Chemickou rovnici lze nazvat vizualizací chemické reakce pomocí znaků matematiky a chemických vzorců. Taková akce je odrazem nějaké reakce, během níž se objevují nové látky.

Chemické úlohy: typy

Chemická rovnice je sled chemických reakcí. Jsou založeny na zákonu zachování hmotnosti libovolných látek. Existují pouze dva typy reakcí:

• Sloučeniny – patří sem (dochází k záměně atomů složených prvků za atomy jednoduchých činidel), výměna (substituce základní části dvě komplexní látky), neutralizace (reakce kyselin se zásadami, tvorba soli a vody).
• Rozklad - vznik dvou nebo více složitých nebo jednoduchých látek z jednoho komplexu, jejich složení je však jednodušší.

Chemické reakce lze také rozdělit na typy: exotermické (probíhají s uvolňováním tepla) a endotermické (absorpce tepla).

Tato otázka znepokojuje mnoho studentů. Zde je několik jednoduchých tipů, které vám pomohou naučit se řešit chemické rovnice:

• Touha porozumět a zvládnout. Nemůžete se odchýlit od svého cíle.
• Teoretické znalosti. Bez nich není možné sestavit ani elementární vzorec sloučeniny.
• Správnost napsání chemického problému - i sebemenší chyba ve stavu anuluje veškeré vaše úsilí při jeho řešení.

Je žádoucí, aby pro vás byl proces řešení chemických rovnic vzrušující. Pak už pro vás chemické rovnice (jak je řešit a jaké body si musíte zapamatovat, rozebereme v tomto článku) nebudou problematické.

Úlohy, které se řeší pomocí rovnic chemických reakcí

Mezi tyto úkoly patří:

• Zjištění hmotnosti složky dané hmotnosti jiného činidla.
• Úkoly pro kombinaci "hmotnost-krtek".
• Výpočty pro kombinaci "objem-mol".
• Příklady používající výraz "přebytek".
• Výpočty s použitím činidel, z nichž jedno neobsahuje nečistoty.
• Úkoly pro rozpad výsledku reakce a pro výrobní ztráty.
• Problémy při hledání vzorce.
• Úkoly, kde jsou reagencie poskytovány jako roztoky.
• Úkoly obsahující směsi.

Každý z těchto typů úloh zahrnuje několik podtypů, které jsou obvykle podrobně diskutovány v prvních školních lekcích chemie.

Chemické rovnice: Jak řešit

Existuje algoritmus, který pomáhá zvládnout téměř jakýkoli úkol této obtížné vědy. Abyste pochopili, jak správně řešit chemické rovnice, musíte postupovat podle určitého vzoru:

• Při psaní reakční rovnice nezapomeňte nastavit koeficienty.
• Určete, jak najít neznámá data.
• Správnost aplikace ve zvoleném vzorci proporcí nebo použití pojmu "množství látky".
• Věnujte pozornost měrným jednotkám.

Na konci je důležité úkol zkontrolovat. V procesu řešení byste mohli udělat elementární chybu, která ovlivnila výsledek rozhodnutí.

Základní pravidla pro sestavování chemických rovnic

Pokud hůl správné pořadí, pak vás nebude trápit otázka, co jsou chemické rovnice, jak je řešit:

• Vzorce látek, které reagují (činidla) jsou napsány na levé straně rovnice.
• Vzorce látek, které vznikají v důsledku reakce, jsou již napsány na pravé straně rovnice.

Formulace reakční rovnice vychází ze zákona zachování hmotnosti látek. Obě strany rovnice tedy musí být stejné, tedy se stejným počtem atomů. Toho lze dosáhnout, pokud jsou koeficienty správně umístěny před vzorce látek.

Uspořádání koeficientů v chemické rovnici

Algoritmus pro umístění koeficientů je následující:

• Počítejte na levé a pravé straně rovnice atomy každého prvku.
• Stanovení měnícího se počtu atomů v prvku. Musíte také najít N.O.K.
• Získání koeficientů dosáhneme dělením N.O.K. pro indexy. Nezapomeňte uvést tato čísla před vzorce.
• Dalším krokem je přepočet počtu atomů. Někdy je nutné akci opakovat.

K vyrovnání částí chemické reakce dochází pomocí koeficientů. Výpočet indexů se provádí pomocí valence.

Pro úspěšné sestavení a řešení chemických rovnic je třeba počítat fyzikální vlastnosti látky jako objem, hustota, hmotnost. Musíte také znát stav reagujícího systému (koncentrace, teplota, tlak), rozumět jednotkám měření těchto veličin.

