Eine chemische Gleichung kann als Visualisierung einer chemischen Reaktion unter Verwendung der Zeichen der Mathematik und chemischer Formeln bezeichnet werden. Eine solche Aktion spiegelt eine Art Reaktion wider, bei der neue Substanzen auftreten.

Chemische Aufgaben: Typen

Eine chemische Gleichung ist eine Folge chemischer Reaktionen. Sie basieren auf dem Massenerhaltungssatz beliebiger Substanzen. Es gibt nur zwei Arten von Reaktionen:

• Verbindungen - dazu gehören (es werden Atome komplexer Elemente durch Atome einfacher Reagenzien ersetzt), Austausch (Substitution Bestandteile zwei komplexe Stoffe), Neutralisation (Reaktion von Säuren mit Basen, Bildung von Salz und Wasser).
• Zersetzung - die Bildung von zwei oder mehr komplexen oder einfachen Substanzen aus einem Komplex, aber ihre Zusammensetzung ist einfacher.

Chemische Reaktionen können auch in Typen eingeteilt werden: exotherm (treten unter Abgabe von Wärme auf) und endotherm (Aufnahme von Wärme).

Diese Frage beschäftigt viele Studierende. Hier sind einige einfache Tipps, die Ihnen helfen, das Lösen chemischer Gleichungen zu lernen:

• Wunsch zu verstehen und zu meistern. Du darfst nicht von deinem Ziel abweichen.
• Theoretisches Wissen. Ohne sie ist es unmöglich, auch nur eine Elementarformel der Verbindung zu erstellen.
• Die Richtigkeit des Schreibens eines chemischen Problems - selbst der kleinste Fehler in der Bedingung wird alle Ihre Bemühungen, es zu lösen, zunichte machen.

Es ist wünschenswert, dass der Prozess des Lösens chemischer Gleichungen für Sie spannend ist. Dann werden die chemischen Gleichungen (wie man sie löst und welche Punkte Sie beachten müssen, werden wir in diesem Artikel analysieren) für Sie kein Problem mehr sein.

Probleme, die mit den Gleichungen chemischer Reaktionen gelöst werden

Zu diesen Aufgaben gehören:

• Ermitteln der Masse einer Komponente bei gegebener Masse eines anderen Reagenzes.
• Aufgaben für die Kombination "Masse-Maulwurf".
• Berechnungen für die Kombination "Volumen-Mol".
• Beispiele für den Begriff „Exzess“.
• Berechnungen mit Reagenzien, von denen eines nicht frei von Verunreinigungen ist.
• Aufgaben für den Zerfall des Reaktionsergebnisses und für Produktionsverluste.
• Probleme beim Finden einer Formel.
• Aufgaben, bei denen Reagenzien als Lösungen bereitgestellt werden.
• Aufgaben mit Mischungen.

Jeder dieser Aufgabentypen umfasst mehrere Untertypen, die meist im ersten Schulchemieunterricht ausführlich besprochen werden.

Chemische Gleichungen: So lösen

Es gibt einen Algorithmus, der hilft, fast jede Aufgabe dieser schwierigen Wissenschaft zu bewältigen. Um zu verstehen, wie man chemische Gleichungen richtig löst, müssen Sie einem bestimmten Muster folgen:

• Vergessen Sie beim Schreiben der Reaktionsgleichung nicht, die Koeffizienten einzustellen.
• Bestimmen Sie, wie Sie unbekannte Daten finden.
• Die Richtigkeit der Anwendung in der gewählten Anteilsformel oder die Verwendung des Begriffs "Stoffmenge".
• Achten Sie auf Maßeinheiten.

Am Ende ist es wichtig, die Aufgabe zu überprüfen. Während des Lösungsprozesses könnten Sie einen elementaren Fehler machen, der das Ergebnis der Entscheidung beeinflusst.

Grundregeln zum Aufstellen chemischer Gleichungen

Wenn Stick richtige Reihenfolge, dann wird Sie die Frage, was chemische Gleichungen sind, wie man sie löst, nicht stören:

• Formeln der reagierenden Substanzen (Reagenzien) stehen auf der linken Seite der Gleichung.
• Auf der rechten Seite der Gleichung stehen bereits die Formeln der Stoffe, die durch die Reaktion entstehen.

Die Formulierung der Reaktionsgleichung basiert auf dem Massenerhaltungssatz von Stoffen. Daher müssen beide Seiten der Gleichung gleich sein, dh mit der gleichen Anzahl von Atomen. Dies kann erreicht werden, wenn die Koeffizienten den Stoffformeln richtig vorangestellt werden.

Anordnung von Koeffizienten in einer chemischen Gleichung

Der Algorithmus zum Platzieren der Koeffizienten lautet wie folgt:

• Zähle auf der linken und rechten Seite der Gleichung die Atome jedes Elements.
• Bestimmung der sich ändernden Anzahl von Atomen in einem Element. Sie müssen auch N.O.K.
• Das Erhalten von Koeffizienten wird durch Dividieren von N.O.K. für Indizes. Achten Sie darauf, diese Zahlen vor die Formeln zu setzen.
• Der nächste Schritt besteht darin, die Anzahl der Atome neu zu berechnen. Manchmal ist es notwendig, eine Aktion zu wiederholen.

Die Gleichstellung der Anteile einer chemischen Reaktion erfolgt mit Hilfe von Koeffizienten. Die Berechnung der Indizes erfolgt über die Wertigkeit.

Für die erfolgreiche Erstellung und Lösung chemischer Gleichungen ist es notwendig, sie zu berücksichtigen physikalische Eigenschaften Substanzen wie Volumen, Dichte, Masse. Sie müssen auch den Zustand des reagierenden Systems (Konzentration, Temperatur, Druck) kennen und die Maßeinheiten dieser Größen verstehen.

Um die Frage zu verstehen, was chemische Gleichungen sind und wie man sie löst, ist es notwendig, die grundlegenden Gesetze und Konzepte dieser Wissenschaft zu verwenden. Um solche Probleme erfolgreich zu berechnen, ist es auch notwendig, sich die Fähigkeiten mathematischer Operationen zu merken oder zu beherrschen, um Aktionen mit Zahlen ausführen zu können. Wir hoffen, dass Ihnen mit unseren Tipps der Umgang mit chemischen Gleichungen leichter fällt.

Reaktionen zwischen verschiedenen Arten von Chemikalien und Elementen sind eines der Hauptthemen des Studiums der Chemie. Um zu verstehen, wie man eine Reaktionsgleichung aufstellt und für eigene Zwecke verwendet, benötigt man ein ziemlich tiefes Verständnis aller Muster in der Wechselwirkung von Substanzen sowie von Prozessen mit chemischen Reaktionen.

Gleichungen schreiben

Eine Möglichkeit, eine chemische Reaktion auszudrücken, ist eine chemische Gleichung. Es enthält die Formel des Ausgangsstoffs und des Produkts, die Koeffizienten, die zeigen, wie viele Moleküle jeder Stoff hat. Alle bekannten chemischen Reaktionen werden in vier Typen unterteilt: Substitution, Kombination, Austausch und Zersetzung. Darunter sind: Redox, exogen, ionisch, reversibel, irreversibel usw.

