Balancer ligningen. Hvordan man skriver en kemisk reaktionsligning: rækkefølge af handlinger

Lad os tale om, hvordan man opretter en kemisk ligning, fordi de er hovedelementerne i denne disciplin. Takket være en dyb forståelse af alle mønstre af interaktioner og stoffer, kan du kontrollere dem og anvende dem i forskellige aktivitetsområder.

Teoretiske træk

Kompilering af kemiske ligninger er et vigtigt og ansvarligt trin, betragtet i ottende klasse på gymnasier. Hvad skal gå forud for denne fase? Før læreren fortæller sine elever, hvordan man laver en kemisk ligning, er det vigtigt at introducere skolebørn for begrebet "valens" og lære dem at bestemme denne værdi for metaller og ikke-metaller ved hjælp af det periodiske system af grundstoffer.

Kompilering af binære formler efter valens

For at forstå, hvordan man opretter en kemisk ligning efter valens, skal du først lære, hvordan man opretter formler for forbindelser bestående af to elementer ved hjælp af valens. Vi foreslår en algoritme, der hjælper med at klare opgaven. For eksempel skal du lave en formel for natriumoxid.

For det første er det vigtigt at tage højde for, at det kemiske grundstof, der er nævnt sidst i navnet, skal være på førstepladsen i formlen. I vores tilfælde vil natrium blive skrevet først i formlen, ilt dernæst. Lad os huske, at oxider er binære forbindelser, hvor det sidste (andet) grundstof skal være oxygen med en oxidationstilstand på -2 (valens 2). Dernæst, ved hjælp af det periodiske system, er det nødvendigt at bestemme valensen af ​​hvert af de to elementer. For at gøre dette bruger vi visse regler.

Da natrium er et metal, der er placeret i hovedundergruppen af ​​gruppe 1, er dets valens en konstant værdi, den er lig med I.

Ilt er et ikke-metal, da det er det sidste i oxidet; for at bestemme dets valens trækker vi 6 fra otte (antallet af grupper) (den gruppe, hvori oxygen er placeret), vi får den valens af oxygen er II.

Mellem visse valenser finder vi det mindste fælles multiplum, og dividerer det derefter med valensen af ​​hvert af elementerne for at få deres indeks. Vi skriver den færdige formel Na 2 O.

Instruktioner til at sammensætte en ligning

Lad os nu tale mere detaljeret om, hvordan man skriver en kemisk ligning. Lad os først se på de teoretiske aspekter og derefter gå videre til specifikke eksempler. Så at sammensætte kemiske ligninger forudsætter en bestemt procedure.

• 1. etape. Efter at have læst den foreslåede opgave, skal du bestemme, hvilke kemikalier der skal være til stede på venstre side af ligningen. Et "+"-tegn er placeret mellem de originale komponenter.
• 2. etape. Efter lighedstegnet skal du lave en formel for reaktionsproduktet. Når du udfører sådanne handlinger, skal du bruge algoritmen til at komponere formler for binære forbindelser, som vi diskuterede ovenfor.
• 3. etape. Vi kontrollerer antallet af atomer af hvert element før og efter kemisk interaktion, om nødvendigt sætter vi yderligere koefficienter foran formlerne.

Eksempel på en forbrændingsreaktion

Lad os prøve at finde ud af, hvordan man laver en kemisk ligning for forbrænding af magnesium ved hjælp af en algoritme. På venstre side af ligningen skriver vi summen af ​​magnesium og ilt. Glem ikke, at oxygen er et diatomisk molekyle, så det skal have et indeks på 2. Efter lighedstegnet sammensætter vi formlen for produktet opnået efter reaktionen. Det vil være, hvor magnesium er skrevet først, og ilt er skrevet andet i formlen. Dernæst bestemmer vi valenserne ved hjælp af tabellen over kemiske elementer. Magnesium, som er i gruppe 2 (hovedundergruppen), har en konstant valens II, for oxygen får vi ved at trække 8 - 6 også valens II.