Pro pochopení otázky, co jsou chemické rovnice, jak je řešit, je nutné použít základní zákony a pojmy této vědy. K úspěšnému výpočtu takových úloh je také nutné zapamatovat si nebo zvládnout dovednosti matematických operací, umět provádět akce s čísly. Doufáme, že s našimi tipy si s chemickými rovnicemi poradíte snadněji.

Reakce mezi různými druhy chemikálií a prvků jsou jedním z hlavních předmětů studia chemie. Abyste pochopili, jak sestavit 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. Obsahuje 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 spolu v reakci interagují. Napíšeme je na levou stranu naší rovnice. Jako příklad uveďme chemickou reakci, která proběhla mezi kyselinou sírovou a hliníkem. Nalevo máme činidla: H2SO4 + Al. Dále napište rovnítko. V chemii můžete vidět znak šipky, který ukazuje doprava, nebo dvě protilehlé šipky, které znamenají „reverzibilitu“. Výsledkem interakce kovu a kyseliny je sůl a vodík. Produkty získané po reakci zapište za znak „rovná se“, tedy vpravo. H2SO4+Al= H2+Al2(SO4)3. Takže vidíme reakční schéma.
2. Pro sestavení chemické rovnice je nezbytné najít koeficienty. Vraťme se k předchozímu diagramu. 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 dva atomy vodíku. Na levé straně je poměr těchto prvků 2:3:12
3. Abychom vyrovnali počet atomů kyslíku a síry, které jsou ve složení síranu hlinitého, je nutné před kyselinu na levé straně rovnice umístit faktor 3. Nyní máme 6 atomů vodíku na levá strana. Chcete-li vyrovnat počet prvků vodíku, musíte před vodík na pravé straně rovnice umístit 3.
4. Nyní zbývá pouze vyrovnat množství hliníku. Protože složení soli zahrnuje dva atomy kovu, pak na levé straně před hliníkem nastavíme koeficient 2. Výsledkem bude reakční rovnice tohoto schématu: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2

Po pochopení základních principů, jak napsat rovnici pro reakci chemikálií, nebude v budoucnu těžké zapsat jakoukoli, byť z chemického hlediska nejexotičtější, reakci.

Pro popis probíhajících chemických reakcí jsou sestaveny rovnice chemických reakcí. V nich jsou vlevo od rovnítka (nebo šipky →) napsány vzorce činidel (látky, které vstupují do reakce) a vpravo jsou produkty reakce (látky, které se získají po chemické reakci) . Protože mluvíme o rovnici, počet atomů na levé straně rovnice by se měl rovnat tomu, co je na pravé straně. Proto se po sestavení schématu chemické reakce (záznam reaktantů a produktů) dosadí koeficienty, aby se vyrovnal počet atomů.

Koeficienty jsou čísla před vzorci látek, udávající počet molekul, které reagují.

Předpokládejme například, že při chemické reakci reaguje plynný vodík (H 2) s plynným kyslíkem (O 2). V důsledku toho se tvoří voda (H 2 O). Schéma reakce bude vypadat takto:

H2 + O2 -> H20

Vlevo jsou dva atomy vodíku a kyslíku a vpravo dva atomy vodíku a pouze jeden kyslík. Předpokládejme, že v důsledku reakce jedné molekuly vodíku a jednoho kyslíku vzniknou dvě molekuly vody:

H2 + 02 -> 2H20

Nyní je počet atomů kyslíku před a po reakci vyrovnán. Vodíku před reakcí je však dvakrát méně než po ní. Je třeba uzavřít, že pro tvorbu dvou molekul vody jsou potřeba dvě molekuly vodíku a jeden kyslík. Poté získáte následující reakční schéma:

2H2+02 -> 2H20

Zde je počet atomů různých chemických prvků stejný před a po reakci. To znamená, že se již nejedná pouze o reakční schéma, ale reakční rovnice. V reakčních rovnicích je šipka často nahrazena rovnítkem, aby se zdůraznilo, že počet atomů různých chemických prvků je vyrovnán:

2H2 + O2 \u003d 2H20

Zvažte tuto reakci:

NaOH + H3P04 → Na3P04 + H20

Po reakci se vytvořil fosfát, který obsahuje tři atomy sodíku. Před reakcí vyrovnejte množství sodíku:

3NaOH + H3P04 → Na3P04 + H20

Množství vodíku před reakcí je šest atomů (tři v hydroxidu sodném a tři v kyselině fosforečné). Po reakci - pouze dva atomy vodíku. Vydělením šesti dvěma dáváme tři. Takže před vodou musíte dát číslo tři:

3NaOH + H3P04 -> Na3P04 + 3H20

Počet atomů kyslíku před a po reakci je stejný, takže další výpočet koeficientů může být vynechán.