Erfahren Sie mehr darüber, wie man Gleichungen für chemische Reaktionen schreibt:

1. Es ist notwendig, den Namen der Substanzen zu bestimmen, die in der Reaktion miteinander interagieren. Wir schreiben sie auf die linke Seite unserer Gleichung. Betrachten Sie als Beispiel die chemische Reaktion, die zwischen Schwefelsäure und Aluminium stattfand. Wir haben die Reagenzien auf der linken Seite: H2SO4 + Al. Als nächstes schreiben Sie das Gleichheitszeichen. In der Chemie können Sie ein Pfeilzeichen sehen, das nach rechts zeigt, oder zwei entgegengesetzte Pfeile, die "Umkehrbarkeit" bedeuten. Das Ergebnis der Wechselwirkung von Metall und Säure ist Salz und Wasserstoff. Schreiben Sie die nach der Reaktion erhaltenen Produkte nach dem „Gleichheitszeichen“, dh auf der rechten Seite. H2SO4+Al= H2+Al2(SO4)3. Wir können also das Reaktionsschema sehen.
2. Um eine chemische Gleichung aufzustellen, ist es zwingend erforderlich, die Koeffizienten zu finden. Kehren wir zum vorherigen Diagramm zurück. Schauen wir uns die linke Seite davon an. Schwefelsäure enthält Wasserstoff-, Sauerstoff- und Schwefelatome in einem ungefähren Verhältnis von 2:4:1. Auf der rechten Seite befinden sich 3 Schwefelatome und 12 Sauerstoffatome im Salz. In einem Gasmolekül befinden sich zwei Wasserstoffatome. Auf der linken Seite beträgt das Verhältnis dieser Elemente 2:3:12
3. Um die Anzahl der Sauerstoff- und Schwefelatome, die in der Zusammensetzung von Aluminium(III)sulfat enthalten sind, auszugleichen, muss man der Säure auf der linken Seite der Gleichung den Faktor 3 voranstellen, jetzt haben wir 6 Wasserstoffatome an die linke Seite. Um die Anzahl der Wasserstoffelemente auszugleichen, müssen Sie auf der rechten Seite der Gleichung 3 vor Wasserstoff setzen.
4. Jetzt bleibt nur noch die Aluminiummenge auszugleichen. Da die Zusammensetzung des Salzes zwei Metallatome enthält, setzen wir auf der linken Seite vor Aluminium den Koeffizienten 2. Als Ergebnis erhalten wir die Reaktionsgleichung dieses Schemas: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2

Nachdem Sie die Grundprinzipien zum Schreiben einer Gleichung für die Reaktion von Chemikalien verstanden haben, wird es in Zukunft nicht schwierig sein, aus chemischer Sicht jede, auch die exotischste Reaktion aufzuschreiben.

Um die ablaufenden chemischen Reaktionen zu beschreiben, werden Reaktionsgleichungen aufgestellt. Darin stehen links vom Gleichheitszeichen (oder Pfeil →) die Formeln der Reagenzien (Substanzen, die an der Reaktion teilnehmen) und rechts die Reaktionsprodukte (Substanzen, die nach einer chemischen Reaktion erhalten werden). . Da wir über eine Gleichung sprechen, sollte die Anzahl der Atome auf der linken Seite der Gleichung gleich der auf der rechten Seite sein. Daher werden nach der Erstellung eines Schemas einer chemischen Reaktion (Aufzeichnung von Reaktanten und Produkten) die Koeffizienten ersetzt, um die Anzahl der Atome auszugleichen.

Die Koeffizienten sind Zahlen vor den Stoffformeln, die die Anzahl der reagierenden Moleküle angeben.

Angenommen, bei einer chemischen Reaktion reagiert Wasserstoffgas (H 2) mit Sauerstoffgas (O 2). Als Ergebnis wird Wasser (H 2 O) gebildet. Reaktionsschema wird so aussehen:

H 2 + O 2 → H 2 O

Links sind zwei Wasserstoff- und Sauerstoffatome und rechts zwei Wasserstoffatome und nur ein Sauerstoffatom. Angenommen, als Ergebnis der Reaktion für ein Wasserstoffmolekül und ein Sauerstoffmolekül werden zwei Wassermoleküle gebildet:

H 2 + O 2 → 2 H 2 O

Nun wird die Anzahl der Sauerstoffatome vor und nach der Reaktion angeglichen. Allerdings ist der Wasserstoff vor der Reaktion zweimal geringer als danach. Daraus sollte geschlossen werden, dass für die Bildung von zwei Wassermolekülen zwei Wasserstoffmoleküle und ein Sauerstoffmolekül benötigt werden. Dann erhält man folgendes Reaktionsschema:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Dabei ist die Anzahl der Atome verschiedener chemischer Elemente vor und nach der Reaktion gleich. Dies bedeutet, dass dies nicht mehr nur ein Reaktionsschema ist, sondern Reaktionsgleichung. In Reaktionsgleichungen wird der Pfeil oft durch ein Gleichheitszeichen ersetzt, um zu betonen, dass die Anzahl der Atome verschiedener chemischer Elemente gleich ist:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Betrachten Sie diese Reaktion:

NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + H 2 O

Nach der Reaktion wurde ein Phosphat gebildet, das drei Natriumatome enthält. Gleichen Sie die Natriummenge vor der Reaktion aus:

3NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + H 2 O

Die Wasserstoffmenge vor der Reaktion beträgt sechs Atome (drei in Natriumhydroxid und drei in Phosphorsäure). Nach der Reaktion - nur zwei Wasserstoffatome. Die Division von sechs durch zwei ergibt drei. Also, vor dem Wasser müssen Sie die Nummer drei setzen:

3NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + 3H 2 O

Die Anzahl der Sauerstoffatome vor und nach der Reaktion ist gleich, so dass eine weitere Berechnung der Koeffizienten entfallen kann.

Chemie ist die Wissenschaft von Stoffen, ihren Eigenschaften und Umwandlungen. .
Das heißt, wenn den Stoffen um uns herum nichts passiert, dann gilt das nicht für die Chemie. Aber was heißt "nichts passiert"? Wenn uns plötzlich ein Gewitter auf dem Feld erwischte und wir alle nass wurden, wie sie sagen, „bis auf die Haut“, dann ist das keine Verwandlung: Die Kleidung war schließlich trocken, wurde aber nass.

Wenn Sie zum Beispiel einen Eisennagel nehmen, bearbeiten Sie ihn mit einer Feile und montieren Sie ihn dann Eisenspäne (Fe) , dann ist das auch keine Verwandlung: Da war ein Nagel - er wurde zu Pulver. Aber wenn danach das Gerät zusammenbauen und halten Gewinnung von Sauerstoff (O 2): Aufheizen Kaliumpermanganat(KMpo 4) und sammle Sauerstoff in einem Reagenzglas, und lege dann diese "rot" erhitzten Eisenspäne hinein, dann werden sie mit einer hellen Flamme auflodern und nach der Verbrennung zu einem braunen Pulver werden. Und das ist auch eine Transformation. Wo bleibt also die Chemie? Obwohl sich in diesen Beispielen die Form (Eisennagel) und der Kleidungszustand (trocken, nass) ändern, handelt es sich nicht um Transformationen. Tatsache ist, dass der Nagel selbst, da er eine Substanz (Eisen) war, trotz seiner anderen Form so blieb, und unsere Kleidung das Wasser des Regens aufsaugte und dann in die Atmosphäre verdunstete. Das Wasser selbst hat sich nicht verändert. Was also sind Transformationen im Sinne der Chemie?

