poziomie molekularnym podczas jej wystąpienia.
Współczynniki w równaniach reakcji chemicznych
Kolejny wyraźny przykład prawidłowego ułożenia szanse w równaniach reakcji chemicznych: Trinitrotoluen (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 łączy się energicznie z tlenem, tworząc H 2 O, CO 2 i N 2. Zapiszmy równanie reakcji, które wyrównamy:
- C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)
Łatwiej jest skonstruować pełne równanie na podstawie dwóch cząsteczek TNT, ponieważ lewa strona zawiera nieparzystą liczbę atomów wodoru i azotu, a prawa strona zawiera liczbę parzystą:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)
Wtedy jest jasne, że 14 atomów węgla, 10 atomów wodoru i 6 atomów azotu musi przekształcić się w 14 cząsteczek dwutlenku węgla, 5 cząsteczek wody i 3 cząsteczki azotu:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)
Teraz obie części zawierają tę samą liczbę wszystkich atomów z wyjątkiem tlenu. Z 33 atomów tlenu znajdujących się po prawej stronie równania, 12 jest dostarczanych przez dwie pierwotne cząsteczki TNT, a pozostałe 21 musi być dostarczane przez 10,5 cząsteczek O2. Zatem pełne równanie chemiczne będzie wyglądać następująco:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10,5O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)
Możesz pomnożyć obie strony przez 2 i pozbyć się niecałkowitego współczynnika 10,5:
- 4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)
Ale nie musisz tego robić, ponieważ wszystkie współczynniki równania nie muszą być liczbami całkowitymi. Jeszcze bardziej poprawne byłoby utworzenie równania opartego na jednej cząsteczce TNT:
- C 7 H 5 N 3 O 6 + 5,25O 2 → 7CO 2 + 2,5H 2 O + 1,5N 2 (10)
Pełne równanie chemiczne (9) zawiera wiele informacji. Przede wszystkim wskazuje substancje wyjściowe - odczynniki, I produkty reakcje. Ponadto pokazuje, że podczas reakcji wszystkie atomy każdego typu są indywidualnie zachowywane. Jeśli pomnożymy obie strony równania (9) przez liczbę Avogadra N A = 6,022 10 23, możemy stwierdzić, że 4 mole TNT reagują z 21 molami O 2, tworząc 28 moli CO 2, 10 moli H 2 O i 6 mole N2.
Jest jeszcze jeden trik. Korzystając z układu okresowego, określamy masy cząsteczkowe wszystkich tych substancji:
- C 7 H 5 N 3 O 6 = 227,13 g/mol
- O2 = 31,999 g/mol
- CO2 = 44,010 g/mol
- H2O = 18,015 g/mol
- N2 = 28,013 g/mol
Teraz równanie 9 wskaże również, że 4 227,13 g = 908,52 g TNT wymaga 21 31,999 g = 671,98 g tlenu do zakończenia reakcji i w rezultacie powstaje 28 44,010 g = 1232,3 g CO 2, 10·18,015 g = 180,15 g H2O i 6,28,013 g = 168,08 g N2. Sprawdźmy, czy w tej reakcji jest spełniona zasada zachowania masy:
| Odczynniki | Produkty | |
| 908,52 g trotylu | 1232,3 g CO2 | |
| 671,98 g CO2 | 180,15 g H2O | |
| 168,08 g N2 | ||
| Całkowity | 1580,5 g | 1580,5 g |
Jednak poszczególne cząsteczki niekoniecznie muszą brać udział w reakcji chemicznej. Na przykład reakcja wapienia CaCO3 i kwasu solnego HCl, w wyniku której powstaje wodny roztwór chlorku wapnia CaCl2 i dwutlenku węgla CO2:
- CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)
Równanie chemiczne (11) opisuje reakcję węglanu wapnia CaCO 3 (wapień) i kwasu solnego HCl, w wyniku której powstaje wodny roztwór chlorku wapnia CaCl 2 i dwutlenku węgla CO 2. To równanie jest kompletne, ponieważ liczba atomów każdego typu po jego lewej i prawej stronie jest taka sama.