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 všichni jsme zmokli, jak se říká, „na kůži“, pak to není žádná proměna: koneckonců, oblečení bylo suché, ale mokré.

Pokud například vezmete železný hřebík, zpracujte jej pilníkem a poté sestavte Železné piliny (Fe) , pak to také není transformace: byl tam hřebík - stal se z něj prášek. Ale pokud po tom sestavit zařízení a držet získávání kyslíku (O 2): rozehřát manganistan draselný(KMpo 4) a shromážděte kyslík do zkumavky a poté do ní vložte tyto železné piliny zahřáté „do červena“, poté 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. Hřebík totiž sám o sobě jako látka (železo) i přes svou odlišnou podobu zůstal a naše oblečení nasálo vodu z deště a ta se pak vypařila do atmosféry. Voda samotná se nezměnila. Co jsou tedy transformace z hlediska chemie?

Přeměny jsou z hlediska chemie takové jevy, které jsou doprovázeny změnou složení látky. Vezměme si jako příklad stejný hřebík. Nezáleží na tom, jakou podobu měl po podání, ale po sebrání z něj Železné piliny umístěn v atmosféře kyslíku - proměnil se v oxid železa(Fe 2 Ó 3 ) . Takže, opravdu se něco změnilo? Ano má. Byla tam látka na nehty, ale pod vlivem kyslíku se vytvořila nová látka - oxid prvkužláza. molekulární rovnice tato transformace může být reprezentována následujícími chemickými symboly:

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

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

Známky chemických prvků.

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

V této tabulce jsou v příslušném pořadí umístěny prvky. Dodnes je jich známo asi 120. Názvy mnoha prvků jsou nám známy již delší dobu. Jsou to: železo, hliník, kyslík, uhlík, zlato, křemík. Dříve jsme tato slova bez váhání používali a ztotožňovali je s předměty: železný šroub, hliníkový drát, kyslík v atmosféře, Zlatý prsten atd. atd. Ale ve skutečnosti se všechny tyto látky (šroub, drát, prsten) skládají z příslušných prvků. Celý paradox je v tom, že prvek se nedá dotknout, sebrat. Jak to? Jsou v periodické tabulce, ale nemůžete je vzít! Ano přesně. Chemický prvek je abstraktní (to jest 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 je charakteristický svým vlastním elektronová konfigurace atomu. Počet protonů v jádře atomu se rovná počtu elektronů v jeho orbitalech. Například vodík je prvek #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 číslo 3. Jeho atom se skládá ze 3 protonů a 3 elektronů. Darmstadtium - prvek číslo 110. Jeho atom se skládá ze 110 protonů a 110 elektronů.

Každý prvek je označen určitým symbolem, latinskými písmeny, a má určité čtení v překladu 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. Všechna tato označení najdeme v každé učebnici chemie pro 8. ročník. Pro nás nyní 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 železa a síry vzájemně ovlivňují, pak rovnice bude mít následující tvar:

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). A měli byste věnovat pozornost
Speciální pozornostže všechny kovy jsou označeny jedinými symboly: K, Ba, Ca, Al, V, Mg atd., a nekovy - buď jednoduchými symboly: C, S, P nebo mohou mít různé indexy, které označují jejich molekulární strukturu: H2, Cl2, O2, J2, P4, S8. V budoucnu to bude velmi velká důležitost při psaní rovnic. Není vůbec těžké uhodnout, že složité látky jsou látky vzniklé z atomů. jiný druh, například,

jeden). Oxidy:
oxid hlinitý Al 2 O 3,

oxid sodný Na20
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 draslíková zásada KOH,
hydroxid sodný NaOH.

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

čtyři). soli:
thiosíran sodný Na2S203,
síran sodný nebo Glauberova sůl Na2S04,
uhličitan vápenatý nebo vápenec CaCO 3,
chlorid měďnatý CuCl2

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

Nakonec, když jsme si ujasnili strukturu různých látek, můžeme začít psát chemické rovnice.

Chemická rovnice.