Procesposten vil se sådan ud: Mg+O 2 =MgO.

For at ligningen skal overholde loven om bevarelse af massen af ​​stoffer, er det nødvendigt at arrangere koefficienterne. Først kontrollerer vi mængden af ​​ilt før reaktionen, efter processen er afsluttet. Da der var 2 oxygenatomer, men kun ét blev dannet, skal der lægges en koefficient på 2 i højre side før magnesiumoxidformlen. Dernæst tæller vi antallet af magnesiumatomer før og efter processen. Som et resultat af interaktionen blev der opnået 2 magnesium, derfor kræves der også på venstre side foran det simple stof magnesium en koefficient på 2.

Den sidste type reaktion: 2Mg+O2 =2MgO.

Eksempel på en substitutionsreaktion

Ethvert kemiresumé indeholder en beskrivelse af forskellige typer af interaktioner.

I modsætning til en forbindelse vil der i en substitution være to stoffer på både venstre og højre side af ligningen. Lad os sige, at vi skal skrive reaktionen af ​​interaktion mellem zink og Vi bruger standardskrivealgoritmen. Først skriver vi på venstre side zink og saltsyre gennem summen, og på højre side skriver vi formlerne for de resulterende reaktionsprodukter. Da zink er placeret før brint i den elektrokemiske spændingsrække af metaller, fortrænger det i denne proces molekylært brint fra syren og danner zinkchlorid. Som et resultat får vi følgende indgang: Zn+HCL=ZnCl 2 + H 2.

Nu går vi videre til at udligne antallet af atomer i hvert grundstof. Da der var et atom på venstre side af klor, og efter interaktionen var der to, er det nødvendigt at sætte en faktor på 2 foran formlen for saltsyre.

Som et resultat får vi en færdiglavet reaktionsligning svarende til loven om bevarelse af masse af stoffer: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Konklusion

En typisk kemi note indeholder nødvendigvis flere kemiske transformationer. Ikke et eneste afsnit af denne videnskab er begrænset til en simpel verbal beskrivelse af transformationer, opløsningsprocesser, fordampning; alt bekræftes nødvendigvis af ligninger. Kemiens specificitet ligger i, at alle processer, der foregår mellem forskellige uorganiske eller organiske stoffer, kan beskrives ved hjælp af koefficienter og indekser.

Hvordan adskiller kemi sig ellers fra andre videnskaber? Kemiske ligninger hjælper ikke kun med at beskrive de transformationer, der forekommer, men også til at udføre kvantitative beregninger baseret på dem, takket være hvilke det er muligt at udføre laboratorie- og industriel produktion af forskellige stoffer.

I lektion 13 "" fra kurset " Kemi for dummies» overvej hvorfor kemiske ligninger er nødvendige; Lad os lære at udligne kemiske reaktioner ved korrekt at arrangere koefficienter. Denne lektion kræver, at du kender den grundlæggende kemi fra tidligere lektioner. Sørg for at læse om elementaranalyse for et dybdegående kig på empiriske formler og kemisk analyse.

Som et resultat af forbrændingsreaktionen af ​​methan CH 4 i oxygen O 2 dannes kuldioxid CO 2 og vand H 2 O. Denne reaktion kan beskrives kemisk ligning:

• CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

Lad os prøve at udtrække mere information fra en kemisk ligning end blot en indikation produkter og reagenser reaktioner. Kemisk ligning (1) er Ufuldstændig og giver derfor ingen information om, hvor mange O 2 molekyler, der forbruges pr. 1 CH 4 molekyle, og hvor mange CO 2 og H2 O molekyler, der opnås som resultat. Men hvis vi nedskriver numeriske koefficienter foran de tilsvarende molekylære formler, som angiver hvor mange molekyler af hver type, der deltager i reaktionen, så får vi komplet kemisk ligning reaktioner.