Znaczenie tego równania jest takie poziom makroskopowy (molowy). jest następująca: 1 mol lub 100,09 g CaCO3 wymaga 2 moli, czyli 72,92 g HCl, aby zakończyć reakcję, w wyniku czego powstaje 1 mol CaCl2 (110,99 g/mol), CO2 (44,01 g/mol) i H2 O (18,02 g/mol). Na podstawie tych danych liczbowych łatwo sprawdzić, że w tej reakcji spełnione jest prawo zachowania masy.
Interpretacja równania (11) na poziomie mikroskopowym (molekularnym). nie jest to takie oczywiste, ponieważ węglan wapnia jest solą, a nie związkiem molekularnym, dlatego równania chemicznego (11) nie można rozumieć w tym sensie, że 1 cząsteczka węglanu wapnia CaCO 3 reaguje z 2 cząsteczkami HCl. Co więcej, cząsteczka HCl w roztworze na ogół dysocjuje (rozpada się) na jony H + i Cl -. Zatem bardziej poprawny opis tego, co dzieje się w tej reakcji na poziomie molekularnym, daje równanie:
- CaCO 3 (roztwór) + 2H + (wodny) → Ca 2+ (wodny) + CO 2 (g.) + H 2 O (l.) (12)
Tutaj stan fizyczny każdego rodzaju cząstek jest krótko wskazany w nawiasach ( telewizja- twardy, woda- jon uwodniony w roztworze wodnym, G.- gaz, I.- płyn).
Równanie (12) pokazuje, że stały CaCO 3 reaguje z dwoma uwodnionymi jonami H +, tworząc jon dodatni Ca 2+, CO 2 i H 2 O. Równanie (12), podobnie jak inne kompletne równania chemiczne, nie daje wyobrażenia o mechanizm molekularny reaguje i jest mniej wygodny do liczenia ilości substancji, daje jednak lepszy opis tego, co dzieje się na poziomie mikroskopowym.
Wzmocnij swoją wiedzę na temat tworzenia równań chemicznych, samodzielnie przepracowując przykład z rozwiązaniem:
Mam nadzieję, że z lekcji 13” Pisanie równań chemicznych„Nauczyłeś się czegoś nowego dla siebie. Jeśli masz jakieś pytania, napisz je w komentarzach.
L 
Czy łatwo jest umieścić współczynniki w równaniach chemicznych?
I tak moje dzieci wyrosły na chemię (jestem wychowawcą klasy 8 B). Chemii najczęściej uczy się dzieci na pierwszej lekcji, ale w czwartek nie miałam pierwszej lekcji i poprosiłam, abym poszła na lekcję Walentyny Iwanowny, aby „popatrzyć na dzieci” i sprawdzić pamiętniki. Temat mnie zafascynował, w szkole uwielbiałam chemię i nie sprawdzałam pamiętników. Po raz kolejny przekonałam się, że studenci najczęściej doświadczają trudności, ponieważ nie widzą powiązań interdyscyplinarnych. Na tej lekcji chemii uczniowie mieli za zadanie utworzyć równania chemiczne w oparciu o wartościowość substancji chemicznych. Wielu uczniów miało trudności z określeniem współczynników liczbowych. W sobotę Walentyna Iwanowna i ja mieliśmy kolejną lekcję chemii.
Ćwiczenie 1.
Zapisz poniższe zdania w postaci równań chemicznych:
A) „Podczas wypalania węglanu wapnia powstaje tlenek wapnia i tlenek węgla (IV)”; b) „W reakcji tlenku fosforu (V) z wodą powstaje kwas fosforowy.”