Samotné slovo „rovnice“ je odvozeno od slova „vyrovnat“, tzn. rozdělit něco na stejné části. V matematice jsou rovnice téměř samotnou podstatou této vědy. Můžete například dát takovou 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, prvků, které se jich účastní. Nebo, je-li dána iontová rovnice, pak v ní počet částic musí také splňovat tento požadavek. Chemická rovnice je podmíněný záznam chemické reakce pomocí chemických vzorců a matematických znaků. Chemická rovnice neodmyslitelně odráží konkrétní chemickou reakci, tj. proces interakce látek, během kterého vznikají nové látky. Například je to nutné napsat molekulární rovnici reakce, které 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:

ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)

Nejprve je třeba pochopit, že velké číslo „2“ před látkou HCl se nazývá koeficient a malá čísla „2“, „4“ podle vzorců ВаСl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 se nazývají indexy. Koeficienty i indexy v chemických rovnicích hrají roli faktorů, nikoli členů. Aby bylo možné správně napsat chemickou rovnici, je to nutné uspořádat 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 atom chloru (Cl). Z toho vyplývá, že na pravé straně rovnice je počet atomů vodíku a chloru poloviční než na levé straně. Proto před vzorec HCl na pravé straně rovnice je nutné umístit koeficient "2". Pokud nyní sečteme počet atomů prvků zapojených do této reakce, jak vlevo, tak vpravo, dostaneme následující rovnováhu:

V obou částech rovnice je počet atomů prvků účastnících se reakce stejný, takže je to správně.

Chemická rovnice a chemické reakce

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

jeden). Spojovací reakce
2). rozkladné reakce.

Drtivá většina chemických reakcí patří k adičním reakcím, protože ke změnám v jejím složení může jen zřídka dojít u jediné látky, pokud není vystavena vnějším vlivům (rozpouštění, zahřívání, světlo). Nic necharakterizuje chemický jev nebo reakci tak 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, sedimentací, uvolňováním plynných produktů, hlukem.

Pro přehlednost uvádíme několik rovnic, které odrážejí procesy složených reakcí, během kterých získáváme chlorid sodný(NaCl), chlorid zinečnatý(ZnCl 2), sraženina chloridu stříbrného(AgCl), chlorid hlinitý(AlCl 3)

Cl 2 + 2Na = 2NaCl (4)

CuCl2 + Zn \u003d ZnCl2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl \u003d AgCl + 2 KNO 3 (6)

3HCl + Al(OH)3 \u003d AlCl3 + 3H20 (7)

Mezi reakcemi sloučeniny je třeba poznamenat zejména 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 uvolňuje z roztoku v kovovém stavu.

Výměnné reakce jsou reakce, při kterých si dvě složité látky vyměňují své složky. V případě reakce (6) tvoří rozpustné soli AgNO 3 a KCl, když jsou oba roztoky vypuštěny, nerozpustnou sraženinu soli AgCl. Zároveň si vyměňují své součásti - kationtů a aniontů. Draselné kationty K + jsou navázány na anionty NO 3 a stříbrné kationty Ag + - na anionty Cl -.

Zvláštním, zvláštním případem výměnných reakcí je neutralizační reakce. Neutralizační reakce jsou reakce, při kterých kyseliny reagují s bázemi za vzniku soli a vody. V příkladu (7) kyselina chlorovodíková HCl reaguje s bází Al(OH)3 za vzniku soli AICI3 a vody. V tomto případě dochází k výměně kationtů hliníku Al 3+ z báze za anionty Cl - z kys. V důsledku toho se to stane 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. Jako reakce lze uvést ty, v jejichž procesu se 1) rozkládají. 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(CO 2) a oxid vápenatý(Cao)

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 \u003d 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:

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

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

3). Kyseliny: kyselina sírová H2SO4 \u003d SO3 + H2O (13)

čtyři). soli: uhličitan vápenatý CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)

5). organická hmota: alkoholové kvašení glukózy

C6H12O6 \u003d 2C2H5OH + 2CO2 (15)

Podle jiné klasifikace lze všechny chemické reakce rozdělit na dva typy: reakce, které probíhají za uvolnění tepla, jsou tzv. exotermický, a reakce spojené s absorpcí tepla - endotermní. Kritériem pro takové procesy je tepelný účinek reakce. Mezi exotermické reakce patří zpravidla reakce oxidační, tzn. interakce s kyslíkem spalování metanu:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

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

CaCO 3 \u003d 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 \u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)

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

2Mg0 + O20 \u003d 2Mg +20-2

Tyto typy reakcí jsou redoxní . Budou posuzovány samostatně. Pro formulaci rovnic pro reakce tohoto typu je nutné použít metoda poloviční reakce a aplikovat rovnice elektronické rovnováhy.