For at færdiggøre sammensætningen af ​​den kemiske ligning (1), skal du huske en simpel regel: venstre og højre side af ligningen skal indeholde det samme antal atomer af hver type, da der under den kemiske reaktion ikke er nye atomer. skabte og eksisterende bliver ikke ødelagt. Denne regel er baseret på loven om bevarelse af masse, som vi diskuterede i begyndelsen af ​​kapitlet.

Det er nødvendigt for at opnå en komplet en fra en simpel kemisk ligning. Så lad os gå videre til den faktiske reaktionsligning (1): kig igen på den kemiske ligning, nøjagtigt på atomerne og molekylerne på højre og venstre side. Det er let at se, at reaktionen involverer tre typer atomer: kulstof C, hydrogen H og oxygen O. Lad os tælle og sammenligne antallet af atomer af hver type på højre og venstre side af den kemiske ligning.

Lad os starte med kulstof. På venstre side er et C-atom en del af CH 4-molekylet, og på højre side er et C-atom en del af CO 2. Således er antallet af kulstofatomer det samme på venstre og højre side, så vi lader det være. Men for klarhedens skyld, lad os sætte en koefficient på 1 foran molekyler med kulstof, selvom dette ikke er nødvendigt:

• 1CH 4 + O 2 → 1 CO 2 + H 2 O (2)

Så går vi videre til at tælle brintatomerne H. På venstre side er der 4 H-atomer (i kvantitativ forstand, H 4 = 4H) i CH 4-molekylet, og på højre side er der kun 2 H-atomer i H 2 O-molekyle, som er to gange mindre end på venstre side af den kemiske ligning (2). Lad os udligne! For at gøre dette, lad os sætte en koefficient på 2 foran H 2 O-molekylet. Nu vil vi have 4 molekyler af hydrogen H i både reaktanterne og produkterne:

• 1CH4 + O2 → 1CO2 + 2H2O (3)

Bemærk venligst, at koefficienten 2, som vi skrev foran vandmolekylet H 2 O for at udligne hydrogen H, øges med 2 gange alle atomer, der indgår i dets sammensætning, dvs. 2H 2 O betyder 4H og 2O. Okay, vi ser ud til at have ordnet det her, der er tilbage at tælle og sammenligne antallet af oxygenatomer O i den kemiske ligning (3). Det springer straks i øjnene, at der er præcis 2 gange færre O-atomer på venstre side end på højre. Nu ved du allerede, hvordan du selv afbalancerer kemiske ligninger, så jeg vil straks skrive det endelige resultat ned:

• 1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O eller CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)

Som du kan se, er udligning af kemiske reaktioner ikke så vanskelig en ting, og det er ikke kemi, der er vigtig her, men matematik. Ligning (4) kaldes komplet ligning kemisk reaktion, fordi den overholder loven om bevarelse af masse, dvs. antallet af atomer af hver type, der indgår i reaktionen, falder nøjagtigt sammen med antallet af atomer af denne type ved afslutning af reaktionen. Hver side af denne komplette kemiske ligning indeholder 1 carbonatom, 4 hydrogenatomer og 4 oxygenatomer. Det er dog værd at forstå et par vigtige punkter: en kemisk reaktion er en kompleks sekvens af individuelle mellemtrin, og derfor kan f.eks. ligning (4) ikke tolkes på den måde, at 1 metanmolekyle samtidig skal kollidere med 2 oxygen molekyler. De processer, der finder sted under dannelsen af ​​reaktionsprodukter, er meget mere komplekse. Det andet punkt: den fuldstændige ligning af en reaktion fortæller os ikke noget om dens molekylære mekanisme, det vil sige om rækkefølgen af ​​begivenheder, der opstår på molekylært niveau under dens forekomst.