Umwandlungen sind aus chemischer Sicht solche Phänomene, die mit einer Veränderung der Zusammensetzung eines Stoffes einhergehen. Nehmen wir den gleichen Nagel als Beispiel. Es spielt keine Rolle, welche Form es nach der Ablage angenommen hat, sondern nachdem es von ihm gesammelt wurde Eisenspäne in einer Sauerstoffatmosphäre platziert - es verwandelte sich in Eisenoxid(Fe 2 Ö 3 ) . Hat sich also wirklich etwas verändert? Ja, hat es. Es gab eine Nagelsubstanz, aber unter dem Einfluss von Sauerstoff wurde eine neue Substanz gebildet - Elementoxid Drüse. molekulare Gleichung Diese Transformation kann durch die folgenden chemischen Symbole dargestellt werden:

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

Für einen Chemie-Uneingeweihten stellen sich sofort Fragen. Was ist die "Molekülgleichung", was ist Fe? Warum gibt es Zahlen "4", "3", "2"? Was bedeuten die kleinen Zahlen "2" und "3" in der Formel Fe 2 O 3? Das bedeutet, dass es an der Zeit ist, die Dinge in Ordnung zu bringen.

Anzeichen von chemischen Elementen.

Trotz der Tatsache, dass sie in der 8. Klasse anfangen, Chemie zu studieren, und einige sogar früher, kennen viele Menschen den großen russischen Chemiker D. I. Mendeleev. Und natürlich sein berühmtes „Periodensystem der chemischen Elemente“. Ansonsten heißt es einfacher "Mendelejews Tisch".

In dieser Tabelle befinden sich die Elemente in der entsprechenden Reihenfolge. Bis heute sind etwa 120 von ihnen bekannt, die Namen vieler Elemente sind uns seit langem bekannt. Diese sind: Eisen, Aluminium, Sauerstoff, Kohlenstoff, Gold, Silizium. Früher haben wir diese Wörter ohne zu zögern verwendet und sie mit Objekten identifiziert: ein Eisenbolzen, ein Aluminiumdraht, Sauerstoff in der Atmosphäre, goldener Ring usw. usw. Aber tatsächlich bestehen alle diese Substanzen (Bolzen, Draht, Ring) aus ihren jeweiligen Elementen. Das ganze Paradoxon ist, dass das Element nicht berührt, aufgenommen werden kann. Wie? Sie stehen im Periodensystem, aber Sie können sie nicht nehmen! Ja, genau so. Ein chemisches Element ist ein abstraktes (d. h. abstraktes) Konzept und wird in der Chemie jedoch wie in anderen Wissenschaften für Berechnungen, das Aufstellen von Gleichungen und das Lösen von Problemen verwendet. Jedes Element unterscheidet sich vom anderen dadurch, dass es durch sein eigenes gekennzeichnet ist elektronische Konfiguration eines Atoms. Die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms ist gleich der Anzahl der Elektronen in seinen Orbitalen. Zum Beispiel ist Wasserstoff Element Nr. 1. Sein Atom besteht aus 1 Proton und 1 Elektron. Helium ist Element Nummer 2. Sein Atom besteht aus 2 Protonen und 2 Elektronen. Lithium ist Element Nummer 3. Sein Atom besteht aus 3 Protonen und 3 Elektronen. Darmstadtium - Elementnummer 110. Sein Atom besteht aus 110 Protonen und 110 Elektronen.

Jedes Element wird durch ein bestimmtes Symbol, lateinische Buchstaben, gekennzeichnet und hat eine bestimmte Lesart in der Übersetzung aus dem Lateinischen. Zum Beispiel hat Wasserstoff das Symbol "N", gelesen als "Hydrogenium" oder "Asche". Silizium hat das Symbol "Si", das als "Silicium" gelesen wird. Quecksilber hat ein Symbol "HG" und wird als "hydrargyrum" gelesen. Usw. All diese Bezeichnungen findet man in jedem Chemie-Lehrbuch für die 8. Klasse. Für uns ist es jetzt wichtig zu verstehen, dass beim Erstellen chemischer Gleichungen mit den angegebenen Symbolen der Elemente gearbeitet werden muss.

Einfache und komplexe Substanzen.

Bezeichnung verschiedener Substanzen mit einzelnen Symbolen chemischer Elemente (Hg Merkur, Fe Eisen, Cu Kupfer, Zn Zink, Al Aluminium) bezeichnen wir im Wesentlichen einfache Substanzen, also Substanzen, die aus Atomen der gleichen Art bestehen (mit der gleichen Anzahl von Protonen und Neutronen in einem Atom). Wenn beispielsweise Eisen- und Schwefelsubstanzen interagieren, nimmt die Gleichung die folgende Form an:

Fe + S = FeS (2)

Einfache Substanzen umfassen Metalle (Ba, K, Na, Mg, Ag) sowie Nichtmetalle (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Und Sie sollten darauf achten
Besondere Aufmerksamkeit dass alle Metalle mit einzelnen Symbolen bezeichnet werden: K, Ba, Ca, Al, V, Mg usw., und Nichtmetalle - entweder mit einfachen Symbolen: C, S, P oder mit unterschiedlichen Indizes, die ihre molekulare Struktur anzeigen: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. In Zukunft wird dies sehr sein sehr wichtig beim Schreiben von Gleichungen. Es ist überhaupt nicht schwer zu erraten, dass komplexe Substanzen aus Atomen gebildete Substanzen sind. andere Art, zum Beispiel,

eines). Oxide:
Aluminium Oxid Al 2 O 3,

Natriumoxid Na2O
Kupferoxid CuO,
Zinkoxid ZnO
Titanoxid Ti2O3,
Kohlenmonoxid oder Kohlenmonoxid (+2) CO
Schwefeloxid (+6) SO 3

2). Gründe dafür:
Eisenhydroxid(+3) Fe(OH)3,
Kupferhydroxid Cu(OH)2,
Kaliumhydroxid bzw Kaliumalkali KOH,
Natriumhydroxid NaOH.

3). Säuren:
Salzsäure HCl
schweflige Säure H2SO3,
Salpetersäure HNO3

vier). Salze:
Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3,
Natriumsulfat oder Glaubersalz Na 2 SO 4,
Kalziumkarbonat oder Kalkstein CaCO3,
Kupferchlorid CuCl2

5). organisches Material:
Natriumacetat CH3COOHha,
Methan CH4,
Acetylen C2H2,
Glucose C 6 H 12 O 6

Nachdem wir schließlich die Struktur verschiedener Substanzen aufgeklärt haben, können wir damit beginnen, chemische Gleichungen aufzustellen.

Chemische Gleichung.