Po přiblížení různých typů chemických reakcí můžete přistoupit k principu sestavování chemických rovnic, jinými slovy k výběru koeficientů v jejich levé a pravé části.

Mechanismy sestavování chemických rovnic.

Ať už ta či ona chemická reakce patří k jakémukoli typu, její záznam (chemická rovnice) musí odpovídat podmínce rovnosti počtu atomů před reakcí a po reakci.

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

jeden). Výběr koeficientů podle daných vzorců.

2). Sestavení podle mocenství reaktantů.

3). Sestavení podle oxidačních stavů reaktantů.

V prvním případě se předpokládá, že známe vzorce reaktantů před reakcí i 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 stanovena, rovnítko (=) se do rovnice nevkládá, ale je nahrazeno šipkou (→). Nyní pojďme k samotnému vyvážení. 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 nutné ji vyrovnávat počtem atomů dusíku, ale kyslíkem je nutné dosáhnout rovnosti, protože před reakcí se účastnily dva atomy a po reakci byly atomy tři. Udělejme následující schéma:

před reakcí po reakci
O 2 O 3

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

O 2 O 3
\ 6 /

Vydělte toto číslo na levé straně kyslíkové rovnice "2". Dostaneme číslo „3“, dáme ho do rovnice, kterou máme řešit:

N2 + 302 ->N203

Číslo "6" pro pravou stranu rovnice také vydělíme "3". Dostaneme číslo „2“, stačí jej dosadit do rovnice, kterou máme řešit:

N2 + 302 -> 2N203

Počet atomů kyslíku v levé a pravé části rovnice se rovnal, respektive 6 atomům:

Ale počet atomů dusíku na obou stranách rovnice nebude odpovídat:

Na levé straně jsou dva atomy, na pravé straně jsou čtyři atomy. Proto, aby bylo dosaženo rovnosti, je nutné zdvojnásobit množství dusíku na levé straně rovnice a dát koeficient "2":

Rovnost pro dusík je tedy pozorována a rovnice bude mít obecně tvar:

2N2 + 3O2 → 2N203

Nyní můžete do rovnice místo šipky vložit rovnítko:

2N 2 + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3 (20)

Vezměme si 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 nutné to vyrovnávat počtem atomů fosforu, ale pro chlor je nutné dosáhnout rovnosti, protože před reakcí se účastnily dva atomy a po reakci jich bylo pět atomů. Udělejme následující schéma:

před reakcí po reakci
Cl2Cl5

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

Cl2Cl5
\ 10 /

Toto číslo na levé straně rovnice pro chlór vydělte „2“. Dostaneme číslo „5“, dáme ho do rovnice, kterou máme řešit:

Р + 5Cl 2 → РCl 5

Číslo "10" pro pravou stranu rovnice také vydělíme "5". Dostaneme číslo „2“, stačí jej dosadit do rovnice, kterou máme řešit:

Р + 5Cl2 → 2РCl 5

Počet atomů chloru v levé a pravé části rovnice se rovnal 10 atomům:

Ale počet atomů fosforu na obou stranách rovnice nebude odpovídat:

Proto, aby bylo dosaženo rovnosti, je nutné zdvojnásobit množství fosforu na levé straně rovnice a dát koeficient "2":

Rovnost pro fosfor je tedy pozorována a rovnice bude mít obecně tvar:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Při psaní rovnic podle valence musí být dáno definice valence a nastavit hodnoty pro nejznámější prvky. Valence je jedním z dříve používaných pojmů, v současnosti se v řadě školních programů nepoužívá. Ale s jeho pomocí je snazší vysvětlit principy sestavování rovnic chemických reakcí. Valence je myšlena počet chemických vazeb, které může atom vytvořit s jiným atomem nebo jinými atomy . Valence nemá žádné znaménko (+ nebo -) a je označena římskými číslicemi, obvykle nad symboly chemických prvků, například:

Odkud tyto hodnoty pocházejí? Jak je aplikovat při přípravě chemických rovnic? Číselné hodnoty valence prvků se shodují s jejich skupinovým číslem Periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejeva (tab. 1).