Koefficienter i kemiske reaktionsligninger

Endnu et tydeligt eksempel på, hvordan man arrangerer korrekt odds i kemiske reaktionsligninger: Trinitrotoluen (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 kombineres kraftigt med ilt og danner H 2 O, CO 2 og N 2. Lad os nedskrive reaktionsligningen, som vi vil udligne:

• C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)

Det er lettere at konstruere den komplette ligning baseret på to TNT-molekyler, da venstre side indeholder et ulige antal hydrogen- og nitrogenatomer, og højre side indeholder et lige tal:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)

Så er det klart, at 14 carbonatomer, 10 hydrogenatomer og 6 nitrogenatomer skal blive til 14 molekyler kuldioxid, 5 molekyler vand og 3 molekyler nitrogen:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)

Nu indeholder begge dele det samme antal af alle atomer undtagen oxygen. Af de 33 oxygenatomer, der er til stede på højre side af ligningen, er 12 forsynet af de to originale TNT-molekyler, og de resterende 21 skal forsynes af 10,5 O 2 -molekyler. Den komplette kemiske ligning vil således se ud:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10,5 O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)

Du kan gange begge sider med 2 og slippe af med ikke-heltalskoefficienten 10,5:

• 4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21 O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)

Men du behøver ikke at gøre dette, da alle ligningens koefficienter ikke behøver at være heltal. Det ville være endnu mere korrekt at lave en ligning baseret på et TNT-molekyle:

• C 7 H 5 N 3 O 6 + 5,25 O 2 → 7CO 2 + 2,5 H 2 O + 1,5 N 2 (10)

Den komplette kemiske ligning (9) indeholder en masse information. Først og fremmest angiver det udgangsstofferne - reagenser, og Produkter reaktioner. Derudover viser det, at under reaktionen er alle atomer af hver type individuelt bevaret. Hvis vi multiplicerer begge sider af ligning (9) med Avogadros tal N A = 6,022 10 23, kan vi konstatere, at 4 mol TNT reagerer med 21 mol O 2 og danner 28 mol CO 2, 10 mol H 2 O og 6 mol N2.

Der er et trick mere. Ved hjælp af det periodiske system bestemmer vi molekylmasserne af alle disse stoffer:

• C7H5N3O6 = 227,13 g/mol
• O2 = 31,999 g/mol
• CO2 = 44,010 g/mol
• H2O = 18,015 g/mol
• N2 = 28,013 g/mol

Nu vil ligning 9 også indikere, at 4 227,13 g = 908,52 g TNT kræver 21 31,999 g = 671,98 g oxygen for at fuldføre reaktionen, og som et resultat dannes 28 44,010 g = 1232,3 g CO 2 = 10,5 g = 1,0018. g H2O og 6·28,013 g = 168,08 g N2. Lad os kontrollere, om loven om bevarelse af masse er opfyldt i denne reaktion:

	Reagenser	Produkter
	908,52 g TNT	1232,3 g CO2
	671,98 g CO2	180,15 g H2O
		168,08 g N2
Total	1580,5 g	1580,5 g

Men individuelle molekyler behøver ikke nødvendigvis at deltage i en kemisk reaktion. For eksempel reaktionen af ​​kalksten CaCO3 og saltsyre HCl til at danne en vandig opløsning af calciumchlorid CaCl2 og kuldioxid CO2:

• CaCO 3 + 2 HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)

Kemisk ligning (11) beskriver reaktionen mellem calciumcarbonat CaCO 3 (kalksten) og saltsyre HCl til dannelse af en vandig opløsning af calciumchlorid CaCl 2 og carbondioxid CO 2. Denne ligning er komplet, da antallet af atomer af hver type i dens venstre og højre side er det samme.

Betydningen af ​​denne ligning er makroskopisk (molar) niveau er som følger: 1 mol eller 100,09 g CaCO 3 kræver 2 mol eller 72,92 g HCl for at fuldføre reaktionen, hvilket resulterer i 1 mol CaCl 2 (110,99 g/mol), CO 2 (44,01 g/mol) og H 2 O (18,02 g/mol). Ud fra disse numeriske data er det let at verificere, at loven om bevarelse af masse er opfyldt i denne reaktion.