Rozwiązanie:
A) CaCO 3 = CaO + CO 2 - reakcja jest endotermiczna. Z tym zadaniem nie było żadnych trudności, gdyż nie było potrzeby szukania współczynników liczbowych. Początkowo lewa i prawa strona równania zawierają jeden atom wapnia, jeden atom węgla i trzy atomy tlenu.
B) P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 - reakcja jest egzotermiczna. Wystąpiły problemy z drugim równaniem, bez współczynników liczbowych poprawna równość nie zadziałała: P 2 O 5 + H 2 O → H 3 PO 4 . Oczywiście, aby sporządzić poprawną równość, należy wybrać współczynniki liczbowe. Jeśli wybierzesz, możesz zacząć od fosforu: po lewej stronie są dwa atomy, a po prawej jeden, więc przed wzorem kwasu azotowego stawiamy współczynnik liczbowy równy dwa i otrzymujemy: P 2 O 5 + H 2O → 2H3PO4. Ale teraz pozostaje wyrównać liczbę atomów tlenu i wodoru: po lewej stronie są dwa atomy wodoru, a po prawej sześć, więc przed wzorem wody stawiamy współczynnik liczbowy równy trzy i wtedy otrzymujemy: P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4. Teraz łatwo upewnić się, że w każdej części równania znajdują się równe ilości atomów fosforu oraz atomów wodoru i atomów tlenu, dlatego otrzymaliśmy prawidłowe równanie reakcji chemicznej: P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4.
Drugi sposób: algebraiczny. Załóżmy, że do równania umieścimy trzy współczynniki a, b, c , że otrzymano prawidłowe równanie reakcji chemicznej: A P2O5+ V H2O= Z H3PO4. Ponieważ w równaniu wykorzystywane są atomy trzech typów, utworzymy układ trzech równań liniowych z trzema niewiadomymi a, c I Z .
Substancje użyte w reakcji chemicznej: P – fosfor; O 2 – tlen; P 2 O 5 – tlenek fosforu (V).
B) Fe 2 (SO 4) 3 + KOH → Fe (OH) 3 + K 2 SO 4.
Substancje użyte w reakcji chemicznej: Fe 2 (SO 4) 3 - siarczan żelaza (III); KOH – wodorotlenek potasu; Fe(OH) 3 – wodorotlenek żelaza (III); K 2 SO 4 – siarczan potasu.
D) CuOH → Cu 2 O + H 2 O.
Rozwiązanie: 2CuOH \u003d Cu 2 O + H 2 O. Problem określenia współczynników numerycznych rozwiązano kompilując układ równań: 
Substancje użyte w reakcji chemicznej: CuOH – wodorotlenek miedzi(I); Cu 2 O – tlenek miedzi (I); H2O – woda.
D) CS 2 + O 2 → CO 2 + SO 2.
Rozwiązanie: CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2. Rozwiązaliśmy dobierając współczynniki: wyrównaliśmy liczbę atomów siarki (2); wyrównała liczbę atomów tlenu (3).
Substancje użyte w reakcji chemicznej: CS 2 – siarczek siarki (IV); O 2 –
Substancje użyte w reakcji chemicznej: FeS 2 – piryt; O 2 – tlen; Fe 2 O 3 – tlenek żelaza (III); SO 2 - tlenek siarki (IV).
Ćwiczenie 3.
(Proponowano rozwiązanie jako odrębną pracę).
Stan : schorzenie:
Zapisz równania reakcji chemicznych według następujących schematów:
A) kwas fosforowy + wodorotlenek sodu → fosforan sodu + woda;
B) tlenek sodu + woda → wodorotlenek sodu;
B) tlenek żelaza (II) + glin → tlenek glinu + żelazo;
D) wodorotlenek miedzi (II) → tlenek miedzi (II) + woda.
Odpowiedź:
A) 2H3PO4 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 6H2O;
B) Na2O + H2O = 2NaOH;
B) 3FeO + 2Al = Al 2O 3 + 3Fe;
D) Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O.