Das Wort „Gleichung“ selbst leitet sich vom Wort „equalize“ ab, d.h. etwas in gleiche Teile teilen In der Mathematik sind Gleichungen fast das Wesen dieser Wissenschaft. Zum Beispiel können Sie eine so einfache Gleichung angeben, in der die linke und die rechte Seite gleich "2" sind:

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 - 30);

Und in chemischen Gleichungen das gleiche Prinzip: Die linke und die rechte Seite der Gleichung müssen der gleichen Anzahl von Atomen entsprechen, den an ihnen beteiligten Elementen. Oder, wenn eine Ionengleichung gegeben ist, dann darin Anzahl der Partikel muss diese Anforderung ebenfalls erfüllen. Eine chemische Gleichung ist eine bedingte Aufzeichnung einer chemischen Reaktion unter Verwendung chemischer Formeln und mathematischer Zeichen. Eine chemische Gleichung spiegelt von Natur aus eine bestimmte chemische Reaktion wider, dh den Vorgang der Wechselwirkung von Stoffen, bei dem neue Stoffe entstehen. Es ist zum Beispiel notwendig eine Molekulargleichung schreiben Reaktionen, die teilnehmen Bariumchlorid BaCl 2 und Schwefelsäure H 2 SO 4. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht ein unlöslicher Niederschlag - Bariumsulfat BaSO 4 und Salzsäure HCl:

ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)

Zunächst muss man verstehen, dass die große Zahl „2“ vor der Substanz HCl als Koeffizient bezeichnet wird und die kleinen Zahlen „2“, „4“ unter den Formeln ВаСl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 werden Indizes genannt. Sowohl die Koeffizienten als auch die Indizes in chemischen Gleichungen spielen die Rolle von Faktoren, nicht von Termen. Um eine chemische Gleichung richtig zu schreiben, ist es notwendig Ordnen Sie die Koeffizienten in der Reaktionsgleichung an. Fangen wir nun an, die Atome der Elemente auf der linken und rechten Seite der Gleichung zu zählen. Auf der linken Seite der Gleichung: Der Stoff BaCl 2 enthält 1 Bariumatom (Ba), 2 Chloratome (Cl). Im Stoff H 2 SO 4: 2 Wasserstoffatome (H), 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O). Auf der rechten Seite der Gleichung: In der Substanz BaSO 4 gibt es 1 Bariumatom (Ba) 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O), in der HCl-Substanz: 1 Wasserstoffatom (H) und 1 Chloratom (Cl). Daraus folgt, dass auf der rechten Seite der Gleichung die Anzahl der Wasserstoff- und Chloratome halb so groß ist wie auf der linken Seite. Daher muss vor der HCl-Formel auf der rechten Seite der Gleichung der Koeffizient "2" eingesetzt werden. Wenn wir nun links und rechts die Anzahl der Atome der an dieser Reaktion beteiligten Elemente addieren, erhalten wir folgende Bilanz:

In beiden Teilen der Gleichung ist die Anzahl der Atome der an der Reaktion beteiligten Elemente gleich, daher ist sie richtig.

Chemische Gleichung und chemische Reaktionen

Wie wir bereits herausgefunden haben, spiegeln chemische Gleichungen chemische Reaktionen wider. Chemische Reaktionen sind solche Phänomene, bei denen die Umwandlung eines Stoffes in einen anderen stattfindet. Unter ihrer Vielfalt können zwei Haupttypen unterschieden werden:

eines). Verbindungsreaktionen
2). Zersetzungsreaktionen.

Die überwiegende Mehrheit der chemischen Reaktionen gehören zu den Additionsreaktionen, da es bei einem einzelnen Stoff ohne äußere Einflüsse (Auflösung, Erwärmung, Licht) selten zu Änderungen in seiner Zusammensetzung kommen kann. Nichts charakterisiert ein chemisches Phänomen oder eine Reaktion so sehr wie die Veränderungen, die auftreten, wenn zwei oder mehr Substanzen interagieren. Solche Phänomene können spontan auftreten und von Temperaturanstieg oder -abfall, Lichteffekten, Farbveränderungen, Sedimentation, Freisetzung gasförmiger Produkte, Lärm begleitet sein.

Zur Verdeutlichung stellen wir mehrere Gleichungen vor, die die Prozesse der zusammengesetzten Reaktionen widerspiegeln, während derer wir erhalten Natriumchlorid(NaCl), Zinkchlorid(ZnCl 2), Silberchlorid-Niederschlag(AgCl), Aluminiumchlorid(AlCl3)

Cl 2 + 2Na = 2NaCl (4)

CuCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + Cu (5)

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

3 HCl + Al (OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3 H 2 O (7)

Unter den Reaktionen der Verbindung sollte das Folgende besonders beachtet werden : Auswechslung (5), Austausch (6) und als Spezialfall der Austauschreaktion die Reaktion Neutralisation (7).

Substitutionsreaktionen umfassen solche, bei denen Atome einer einfachen Substanz die Atome eines der Elemente in einer komplexen Substanz ersetzen. In Beispiel (5) ersetzen Zinkatome Kupferatome aus der CuCl 2 -Lösung, während Zink in das lösliche ZnCl 2 -Salz übergeht und Kupfer im metallischen Zustand aus der Lösung freigesetzt wird.

Austauschreaktionen sind Reaktionen, bei denen zwei komplexe Stoffe ihre Bestandteile austauschen. Im Fall von Reaktion (6) bilden die löslichen Salze von AgNO 3 und KCl, wenn beide Lösungen abgelassen werden, einen unlöslichen Niederschlag des AgCl-Salzes. Dabei tauschen sie ihre Bestandteile aus - Kationen und Anionen. Kaliumkationen K + sind an NO 3 -Anionen und Silberkationen Ag + – an Cl – -Anionen gebunden.

Ein besonderer Sonderfall von Austauschreaktionen ist die Neutralisationsreaktion. Neutralisationsreaktionen sind Reaktionen, bei denen Säuren mit Basen zu Salz und Wasser reagieren. In Beispiel (7) reagiert Salzsäure HCl mit Base Al(OH) 3 unter Bildung von AlCl 3 -Salz und Wasser. Dabei werden Aluminiumkationen Al 3+ aus der Base gegen Cl-Anionen - aus der Säure ausgetauscht. Infolgedessen passiert es Salzsäure neutralisation.

Zu den Zersetzungsreaktionen gehören solche, bei denen aus einem komplexen zwei oder mehr neue einfache oder komplexe Stoffe, jedoch mit einfacherer Zusammensetzung, gebildet werden. Als Reaktionen kann man solche anführen, bei denen 1) zerfallen. Kaliumnitrat(KNO 3) unter Bildung von Kaliumnitrit (KNO 2) und Sauerstoff (O 2); 2). Kaliumpermanganat(KMnO 4): Kaliummanganat wird gebildet (K 2 MnO 4), Manganoxid(MnO 2) und Sauerstoff (O 2); 3). Kalziumkarbonat bzw Marmor; dabei entstehen KohlensäureGas(CO 2 ) und Calciumoxid(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)

In Reaktion (8) wird aus einem komplexen Stoff ein Komplex und ein einfacher Stoff gebildet. In Reaktion (9) gibt es zwei komplexe und eine einfache. In Reaktion (10) gibt es zwei komplexe Substanzen, aber einfacher in der Zusammensetzung

Alle Klassen komplexer Substanzen werden zersetzt:

eines). Oxide: Silberoxid 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)

2). Hydroxide: Eisenhydroxid 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O (12)

3). Säuren: Schwefelsäure H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (13)

vier). Salze: Kalziumkarbonat CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)