Fortolkning af ligning (11) på mikroskopisk (molekylært) niveau er ikke så indlysende, da calciumcarbonat er et salt, ikke en molekylær forbindelse, og derfor kan kemisk ligning (11) ikke forstås på den måde, at 1 molekyle calciumcarbonat CaCO 3 reagerer med 2 molekyler HCl. Desuden dissocierer (nedbrydes) HCl-molekylet i opløsning generelt i H + og Cl - ioner. Således er en mere korrekt beskrivelse af, hvad der sker i denne reaktion på molekylært niveau, givet af ligningen:

• CaCO3 (opløsning) + 2H + (vandig) → Ca2+ (vandig) + CO2 (g.) + H2O (l.) (12)

Her er den fysiske tilstand af hver type partikel kort angivet i parentes ( TV- hårdt, aq.- hydreret ion i vandig opløsning, G.- gas, og.- væske).

Ligning (12) viser, at fast CaCO 3 reagerer med to hydratiserede H+ ioner og danner den positive ion Ca 2+, CO 2 og H 2 O. Ligning (12) giver ligesom andre komplette kemiske ligninger ikke en idé om ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​Det giver en bedre beskrivelse af hvad der sker på mikroskopisk niveau.

Styrk din viden om at sammensætte kemiske ligninger ved selv at arbejde gennem et eksempel med en løsning:

Jeg håber fra lektion 13" At skrive kemiske ligninger"Du lærte noget nyt for dig selv. Hvis du har spørgsmål, så skriv dem i kommentarerne.

For at finde ud af, hvordan man balancerer en kemisk ligning, skal du først kende formålet med denne videnskab.

Definition

Kemi studerer stoffer, deres egenskaber og transformationer. Hvis der ikke er nogen ændring i farve, udfældning eller frigivelse af et gasformigt stof, så sker der ingen kemisk interaktion.

For eksempel, når man filer et jernsøm, bliver metallet simpelthen til pulver. I dette tilfælde sker der ingen kemisk reaktion.

Kalcinering af kaliumpermanganat ledsages af dannelsen af ​​manganoxid (4), frigivelse af ilt, det vil sige en interaktion observeres. I dette tilfælde opstår et helt naturligt spørgsmål om, hvordan man korrekt udligner kemiske ligninger. Lad os se på alle nuancerne forbundet med en sådan procedure.

Specifikke kemiske omdannelser

Ethvert fænomen, der er ledsaget af en ændring i den kvalitative og kvantitative sammensætning af stoffer, klassificeres som kemiske omdannelser. I molekylær form kan processen med at brænde jern i atmosfæren udtrykkes ved hjælp af tegn og symboler.

Metode til fastsættelse af koefficienter

Hvordan udligner man koefficienter i kemiske ligninger? Gymnasiets kemikursus dækker den elektroniske balancemetode. Lad os se på processen mere detaljeret. Til at begynde med er det i den indledende reaktion nødvendigt at arrangere oxidationstilstandene for hvert kemisk element.

Der er visse regler, hvorved de kan bestemmes for hvert element. I simple stoffer vil oxidationstilstandene være nul. I binære forbindelser har det første grundstof en positiv værdi, svarende til den højeste valens. For sidstnævnte bestemmes denne parameter ved at trække gruppetallet fra otte og har et minustegn. Formler bestående af tre elementer har deres egne nuancer ved beregning af oxidationstilstande.

For det første og det sidste element svarer rækkefølgen til definitionen i binære forbindelser, og der udarbejdes en ligning for at beregne det centrale element. Summen af ​​alle indikatorer skal være lig med nul, baseret på dette beregnes indikatoren for det midterste element i formlen.

Lad os fortsætte samtalen om, hvordan man udligner kemiske ligninger ved hjælp af den elektroniske balancemetode. Efter at oxidationstilstandene er blevet etableret, er det muligt at bestemme de ioner eller stoffer, der ændrede deres værdi under kemisk interaktion.

Plus- og minustegnene skal angive antallet af elektroner, der blev accepteret (doneret) under den kemiske interaktion. Det mindste fælles multiplum findes mellem de resulterende tal.