W ciągu 10 minut 85% uczniów wykonało zadanie „doskonale”, co mile zaskoczyło Walentinę Iwanownę.
Istnieje kilka metod wyznaczania współczynników w równaniach reakcji redoks. Stosujemy metodę wagi elektronicznej, w której zestawienie pełnego równania OVR przeprowadza się w następującej kolejności:
1. Sporządź diagram reakcji, wskazując substancje, które przereagowały oraz substancje powstałe w wyniku reakcji, np.:
2. Określ stopień utlenienia atomów i zapisz jego znak oraz wartość nad symbolami pierwiastków, zwracając uwagę na pierwiastki, których stopień utlenienia uległ zmianie:
3. Zapisz równania elektroniczne reakcji utleniania i redukcji, określ liczbę elektronów oddanych przez reduktor i przyjętych przez utleniacz, a następnie wyrównaj je, mnożąc przez odpowiednie współczynniki:
4. Otrzymane współczynniki odpowiadające wadze elektronicznej przenosimy do równania głównego:
5. Wyrównaj liczbę atomów i jonów, które nie zmieniają stopnia utlenienia (w kolejności: metale, niemetale, wodór):
6. Sprawdź poprawność doboru współczynników ze względu na liczbę atomów tlenu w lewej i prawej części równania reakcji - muszą być one równe (w tym równaniu 24 = 18 + 2 + 4, 24 = 24).
Spójrzmy na bardziej złożony przykład:
Określmy stopnie utlenienia atomów w cząsteczkach:
Układamy równania elektroniczne dla reakcji utleniania i redukcji oraz wyrównujemy liczbę oddanych i odebranych elektronów:
Przenieśmy współczynniki do równania głównego:
Wyrównajmy liczbę atomów, które nie zmieniają stopnia utlenienia:
Zliczając liczbę atomów tlenu po prawej i lewej stronie równania, upewniamy się, że współczynniki zostały dobrane prawidłowo.
Najważniejsze utleniacze i reduktory
Właściwości redoks pierwiastków zależą od budowy powłoki elektronowej atomów i są określone przez ich położenie w układzie okresowym Mendelejewa.
Metale posiadające 1-3 elektrony na zewnętrznym poziomie energii łatwo je oddają i wykazują jedynie właściwości redukujące. Niemetale (pierwiastki z grup IV-VII) mogą zarówno oddawać, jak i przyjmować elektrony, mogą więc wykazywać zarówno właściwości redukujące, jak i utleniające. W okresach wzrostu liczby porządkowej pierwiastka właściwości redukujące prostych substancji słabną, a utleniające wzrastają. W grupach o podwyższonym numerze seryjnym właściwości redukujące ulegają wzmocnieniu, a właściwości utleniające osłabione. Zatem, z substancji prostych najlepszymi reduktorami są metale alkaliczne, glin, wodór, węgiel; najlepszymi utleniaczami są halogeny i tlen.
Właściwości redoks substancji złożonych zależą od stopnia utlenienia tworzących je atomów. Substancje zawierające atomy o najniższym stopniu utlenienia wykazują właściwości redukujące. Najważniejszymi czynnikami redukującymi są tlenek węgla 
, siarkowodór 
, siarczan żelaza (II). 
.Substancje zawierające atomy o najwyższym stopniu utlenienia wykazują właściwości utleniające. Najważniejszymi utleniaczami są nadmanganian potasu 
, dwuchromian potasu 
, nadtlenek wodoru 
, Kwas azotowy 
, stężony kwas siarkowy 
.