5). organisches Material: alkoholische Gärung von Glucose

C 6 H 12 O 6 \u003d 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 (15)

Nach einer anderen Einteilung lassen sich alle chemischen Reaktionen in zwei Typen einteilen: Reaktionen, die unter Freisetzung von Wärme ablaufen, werden sie genannt exotherm, und Reaktionen, die mit der Aufnahme von Wärme einhergehen - endothermisch. Das Kriterium für solche Prozesse ist thermische Wirkung der Reaktion. Zu den exothermen Reaktionen gehören in der Regel Oxidationsreaktionen, d.h. Wechselwirkungen mit Sauerstoff Methanverbrennung:

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

und zu endothermen Reaktionen – Zersetzungsreaktionen, bereits oben angegeben (11) – (15). Das Q-Zeichen am Ende der Gleichung gibt an, ob bei der Reaktion Wärme abgegeben (+Q) oder aufgenommen (-Q) wird:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 - Q (17)

Sie können auch alle chemischen Reaktionen nach der Art der Änderung des Oxidationsgrades der an ihrer Umwandlung beteiligten Elemente betrachten. In Reaktion (17) beispielsweise ändern die daran beteiligten Elemente ihre Oxidationsstufen nicht:

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

Und in Reaktion (16) ändern die Elemente ihre Oxidationsstufen:

2Mg 0 + O 2 0 \u003d 2Mg +2 O -2

Diese Arten von Reaktionen sind Redox . Sie werden gesondert betrachtet. Um Gleichungen für Reaktionen dieses Typs zu formulieren, müssen sie verwendet werden Halbreaktionsverfahren und bewerben Elektronische Gleichgewichtsgleichung.

Nachdem Sie verschiedene Arten chemischer Reaktionen durchgeführt haben, können Sie mit dem Prinzip der Erstellung chemischer Gleichungen fortfahren, dh mit der Auswahl von Koeffizienten in ihrem linken und rechten Teil.

Mechanismen zum Erstellen chemischer Gleichungen.

Welchem ​​Typ auch immer diese oder jene chemische Reaktion angehört, ihre Aufzeichnung (chemische Gleichung) muss der Bedingung der Gleichheit der Anzahl der Atome vor der Reaktion und nach der Reaktion entsprechen.

Es gibt Gleichungen (17), die keiner Anpassung bedürfen, d. h. Platzierung der Koeffizienten. Aber in den meisten Fällen, wie in den Beispielen (3), (7), (15), ist es notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, die darauf abzielen, die linke und rechte Seite der Gleichung auszugleichen. Welche Grundsätze sind in solchen Fällen zu beachten? Gibt es ein System bei der Auswahl der Koeffizienten? Es gibt und nicht eins. Zu diesen Systemen gehören:

eines). Auswahl der Koeffizienten nach vorgegebenen Formeln.

2). Zusammenstellung nach den Wertigkeiten der Reaktanden.

3). Zusammenstellung nach den Oxidationsstufen der Reaktanden.

Im ersten Fall wird davon ausgegangen, dass wir die Formeln der Reaktanten sowohl vor als auch nach der Reaktion kennen. Zum Beispiel die folgende Gleichung gegeben:

N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)

Es ist allgemein anerkannt, dass bis zur Feststellung der Gleichheit zwischen den Atomen der Elemente vor und nach der Reaktion das Gleichheitszeichen (=) nicht in die Gleichung eingesetzt, sondern durch einen Pfeil (→) ersetzt wird. Kommen wir nun zum eigentlichen Balancing. Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich 2 Stickstoffatome (N 2) und zwei Sauerstoffatome (O 2), und auf der rechten Seite befinden sich zwei Stickstoffatome (N 2) und drei Sauerstoffatome (O 3). Es ist nicht notwendig, es durch die Anzahl der Stickstoffatome auszugleichen, aber durch Sauerstoff ist es notwendig, Gleichheit zu erreichen, da vor der Reaktion zwei Atome beteiligt waren und nach der Reaktion drei Atome vorhanden waren. Lassen Sie uns das folgende Diagramm erstellen:

vor der Reaktion nach der Reaktion
O 2 O 3

Lassen Sie uns das kleinste Vielfache zwischen der gegebenen Anzahl von Atomen definieren, es wird "6" sein.

O 2 O 3
\ 6 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Sauerstoffgleichung durch „2“. Wir erhalten die Zahl "3", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein:

N 2 + 3O 2 →N 2 O 3

Außerdem dividieren wir die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Die Anzahl der Sauerstoffatome sowohl im linken als auch im rechten Teil der Gleichung wurde jeweils gleich 6 Atome:

Aber die Anzahl der Stickstoffatome auf beiden Seiten der Gleichung stimmt nicht überein:

Auf der linken Seite befinden sich zwei Atome, auf der rechten Seite vier Atome. Um Gleichheit zu erreichen, muss daher die Stickstoffmenge auf der linken Seite der Gleichung verdoppelt werden, wobei der Koeffizient "2" gesetzt wird:

Somit wird die Gleichheit für Stickstoff beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die Form an:

2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Jetzt können Sie in der Gleichung anstelle eines Pfeils ein Gleichheitszeichen setzen:

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

Nehmen wir ein anderes Beispiel. Die folgende Reaktionsgleichung ist gegeben:

P + Cl 2 → PCl 5

Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich 1 Phosphoratom (P) und zwei Chloratome (Cl 2), und auf der rechten Seite befinden sich ein Phosphoratom (P) und fünf Sauerstoffatome (Cl 5). Es ist nicht notwendig, es durch die Anzahl der Phosphoratome auszugleichen, aber für Chlor ist es notwendig, Gleichheit zu erreichen, da vor der Reaktion zwei Atome beteiligt waren und nach der Reaktion fünf Atome vorhanden waren. Lassen Sie uns das folgende Diagramm erstellen:

vor der Reaktion nach der Reaktion
Cl 2 Cl 5

Lassen Sie uns das kleinste Vielfache zwischen der gegebenen Anzahl von Atomen definieren, es wird "10" sein.

Cl 2 Cl 5
\ 10 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Gleichung für Chlor durch „2“. Wir erhalten die Zahl "5", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein:

Р + 5Cl 2 → РCl 5

Außerdem dividieren wir die Zahl „10“ für die rechte Seite der Gleichung durch „5“. Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

Р + 5Cl 2 → 2РCl 5

Die Anzahl der Chloratome sowohl im linken als auch im rechten Teil der Gleichung wurde jeweils gleich 10 Atome:

Aber die Anzahl der Phosphoratome auf beiden Seiten der Gleichung stimmt nicht überein:

Um Gleichheit zu erreichen, muss daher die Phosphormenge auf der linken Seite der Gleichung verdoppelt werden, wobei der Koeffizient "2" gesetzt wird:

Somit wird die Gleichheit für Phosphor beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die Form an:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Beim Schreiben von Gleichungen nach Wertigkeit muss gegeben werden Definition von Valenz und setzen Sie Werte für die bekanntesten Elemente. Wertigkeit ist eines der früher verwendeten Konzepte, das derzeit in einer Reihe von Schulprogrammen nicht verwendet wird. Aber mit seiner Hilfe ist es einfacher, die Prinzipien der Erstellung von Gleichungen chemischer Reaktionen zu erklären. Mit Valenz ist gemeint die Anzahl der chemischen Bindungen, die ein Atom mit einem anderen oder anderen Atomen bilden kann . Wertigkeit hat kein Vorzeichen (+ oder -) und wird durch römische Ziffern angegeben, normalerweise über den Symbolen chemischer Elemente, zum Beispiel:

Woher kommen diese Werte? Wie wendet man sie bei der Erstellung chemischer Gleichungen an? Numerische Werte Die Wertigkeiten der Elemente stimmen mit ihrer Gruppennummer des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendelejew überein (Tabelle 1).