Pro další prvky hodnoty valence mohou mít jiné hodnoty, ale nikdy ne větší než číslo skupiny, ve které se nacházejí. Navíc pro sudá čísla skupin (IV a VI) nabývají 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 zvažte obecný princip sestavování chemických rovnic pro dané valence pro určité prvky. Nejčastěji je tato metoda přijatelná v případě sestavování rovnic pro chemické reakce spojování jednoduchých látek, například při interakci s kyslíkem ( oxidační reakce). Předpokládejme, že chcete zobrazit oxidační reakci hliník. Ale připomeňme, že kovy jsou označovány jednotlivými atomy (Al) a nekovy, které jsou v plynném stavu - s indexy "2" - (O 2). Nejprve napíšeme obecné schéma reakce:

Al + O 2 → AlO

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 valenci prvků. Pro hliník a kyslík jsme je umístili nad navrhovaný vzorec pro tento oxid:

IIIIII
Al O

Poté „překřížíte“ ​​tyto symboly prvků níže a zobrazí se odpovídající indexy:

IIIIII
Al203

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

Al + O 2 → Al 2 O 3

Zbývá pouze vyrovnat jeho levou a pravou část. Postupujeme stejně jako v případě formulace rovnice (19). Vyrovnáváme počet atomů kyslíku a uchylujeme se k nalezení nejmenšího násobku:

před reakcí po reakci

O 2 O 3
\ 6 /

Vydělte toto číslo na levé straně kyslíkové rovnice "2". Dostaneme číslo "3", dosadíme ho do rovnice k řešení. Číslo "6" pro pravou stranu rovnice také vydělíme "3". Dostaneme číslo „2“, stačí jej dosadit do rovnice, kterou máme řešit:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Aby bylo dosaženo rovnosti pro hliník, je nutné upravit jeho množství na levé straně rovnice nastavením koeficientu "4":

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

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

4Al + 3O 2 \u003d 2 Al 2 O 3 (22)

Pomocí valenční metody lze předpovědět, jaká látka vzniká při chemické reakci, jak bude vypadat její vzorec. Předpokládejme, že do reakce sloučeniny vstoupily dusík a vodík s odpovídajícími valencemi III a I. Napišme obecné reakční schéma:

N2 + H2 -> NH

Pro dusík a vodík položíme valence nad navrhovaným vzorcem této sloučeniny:

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

III I
NH 3

Další schéma reakční rovnice bude mít tvar:

N2 + H2 -> NH3

Vyrovnáním již známým způsobem přes nejmenší násobek vodíku rovný „6“ získáme požadované koeficienty a rovnici jako celek:

N2 + 3H2 \u003d 2NH3 (23)

Při sestavování rovnic pro oxidační stavy reagujících látek, je třeba připomenout, že stupeň oxidace prvku je počet elektronů přijatých nebo odevzdaných v procesu chemické reakce. Oxidační stav ve sloučeninách v zásadě se číselně shoduje s hodnotami valencí 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 je (-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.

V případě složených reakcí je princip sestavování rovnic z hlediska oxidačních stavů stejný jako při sestavování z hlediska valencí. Pro příklad uveďme reakční rovnici pro oxidaci chloru kyslíkem, ve které chlor tvoří sloučeninu s oxidačním stavem +7. Napišme navrhovanou rovnici:

Cl 2 + O 2 → ClO

Umístíme oxidační stavy odpovídajících atomů nad navrhovanou sloučeninu ClO:

Stejně jako v předchozích případech zjistíme, že požadovaný složený vzorec bude mít podobu:

7 -2
Cl207

Reakční rovnice bude mít následující tvar:

Cl2 + O2 -> Cl207

Vyrovnáním pro kyslík, nalezením nejmenšího násobku mezi dvěma a sedmi, který se rovná "14", konečně stanovíme rovnost:

2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (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 víte, co se stane v reakci?

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

Ba (NO 3) 2 + K 2 SO 4 →?

Možná VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4? Nebo Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Nebo něco jiného? Při této reakci samozřejmě vznikají sloučeniny: BaSO 4 a KNO 3. A jak se to pozná? A jak psát vzorce látek? Začněme tím, co je nejčastěji přehlíženo: samotným pojmem „výměnná reakce“. To znamená, že při těchto reakcích se látky v jednotlivých složkách navzájem mění. Vzhledem k tomu, že výměnné reakce probíhají většinou mezi zásadami, kyselinami nebo solemi, části, se kterými se budou měnit, 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 Kt1 a Kt2 jsou kovové kationty (1) a (2) a An1 a An2 jsou jim odpovídající anionty (1) a (2). V tomto případě je třeba vzít v úvahu, že ve sloučeninách před a po reakci se vždy na prvním místě usazují kationty a na druhém anionty. Pokud tedy zareaguje chlorid draselný a dusičnanu stříbrného, obojí v roztoku

KCl + AgN03 →

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

KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl (26)

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

HCl + KOH \u003d KCl + H20 (27)

Oxidační stavy kationtů kovů a náboje aniontů zbytků kyselin jsou uvedeny v tabulce rozpustnosti látek (kyselin, solí a zásad ve vodě). Kovové kationty jsou zobrazeny vodorovně a anionty zbytků kyselin jsou zobrazeny svisle.