Substancje zawierające atomy na pośrednim stopniu utlenienia mogą zachowywać się jak środki utleniające lub redukujące. w zależności od właściwości substancji, z którymi wchodzą w interakcję i warunków reakcji. Zatem w reakcji z 
kwas siarkowy wykazuje właściwości redukujące:
a podczas interakcji z siarkowodorem jest środkiem utleniającym:
Ponadto w przypadku takich substancji możliwe są reakcje samoutleniania-samoodzysku, zachodzące przy jednoczesnym wzroście i spadku stopnia utlenienia atomów tego samego pierwiastka, na przykład:
Siła wielu środków utleniających i redukujących zależy od pH ośrodka. Na przykład, 
w środowisku zasadowym ulega redukcji do 
, w neutralnym do 
, w obecności kwasu siarkowego - do 
.
Aby dowiedzieć się, jak zrównoważyć równanie chemiczne, musisz najpierw poznać cel tej nauki.
Definicja
Chemia bada substancje, ich właściwości i przemiany. Jeśli nie nastąpi zmiana koloru, wytrącenie, uwolnienie substancji gazowej, wówczas nie nastąpi żadna interakcja chemiczna.
Na przykład podczas piłowania żelaznego gwoździa metal po prostu zamienia się w proszek. W takim przypadku nie zachodzi żadna reakcja chemiczna.
Kalcynacji nadmanganianu potasu towarzyszy tworzenie się tlenku manganu (4), uwalnianie tlenu, czyli obserwuje się interakcję. W tym przypadku pojawia się całkowicie naturalne pytanie, jak poprawnie wyrównać równania chemiczne. Przyjrzyjmy się wszystkim niuansom związanym z taką procedurą.
Specyfika przemian chemicznych
Wszelkie zjawiska, którym towarzyszy zmiana składu jakościowego i ilościowego substancji, zalicza się do przemian chemicznych. W formie molekularnej proces spalania żelaza w atmosferze można wyrazić za pomocą znaków i symboli.
Metodyka wyznaczania współczynników
Jak wyrównać współczynniki w równaniach chemicznych? Zajęcia z chemii w szkole średniej obejmują metodę wagi elektronicznej. Przyjrzyjmy się procesowi bardziej szczegółowo. Na początek w początkowej reakcji konieczne jest uporządkowanie stopni utlenienia każdego pierwiastka chemicznego.
Istnieją pewne zasady, według których można je określić dla każdego elementu. W prostych substancjach stopnie utlenienia będą wynosić zero. W związkach binarnych pierwszy element ma wartość dodatnią, odpowiadającą najwyższej wartościowości. W przypadku tego ostatniego parametr ten określa się poprzez odjęcie numeru grupy od ośmiu i ma znak minus. Wzory składające się z trzech elementów mają swoje własne niuanse w obliczaniu stopni utlenienia.
Dla pierwszego i ostatniego elementu kolejność jest podobna do definicji w związkach binarnych i sporządzane jest równanie w celu obliczenia elementu centralnego. Suma wszystkich wskaźników musi być równa zero, na tej podstawie obliczany jest wskaźnik dla środkowego elementu wzoru.
Kontynuujmy rozmowę o tym, jak wyrównywać równania chemiczne metodą wagi elektronicznej. Po ustaleniu stopni utlenienia można określić, które jony lub substancje zmieniły swoją wartość w wyniku oddziaływania chemicznego.
Znaki plus i minus muszą wskazywać liczbę elektronów, które zostały przyjęte (oddane) podczas interakcji chemicznej. Pomiędzy otrzymanymi liczbami znajduje się najmniejsza wspólna wielokrotność.
Dzieląc go na elektrony odebrane i oddane, otrzymuje się współczynniki. Jak zbilansować równanie chemiczne? Liczby uzyskane w bilansie należy umieścić przed odpowiednimi wzorami. Warunkiem jest sprawdzenie ilości każdego elementu po lewej i prawej stronie. Jeśli współczynniki są umieszczone prawidłowo, ich liczba powinna być taka sama.