Für andere Elemente Wertigkeitswerte können andere Werte haben, aber nie größer als die Nummer der Gruppe, in der sie sich befinden. Darüber hinaus nehmen die Wertigkeiten der Elemente für eine gerade Anzahl von Gruppen (IV und VI) nur gerade Werte an, und für ungerade können sie sowohl gerade als auch ungerade Werte haben (Tabelle.2).

Natürlich gibt es für einige Elemente Ausnahmen von den Wertigkeitswerten, aber im Einzelfall werden diese Punkte normalerweise angegeben. Jetzt bedenke allgemeines Prinzip Erstellen chemischer Gleichungen für bestimmte Wertigkeiten bestimmter Elemente. Am häufigsten ist diese Methode akzeptabel, wenn Gleichungen für chemische Reaktionen zum Kombinieren einfacher Substanzen erstellt werden, beispielsweise bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff ( Oxidationsreaktionen). Angenommen, Sie möchten die Oxidationsreaktion anzeigen Aluminium. Aber denken Sie daran, dass Metalle durch einzelne Atome (Al) und Nichtmetalle, die sich in einem gasförmigen Zustand befinden, mit Indizes "2" - (O 2) bezeichnet werden. Zuerst schreiben wir das allgemeine Schema der Reaktion:

Al + O 2 → AlO

Zu diesem Zeitpunkt ist noch nicht bekannt, wie die richtige Schreibweise für Aluminiumoxid lauten sollte. Und gerade auf dieser Stufe wird uns die Kenntnis der Wertigkeiten der Elemente zu Hilfe kommen. Für Aluminium und Sauerstoff setzen wir sie über die vorgeschlagene Formel für dieses Oxid:

IIIII
Al O

Danach "kreuzen"-auf-"kreuzen" diese Symbole der Elemente die entsprechenden Indizes darunter:

IIIII
Al 2 O 3

Zusammensetzung einer chemischen Verbindung Al 2 O 3 bestimmt. Das weitere Schema der Reaktionsgleichung hat die Form:

Al + O 2 → Al 2 O 3

Es bleibt nur, den linken und rechten Teil davon auszugleichen. Dabei gehen wir genauso vor wie bei der Formulierung von Gleichung (19). Wir gleichen die Anzahl der Sauerstoffatome aus, indem wir auf das kleinste Vielfache zurückgreifen:

vor der Reaktion nach der Reaktion

O 2 O 3
\ 6 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Sauerstoffgleichung durch „2“. Wir erhalten die Zahl "3", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein. Außerdem dividieren wir die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Um die Gleichheit für Aluminium zu erreichen, muss seine Menge auf der linken Seite der Gleichung angepasst werden, indem der Koeffizient "4" eingestellt wird:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Somit wird die Gleichheit für Aluminium und Sauerstoff beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die endgültige Form an:

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

Mit der Wertigkeitsmethode lässt sich vorhersagen, welcher Stoff bei einer chemischen Reaktion entsteht, wie seine Formel aussehen wird. Angenommen, Stickstoff und Wasserstoff mit den entsprechenden Valenzen III und I gehen in die Reaktion der Verbindung ein, schreiben wir das allgemeine Reaktionsschema:

N 2 + H 2 → NH

Für Stickstoff und Wasserstoff tragen wir die Wertigkeiten über der vorgeschlagenen Formel dieser Verbindung auf:

Wie zuvor "Kreuz"-auf-"Kreuz" für diese Elementsymbole, setzen wir die entsprechenden Indizes unten:

IIII
NH 3

Das weitere Schema der Reaktionsgleichung hat die Form:

N 2 + H 2 → NH 3

Wenn wir auf die bereits bekannte Weise durch das kleinste Vielfache für Wasserstoff gleich "6" ausgleichen, erhalten wir die gewünschten Koeffizienten und die Gleichung als Ganzes:

N2 + 3H2 \u003d 2NH3 (23)

Beim Erstellen von Gleichungen für Oxidationsstufen Bei reagierenden Substanzen muss daran erinnert werden, dass der Oxidationsgrad eines Elements die Anzahl der Elektronen ist, die bei einer chemischen Reaktion aufgenommen oder abgegeben werden. Die Oxidationsstufe in Verbindungen stimmt im Grunde numerisch mit den Werten der Elementvalenzen überein. Aber sie unterscheiden sich im Vorzeichen. Beispielsweise ist für Wasserstoff die Wertigkeit I und die Oxidationsstufe (+1) oder (-1). Für Sauerstoff ist die Wertigkeit II und die Oxidationsstufe ist (-2). Für Stickstoff sind die Wertigkeiten I, II, III, IV, V und die Oxidationsstufen sind (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , usw. . Die Oxidationsstufen der am häufigsten in Gleichungen verwendeten Elemente sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Bei zusammengesetzten Reaktionen ist das Prinzip der Zusammenstellung von Gleichungen nach Oxidationsstufen das gleiche wie bei der Zusammenstellung nach Valenzen. Geben wir zum Beispiel die Reaktionsgleichung für die Oxidation von Chlor mit Sauerstoff an, in der Chlor eine Verbindung mit einer Oxidationsstufe von +7 bildet. Schreiben wir die vorgeschlagene Gleichung:

Cl 2 + O 2 → ClO

Wir tragen die Oxidationsstufen der entsprechenden Atome über die vorgeschlagene ClO-Verbindung:

Wie in den vorherigen Fällen stellen wir fest, dass das Gewünschte zusammengesetzte Formel wird die Form annehmen:

7 -2
Cl 2 O 7

Die Reaktionsgleichung nimmt die folgende Form an:

Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7

Ausgleichen für Sauerstoff, Finden des kleinsten Vielfachen zwischen zwei und sieben, gleich "14", stellen wir schließlich die Gleichheit fest:

2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (24)

Eine etwas andere Methode muss mit Oxidationsstufen verwendet werden, wenn Austausch-, Neutralisations- und Substitutionsreaktionen zusammengestellt werden. In einigen Fällen ist es schwierig herauszufinden: Welche Verbindungen entstehen bei der Wechselwirkung komplexer Substanzen?

Woher wissen Sie, was bei einer Reaktion passiert?

Woher wissen Sie eigentlich: Welche Reaktionsprodukte können im Verlauf einer bestimmten Reaktion entstehen? Was entsteht zum Beispiel, wenn Bariumnitrat und Kaliumsulfat reagieren?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 →?