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

CaCl + NaC03 ->

Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →

Po provedení již známé akce „cross“ to „cross“ určíme skutečné vzorce výchozích látek:

CaCl2 + Na2C03 ->

Na základě principu výměny kationtů a aniontů (25) stanovíme předběžné vzorce látek vzniklých během reakce:

CaCl2 + Na2C03 → CaC03 + NaCl

Položili jsme odpovídající náboje na jejich kationty a anionty:

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

Vzorce látek jsou napsány správně, v souladu s náboji kationtů a aniontů. Udělejme úplnou rovnici tím, že zrovnoprávníme její levou a pravou část, pokud jde o sodík a chlór:

CaCl2 + Na2CO3 \u003d CaC03 + 2NaCl (28)

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

VaON + NPO 4 →

Na kationty a anionty vložíme odpovídající náboje:

Ba 2+ OH - + H + RO 4 3- →

Definujme skutečné vzorce výchozích látek:

Va (OH)2 + H3RO4 ->

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

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

Pojďme určit správný záznam vzorce soli vzniklé během reakce:

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

Srovnejte levou stranu rovnice pro baryum:

3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

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

3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

Zbývá sladit počet atomů vodíku a kyslíku na pravé straně vody. Vzhledem k tomu, že celkový počet atomů vodíku vlevo je 12, vpravo musí také odpovídat dvanácti, proto je před vzorcem vody nutné dát koeficient"6" (protože v molekule vody jsou již 2 atomy vodíku). Pro kyslík je také pozorována rovnost: vlevo 14 a vpravo 14. Rovnice má tedy správná forma evidence:

3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (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 tvrdit, že jí bude odpovídat chemická reakce? Existuje mylná představa, že pokud právo uspořádat kurzy v rovnici, pak to bude v praxi proveditelné. Například když vezmeme roztok kyseliny sírové a pustit se do toho zinek, pak můžeme pozorovat proces vývoje vodíku:

Zn + H2SO4 \u003d ZnSO4 + H2 (30)

Ale pokud je měď snížena do stejného roztoku, pak proces vývoje plynu nebude pozorován. Reakce není proveditelná.

Cu + H2SO4≠

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

Cu + 2H2SO4 \u003d CuS04 + SO2 + 2H20 (31)

Při reakci (23) mezi plynným dusíkem a vodíkem termodynamická rovnováha, těch. kolik molekul amoniak NH 3 vzniká za jednotku času, stejný počet se jich rozloží zpět na dusík a vodík. Posun v chemické rovnováze lze dosáhnout zvýšením tlaku a snížením teploty

N2 + 3H2 \u003d 2NH3

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

KOH + Na2S04 ≠

Roztok chloridu sodného při interakci s bromem nebude tvořit brom, přestože tuto reakci lze připsat substituční reakci:

NaCl + Br2≠

Jaké jsou důvody takových nesrovnalostí? Faktem je, že nestačí jen správně definovat složené vzorce, je třeba znát specifika interakce kovů s kyselinami, dovedně používat tabulku rozpustnosti látek, znát pravidla substituce v řadě aktivity kovů a halogenů. Tento článek nastiňuje pouze ty nejzákladnější principy jak uspořádat koeficienty v reakčních rovnicích, jak psát molekulární rovnice, jak určit složení chemické sloučeniny.

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

stránky, s úplným nebo částečným zkopírováním materiálu, je vyžadován odkaz na zdroj.

Pojďme si říct, jak napsat rovnici pro chemickou reakci. Právě tato otázka způsobuje školákům vážné potíže. Někteří nerozumí algoritmu pro sestavování vzorců součinu, zatímco jiní umísťují koeficienty do rovnice nesprávně. Vzhledem k tomu, že všechny kvantitativní výpočty jsou prováděny přesně podle rovnic, je důležité porozumět algoritmu akcí. Zkusme přijít na to, jak psát rovnice pro chemické reakce.

Sestavení vzorců pro valenci

Abyste mohli správně zapsat procesy probíhající mezi různými látkami, musíte se naučit psát vzorce. Binární sloučeniny jsou tvořeny s ohledem na mocenství každého prvku. Například pro kovy hlavních podskupin odpovídá číslu skupiny. Při sestavování konečného vzorce se mezi těmito ukazateli určí nejmenší násobek, poté se umístí indexy.