Prawo zachowania masy substancji
Omawiając sposób zrównoważenia równania chemicznego, należy zastosować to prawo. Biorąc pod uwagę, że masa substancji, które weszły w reakcję chemiczną, jest równa masie powstałych produktów, możliwe staje się ustawienie współczynników przed wzorami. Na przykład, jak zbilansować równanie chemiczne, jeśli proste substancje wapń i tlen oddziałują, a po zakończeniu procesu otrzymuje się tlenek?
Aby poradzić sobie z zadaniem, należy wziąć pod uwagę, że tlen jest cząsteczką dwuatomową z kowalencyjnym wiązaniem niepolarnym, dlatego jego wzór zapisano w następującej formie - O2. Po prawej stronie, tworząc tlenek wapnia (CaO), brana jest pod uwagę wartościowość każdego pierwiastka.
Najpierw musisz sprawdzić ilość tlenu po obu stronach równania, ponieważ jest ona inna. Zgodnie z prawem zachowania masy substancji przed wzorem produktu należy umieścić współczynnik 2. Następnie sprawdza się wapń. Aby to wyrównać, przed substancją pierwotną stawiamy współczynnik 2. W efekcie otrzymujemy zapis:
- 2Ca+O2=2CaO.
Analiza reakcji metodą wagi elektronicznej
Jak zbilansować równania chemiczne? Przykłady OVR pomogą odpowiedzieć na to pytanie. Załóżmy, że w proponowanym schemacie konieczne jest uporządkowanie współczynników metodą wagi elektronicznej:
- CuO + H2=Cu + H2O.
Na początek przypiszemy stopnie utlenienia każdemu z pierwiastków w substancjach wyjściowych i produktach reakcji. Otrzymujemy następującą postać równania:
- Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).
Wskaźniki uległy zmianie dla miedzi i wodoru. To na ich podstawie sporządzimy bilans elektroniczny:
- Cu(+2)+2е=Cu(0) 1 środek redukujący, utlenianie;
- H2(0)-2e=2H(+) 1 utleniacz, redukcja.
Na podstawie współczynników uzyskanych w wadze elektronicznej otrzymujemy następujący zapis proponowanego równania chemicznego:
- CuO+H2=Cu+H2O.
Weźmy inny przykład, który wymaga ustawienia współczynników:
- H2+O2=H2O.
Aby wyrównać ten schemat w oparciu o prawo zachowania substancji, należy zacząć od tlenu. Biorąc pod uwagę, że zareagowała cząsteczka dwuatomowa, przed wzorem produktu reakcji należy umieścić współczynnik 2.
- 2H2+O2=2H2O.
Wniosek
Na podstawie wagi elektronicznej można umieszczać współczynniki w dowolnych równaniach chemicznych. Absolwentom dziewiątych i jedenastych klas placówek oświatowych, którzy wybiorą egzamin z chemii, oferujemy podobne zadania w jednym z zadań testów końcowych.
Algorytm
Układ współczynników w równaniach reakcji chemicznych
Nauczyciel chemii MBOU Liceum nr 2
Wołodczenko Swietłana Nikołajewna
Ussurijsk
UKŁAD WSPÓŁCZYNNIKÓW W RÓWNANIACH REAKCJI CHEMICZNYCH
Liczba atomów jednego pierwiastka po lewej stronie równania musi być równa liczbie atomów tego pierwiastka po prawej stronie równania.
Zadanie 1 (dla grup).Określ liczbę atomów każdego pierwiastka chemicznego biorącego udział w reakcji.
1. Oblicz liczbę atomów:
A) wodór: 8NH3, NaOH, 6NaOH, 2NaOH,NZRO4, 2H2SO4, 3H2S04, 8H2SO4;
6) tlen: C02, 3C02, 2C02, 6CO, H2SO4, 5H2SO4, 4H2S04, HN03.