Vielleicht VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4? Oder Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Oder etwas anderes? Natürlich werden während dieser Reaktion Verbindungen gebildet: BaSO 4 und KNO 3. Und wie ist das bekannt? Und wie schreibt man Stoffformeln? Beginnen wir mit dem, was am häufigsten übersehen wird: dem eigentlichen Konzept der „Austauschreaktion“. Das bedeutet, dass sich bei diesen Reaktionen die Stoffe in ihren Bestandteilen untereinander verändern. Da die Austauschreaktionen meistens zwischen Basen, Säuren oder Salzen durchgeführt werden, sind die Teile, mit denen sie sich ändern, Metallkationen (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), H + -Ionen oder OH -, Anionen - Säurereste, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). BEI Gesamtansicht Die Austauschreaktion kann in folgender Notation angegeben werden:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Dabei sind Kt1 und Kt2 die Metallkationen (1) und (2) und An1 und An2 die ihnen entsprechenden Anionen (1) und (2). Dabei ist zu berücksichtigen, dass in Verbindungen vor und nach der Reaktion immer an erster Stelle Kationen und an zweiter Stelle Anionen aufgebaut werden. Daher, wenn es reagiert Kaliumchlorid und Silbernitrat, beide in Lösung

KCl + AgNO 3 →

dann werden dabei die Substanzen KNO 3 und AgCl gebildet und die entsprechende Gleichung nimmt die Form an:

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

Bei Neutralisationsreaktionen verbinden sich Protonen von Säuren (H +) mit Hydroxylanionen (OH -) zu Wasser (H 2 O):

HCl + KOH \u003d KCl + H 2 O (27)

Die Oxidationsstufen von Metallkationen und die Ladungen von Anionen von Säureresten sind in der Tabelle der Löslichkeit von Substanzen (Säuren, Salze und Basen in Wasser) angegeben. Metallkationen sind horizontal gezeigt, und Anionen von Säureresten sind vertikal gezeigt.

Darauf basierend müssen bei der Aufstellung der Gleichung für die Austauschreaktion zunächst die Oxidationsstufen der bei diesem chemischen Prozess aufgenommenen Teilchen in deren linkem Teil ermittelt werden. Zum Beispiel müssen Sie eine Gleichung für die Wechselwirkung zwischen Calciumchlorid und Natriumcarbonat aufstellen.Lassen Sie uns das anfängliche Schema für diese Reaktion erstellen:

CaCl + NaCO 3 →

Ca 2+ Cl – + Na + CO 3 2– →

Nachdem wir die bereits bekannte „Cross“-to-Cross“-Aktion durchgeführt haben, ermitteln wir die realen Formeln der Ausgangsstoffe:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) stellen wir die vorläufigen Formeln der während der Reaktion gebildeten Substanzen auf:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl

Wir tragen die entsprechenden Ladungen über ihren Kationen und Anionen auf:

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

Substanzformeln entsprechend den Ladungen von Kationen und Anionen korrekt geschrieben werden. Stellen wir eine vollständige Gleichung auf, indem wir den linken und rechten Teil davon in Bezug auf Natrium und Chlor gleichsetzen:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl (28)

Als weiteres Beispiel hier die Gleichung für die Neutralisationsreaktion zwischen Bariumhydroxid und Phosphorsäure:

VaON + NPO 4 →

Wir legen die entsprechenden Ladungen über Kationen und Anionen:

Ba 2+ OH – + H + RO 4 3– →

Lassen Sie uns die wirklichen Formeln der Ausgangsstoffe definieren:

Va(OH) 2 + H 3 RO 4 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) stellen wir die vorläufigen Formeln der während der Reaktion gebildeten Substanzen auf, wobei wir berücksichtigen, dass bei der Austauschreaktion eine der Substanzen notwendigerweise Wasser sein muss:

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

Lassen Sie uns die korrekte Aufzeichnung der Formel des während der Reaktion gebildeten Salzes bestimmen:

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

Setzen Sie die linke Seite der Gleichung für Barium gleich:

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

Da auf der rechten Seite der Gleichung der Phosphorsäurerest zweimal genommen wird, (PO 4) 2, muss auf der linken Seite auch seine Menge verdoppelt werden:

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

Es bleibt, die Anzahl der Wasserstoff- und Sauerstoffatome auf der rechten Seite des Wassers anzupassen. Da die Gesamtzahl der Wasserstoffatome auf der linken Seite 12 beträgt, muss sie auf der rechten Seite auch zwölf entsprechen, daher ist es vor der Wasserformel erforderlich einen Koeffizienten setzen„6“ (da im Wassermolekül bereits 2 Wasserstoffatome vorhanden sind). Auch für Sauerstoff gilt Gleichheit: links 14 und rechts 14. Die Gleichung hat also korrekte Form Aufzeichnungen:

3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)

Möglichkeit chemischer Reaktionen

Die Welt besteht aus einer Vielzahl von Substanzen. Die Anzahl der Varianten chemischer Reaktionen zwischen ihnen ist ebenfalls unübersehbar. Aber können wir, nachdem wir diese oder jene Gleichung auf Papier geschrieben haben, behaupten, dass ihr eine chemische Reaktion entsprechen wird? Es gibt ein Missverständnis, dass, wenn das Recht Quoten vereinbaren in der Gleichung, dann wird es in der Praxis machbar sein. Wenn wir zum Beispiel nehmen Schwefelsäurelösung und hineinfallen Zink, dann können wir den Prozess der Wasserstoffentwicklung beobachten:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 (30)

Wenn jedoch Kupfer in dieselbe Lösung abgesenkt wird, wird der Prozess der Gasentwicklung nicht beobachtet. Die Reaktion ist nicht durchführbar.

Cu + H 2 SO 4 ≠

Wenn konzentrierte Schwefelsäure eingenommen wird, reagiert sie mit Kupfer:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

Bei der Reaktion (23) zwischen Stickstoff- und Wasserstoffgasen thermodynamisches Gleichgewicht, diese. wie viele Moleküle Ammoniak NH 3 wird pro Zeiteinheit gebildet, die gleiche Anzahl davon zerfällt wieder in Stickstoff und Wasserstoff. Verschiebung im chemischen Gleichgewicht kann durch Erhöhen des Drucks und Erniedrigen der Temperatur erreicht werden

N2 + 3H2 \u003d 2NH3

Wenn du nimmst Kalilauge und darüber gießen Natriumsulfatlösung, dann werden keine Änderungen beobachtet, die Reaktion ist nicht durchführbar:

KOH + Na 2 SO 4 ≠

Natriumchloridlösung Bei der Wechselwirkung mit Brom wird kein Brom gebildet, obwohl diese Reaktion einer Substitutionsreaktion zugeschrieben werden kann:

NaCl + Br 2 ≠

Was sind die Gründe für solche Abweichungen? Tatsache ist, dass es nicht ausreicht, nur richtig zu definieren zusammengesetzte Formeln, ist es notwendig, die Besonderheiten der Wechselwirkung von Metallen mit Säuren zu kennen, die Löslichkeitstabelle von Substanzen geschickt zu verwenden, die Substitutionsregeln in der Aktivitätsreihe von Metallen und Halogenen zu kennen. Dieser Artikel skizziert nur die grundlegendsten Prinzipien, wie Ordnen Sie die Koeffizienten in den Reaktionsgleichungen an, wie Molekulargleichungen schreiben, wie die Zusammensetzung einer chemischen Verbindung bestimmen.