Co je rovnice

Je chápán jako symbolický záznam, který zobrazuje interagující chemické prvky, jejich kvantitativní poměry a také látky, které jsou získány jako výsledek procesu. Jeden z úkolů nabízených žákům devátých tříd při závěrečné atestaci z chemie má toto znění: „Sestavte rovnice reakcí, které charakterizují Chemické vlastnosti navrhovaná třída látek. Aby studenti zvládli úkol, musí zvládnout algoritmus akcí.

Algoritmus akce

Například musíte napsat proces spalování vápníku pomocí symbolů, koeficientů, indexů. Povíme si, jak pomocí postupu napsat rovnici pro chemickou reakci. Na levou stranu rovnice pomocí „+“ zapíšeme znaménka látek, které se účastní této interakce. Protože ke spalování dochází za účasti vzdušného kyslíku, který patří mezi dvouatomové molekuly, píšeme jeho vzorec O2.

Za rovnítkem tvoříme složení reakčního produktu pomocí pravidel pro uspořádání valence:

2Ca + O2 = 2CaO.

Pokračujeme v rozhovoru o tom, jak napsat rovnici pro chemickou reakci, poznamenáváme, že je třeba použít zákon stálosti složení a také zachování složení látek. Umožňují vám provést proces úpravy, umístit chybějící koeficienty do rovnice. Tento proces je jedním z nejjednodušších příkladů interakcí vyskytujících se v anorganické chemii.

Důležité aspekty

Abychom pochopili, jak napsat rovnici pro chemickou reakci, povšimněme si některých teoretické otázky týkající se tohoto tématu. Zákon zachování hmotnosti látek, formulovaný M. V. Lomonosovem, vysvětluje možnost uspořádání koeficientů. Protože počet atomů každého prvku zůstává nezměněn před a po interakci, lze provádět matematické výpočty.

Při vyrovnávání levé a pravé části rovnice se používá nejmenší společný násobek, podobně jako je sestaven složený vzorec, přičemž se berou v úvahu valence každého prvku.

Redoxní interakce

Poté, co si školáci vypracují algoritmus akcí, budou schopni sestavit rovnici pro reakce, které charakterizují chemické vlastnosti jednoduchých látek. Nyní můžeme přistoupit k analýze více složité interakce například ke změně oxidačních stavů prvků:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

Existují určitá pravidla, podle kterých jsou oxidační stavy uspořádány v jednoduchých a složitých látkách. Například u dvouatomových molekul je tento ukazatel roven nule, u komplexních sloučenin by měl být také součet všech oxidačních stavů roven nule. Při sestavování elektronické váhy se zjišťují atomy nebo ionty, které darují elektrony (redukční činidlo) a přijímají je (oxidační činidlo).

Mezi těmito ukazateli se určí nejmenší násobek a také koeficienty. Poslední fází analýzy redoxní interakce je uspořádání koeficientů ve schématu.

Iontové rovnice

Jeden z důležité záležitosti, který je zvažován v kurzu školní chemie, je interakce mezi roztoky. Například při zadání úkolu následujícího obsahu: "Udělejte rovnici pro chemickou reakci iontové výměny mezi chloridem barnatým a síranem sodným." Zahrnuje sepsání molekulární, úplné, redukované iontové rovnice. Pro uvážení interakce na iontové úrovni je nutné ji uvést podle tabulky rozpustnosti pro každou výchozí látku, reakční produkt. Například:

BaCl2 + Na2S04 = 2NaCl + BaS04

Látky, které se nerozpouštějí na ionty, jsou zapsány v molekulární formě. Iontová výměnná reakce probíhá zcela ve třech případech:

• tvorba sedimentů;
• uvolňování plynu;
• získání špatně disociované látky, jako je voda.

Pokud má látka stereochemický koeficient, bere se v úvahu při psaní plné iontové rovnice. Po napsání úplné iontové rovnice se provede redukce těch iontů, které nebyly v roztoku vázány. Konečným výsledkem jakéhokoli úkolu zahrnujícího zvážení procesu, který se vyskytuje mezi roztoky komplexních látek, bude záznam snížené iontové reakce.

Závěr

Chemické rovnice umožňují vysvětlit pomocí symbolů, indexů, koeficientů ty procesy, které jsou pozorovány mezi látkami. V závislosti na tom, který proces probíhá, existují určité jemnosti při psaní rovnice. Obecný algoritmus pro sestavování reakcí, diskutovaný výše, je založen na valenci, zákonu zachování hmoty látek a stálosti složení.