2. Oblicz liczbę atomów: a)wodór:
1) NaOH + HCl 2)CH4+H20 3)2Na+H2
b) tlen:
1) 2СО + 02 2) С02 + 2Н.О. 3)4NO2 + 2H2O + O2
Algorytm porządkowania współczynników w równaniach reakcji chemicznych
А1 + О2 → А12О3A1-1 atom A1-2
Atom O-2 O-3
2. Spośród elementów o różnej liczbie atomów w lewej i prawej części diagramu wybierz ten, którego liczba atomów jest większa
Atomy O-2 po lewej stronie
Atomy O-3 po prawej stronie
3. Znajdź najmniejszą wspólną wielokrotność (LCM) liczby atomów tego pierwiastka po lewej stronie równania i liczbę atomów tego pierwiastka po prawej stronie równania
LCM = 6
4. Podziel LCM przez liczbę atomów tego pierwiastka po lewej stronie równania, uzyskaj współczynnik dla lewej strony równania
6:2 = 3
Al + ZO 2 →Al 2 O 3
5. Podziel LCM przez liczbę atomów tego pierwiastka po prawej stronie równania, uzyskaj współczynnik dla prawej strony równania
6:3 = 2
A1+ O 2 →2A1 2 O3
6. Jeżeli ustawiony współczynnik zmienił liczbę atomów innego pierwiastka, powtórz ponownie kroki 3, 4, 5.
A1 + ZO 2 → →2А1 2 O 3
A1 -1 atom A1 - 4
LCM = 4
4:1=4 4:4=1
4A1 + ZO 2 → →2A1 2 O 3
. Podstawowy test przyswajania wiedzy (8-10 min .).
Po lewej stronie diagramu znajdują się dwa atomy tlenu, a po prawej jeden. Liczbę atomów należy wyrównać za pomocą współczynników.
1)2Mg+O2 →2MgO
2) CaCO33 + 2HCl → CaCl2 + N2 O + CO2
Zadanie 2 Umieść współczynniki w równaniach reakcji chemicznych (zwróć uwagę, że współczynnik zmienia liczbę atomów tylko jednego pierwiastka):
1. Fe 2 O 3 + A l → A l 2 O 3 + Fe; Mg+N 2 → Mg 3 N 2 ;
2. Al + S → Glin 2 S 3 ; A1+ Z → Glin 4 C 3 ;
3. Al + Cr 2 O 3 → Cr+Al 2 O 3 ; Ca+P → Ok 3 P 2 ;
4. C + H 2 → CH 4 ; Ok + C → SaS 2 ;
5. Fe + O 2 → Fe 3 O 4 ; Si+Mg → Mg 2 Si;
6/.Na+S → Nie 2 S; CaO+ Z → CaC 2 + CO;
7.Ca+N 2 → C A 3 N 2 ; Si+Cl 2 → SiCl 4 ;
8. Ag+S → Ag 2 S; N 2 + Z l 2 → NS ja;
9.N 2 +O 2 → NIE; WSPÓŁ 2 + Z → WSPÓŁ ;
10. Cześć → N 2 → + 1 2 ; Mg+ NS l → MgCl 2 + N 2 ;
11.FeS+ NS 1 → FeCl 2 +H 2 S; Zn+HCl → ZnCl 2 +H 2 ;
12. Fr 2 +KI → KBr+ I 2 ; Si+HF (R) → SiF 4 +H 2 ;
1./HCl+Na 2 WSPÓŁ 3 → WSPÓŁ 2 +H 2 O + NaCl; KClO 3 + S → → KCl + SO 2 ;
14.Kl 2 +KBr → KCl + Br 2 ; SiO 2 + Z → Si + CO;
15. SiO2 2 + Z → SiC+CO; Mg+SiO 2 → Mg 2 Si+MgO
16. Mg 2 Si + HCl → MgCl 2 + SiH 4
1.Jakie jest równanie reakcji chemicznej?
2.Co jest zapisane po prawej stronie równania? A po lewej stronie?
3.Co oznacza znak „+” w równaniu?
4. Dlaczego w równaniach chemicznych umieszcza się współczynniki?