Die Chemie als Wissenschaft ist äußerst vielfältig und facettenreich. Dieser Artikel spiegelt nur einen kleinen Teil der Prozesse wider, die in der realen Welt stattfinden. Typen, thermochemische Gleichungen, Elektrolyse, organische Syntheseprozesse und vieles mehr. Aber dazu mehr in zukünftigen Artikeln.

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Lassen Sie uns darüber sprechen, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt. Es ist diese Frage, die Schulkindern ernsthafte Schwierigkeiten bereitet. Einige können den Algorithmus zum Erstellen von Produktformeln nicht verstehen, während andere die Koeffizienten falsch in die Gleichung einfügen. Da alle quantitativen Berechnungen genau nach den Gleichungen durchgeführt werden, ist es wichtig, den Aktionsalgorithmus zu verstehen. Versuchen wir herauszufinden, wie man Gleichungen für chemische Reaktionen schreibt.

Zusammenstellung von Formeln für die Wertigkeit

Um die Prozesse, die zwischen verschiedenen Substanzen ablaufen, korrekt aufzuschreiben, müssen Sie lernen, wie man Formeln schreibt. Binäre Verbindungen werden unter Berücksichtigung der Wertigkeiten jedes Elements gebildet. Beispielsweise entspricht sie bei Metallen der Hauptnebengruppen der Gruppennummer. Bei der Zusammenstellung der endgültigen Formel wird das kleinste Vielfache zwischen diesen Indikatoren bestimmt, dann werden Indizes platziert.

Was ist eine gleichung

Darunter versteht man eine symbolische Aufzeichnung, die die wechselwirkenden chemischen Elemente, ihre Mengenverhältnisse sowie die durch den Prozess gewonnenen Stoffe anzeigt. Eine der Aufgaben, die Schülern der neunten Klasse beim Abschlusszeugnis in Chemie angeboten werden, lautet: „Stellen Sie die Reaktionsgleichungen auf, die charakterisieren Chemische Eigenschaften vorgeschlagene Stoffklasse. Um die Aufgabe zu bewältigen, müssen die Schüler den Aktionsalgorithmus beherrschen.

Aktionsalgorithmus

Zum Beispiel müssen Sie den Prozess des Verbrennens von Kalzium mit Symbolen, Koeffizienten und Indizes schreiben. Lassen Sie uns darüber sprechen, wie man mit dem Verfahren eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt. Auf der linken Seite der Gleichung schreiben wir durch "+" die Vorzeichen der Substanzen, die an dieser Wechselwirkung teilnehmen. Da die Verbrennung unter Beteiligung von Luftsauerstoff erfolgt, der zu zweiatomigen Molekülen gehört, schreiben wir seine Formel O2.

Hinter dem Gleichheitszeichen bilden wir die Zusammensetzung des Reaktionsprodukts nach den Regeln zur Anordnung der Wertigkeit:

2Ca + O2 = 2CaO.

In Fortsetzung des Gesprächs darüber, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt, stellen wir die Notwendigkeit fest, das Gesetz der Zusammensetzungskonstanz sowie die Erhaltung der Zusammensetzung von Substanzen anzuwenden. Sie ermöglichen es Ihnen, den Anpassungsprozess durchzuführen und die fehlenden Koeffizienten in die Gleichung einzufügen. Dieser Prozess ist eines der einfachsten Beispiele für Wechselwirkungen in der anorganischen Chemie.

Wichtige Aspekte

Um zu verstehen, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt, notieren wir einige theoretische Fragen zu diesem Thema. Das von M. V. Lomonosov formulierte Gesetz der Erhaltung der Masse von Substanzen erklärt die Möglichkeit, die Koeffizienten anzuordnen. Da die Anzahl der Atome jedes Elements vor und nach der Wechselwirkung unverändert bleibt, können mathematische Berechnungen durchgeführt werden.

Beim Ausgleichen des linken und rechten Teils der Gleichung wird das kleinste gemeinsame Vielfache verwendet, ähnlich wie bei der Erstellung der zusammengesetzten Formel, wobei die Wertigkeiten jedes Elements berücksichtigt werden.

Redox-Wechselwirkungen

Nachdem die Schüler den Aktionsalgorithmus erarbeitet haben, können sie eine Reaktionsgleichung aufstellen, die die chemischen Eigenschaften einfacher Stoffe charakterisiert. Jetzt können wir mit der Analyse von mehr fortfahren komplexe Wechselwirkungen, beispielsweise bei einer Änderung der Oxidationsstufen der Elemente:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

Es gibt bestimmte Regeln, nach denen die Oxidationsstufen in einfachen und komplexen Stoffen angeordnet sind. Beispielsweise ist bei zweiatomigen Molekülen dieser Indikator gleich Null, bei komplexen Verbindungen sollte die Summe aller Oxidationsstufen ebenfalls gleich Null sein. Bei der Erstellung der elektronischen Bilanz werden die Atome oder Ionen bestimmt, die Elektronen abgeben (Reduktionsmittel) und Elektronen aufnehmen (Oxidationsmittel).

Zwischen diesen Indikatoren werden das kleinste Vielfache sowie Koeffizienten bestimmt. Der letzte Schritt bei der Analyse der Redox-Wechselwirkung ist die Anordnung der Koeffizienten im Schema.

Ionengleichungen

Einer von wichtige Themen, die im Schulchemiekurs behandelt wird, ist die Wechselwirkung zwischen Lösungen. Zum Beispiel angesichts der Aufgabe mit folgendem Inhalt: "Stellen Sie eine Gleichung für die chemische Reaktion des Ionenaustauschs zwischen Bariumchlorid und Natriumsulfat auf." Es beinhaltet das Schreiben einer molekularen, vollständigen, reduzierten Ionengleichung. Um die Wechselwirkung auf ionischer Ebene zu berücksichtigen, ist es notwendig, sie gemäß der Löslichkeitstabelle für jeden Ausgangsstoff, Reaktionsprodukt anzugeben. Zum Beispiel:

BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4

Substanzen, die sich nicht in Ionen auflösen, werden in molekularer Form geschrieben. Die Ionenaustauschreaktion läuft in drei Fällen vollständig ab:

• Sedimentbildung;
• Gasfreisetzung;
• Erhalt einer schlecht dissoziierten Substanz wie Wasser.

Wenn eine Substanz einen stereochemischen Koeffizienten hat, wird dieser beim Schreiben der vollständigen Ionengleichung berücksichtigt. Nachdem die vollständige Ionengleichung geschrieben ist, wird die Reduktion der nicht in Lösung gebundenen Ionen durchgeführt. Das Endergebnis jeder Aufgabe, die die Betrachtung eines Prozesses beinhaltet, der zwischen Lösungen komplexer Substanzen auftritt, wird eine Aufzeichnung einer reduzierten ionischen Reaktion sein.

Fazit

Chemische Gleichungen ermöglichen es, mit Hilfe von Symbolen, Indizes und Koeffizienten die Prozesse zu erklären, die zwischen Substanzen beobachtet werden. Je nachdem, welcher Prozess stattfindet, gibt es bestimmte Feinheiten beim Schreiben der Gleichung. Der oben diskutierte allgemeine Algorithmus zum Kompilieren von Reaktionen basiert auf der Wertigkeit, dem Gesetz der Erhaltung der Masse von Substanzen und der Konstanz der Zusammensetzung.