Når man deler det i modtagne og donerede elektroner, opnås koefficienterne. Hvordan afbalancerer man en kemisk ligning? De opnåede tal i balancen skal placeres før de tilsvarende formler. En forudsætning er at kontrollere mængden af ​​hvert element på venstre og højre side. Hvis koefficienterne er placeret korrekt, skal deres antal være det samme.

Loven om bevarelse af massen af ​​stoffer

Når man diskuterer, hvordan man afbalancerer en kemisk ligning, er det denne lov, der skal bruges. I betragtning af, at massen af ​​de stoffer, der gik ind i en kemisk reaktion, er lig med massen af ​​de resulterende produkter, bliver det muligt at indstille koefficienter foran formlerne. Hvordan afbalancerer man for eksempel en kemisk ligning, hvis de simple stoffer calcium og ilt interagerer, og efter at processen er afsluttet, opnås et oxid?

For at klare opgaven er det nødvendigt at tage højde for, at oxygen er et diatomisk molekyle med en kovalent ikke-polær binding, derfor er dens formel skrevet i følgende form - O2. På højre side, når man sammensætter calciumoxid (CaO), tages der hensyn til valensen af ​​hvert element.

Først skal du kontrollere mængden af ​​ilt i hver side af ligningen, da den er forskellig. I henhold til loven om bevarelse af masse af stoffer skal der foran produktformlen placeres en koefficient på 2. Dernæst kontrolleres calcium. For at det skal udlignes, sætter vi en koefficient på 2 foran det oprindelige stof. Som et resultat får vi indtastningen:

• 2Ca+O2=2CaO.

Analyse af reaktionen ved hjælp af den elektroniske balancemetode

Hvordan afbalancerer man kemiske ligninger? Eksempler på OVR vil hjælpe med at besvare dette spørgsmål. Lad os antage, at det er nødvendigt at arrangere koefficienterne i den foreslåede ordning ved hjælp af den elektroniske balancemetode:

• CuO + H2=Cu + H2O.

Til at begynde med vil vi tildele oxidationstilstande for hvert af grundstofferne i udgangsstofferne og reaktionsprodukterne. Vi får følgende form af ligningen:

• Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).

Indikatorerne er ændret for kobber og brint. Det er på grundlag heraf, at vi vil udarbejde en elektronisk balance:

• Cu(+2)+2е=Cu(0)1 reduktionsmiddel, oxidation;
• H2(0)-2e=2H(+)1 oxidationsmiddel, reduktion.

Baseret på koefficienterne opnået i den elektroniske vægt, får vi følgende indgang for den foreslåede kemiske ligning:

• CuO+H2=Cu+H2O.

Lad os tage et andet eksempel, der involverer indstilling af koefficienter:

• H2+O2=H2O.

For at udligne denne ordning baseret på loven om bevarelse af stoffer, er det nødvendigt at starte med ilt. I betragtning af at et diatomisk molekyle reagerede, skal en koefficient på 2 placeres foran formlen for reaktionsproduktet.

• 2H2+O2=2H2O.

Konklusion

Baseret på den elektroniske balance kan du placere koefficienter i alle kemiske ligninger. Kandidater fra niende og ellevte klassetrin på uddannelsesinstitutioner, der vælger en eksamen i kemi, tilbydes lignende opgaver i en af ​​opgaverne i de afsluttende prøver.

Det har en valens på to, men i nogle forbindelser kan det udvise en højere valens. Hvis det er skrevet forkert, udligner det muligvis ikke.

Efter at have skrevet de resulterende formler korrekt, arrangerer vi koefficienterne. De er til ligning af elementer. Essensen af ​​udligning er, at antallet af grundstoffer før reaktionen er lig med antallet af grundstoffer efter reaktionen. Du bør altid begynde at udligne med . Vi arrangerer koefficienterne efter indekserne i formlerne. Hvis reaktionen på den ene side har et indeks på to, men på den anden side ikke har (tager værdien af ​​en), så sætter vi i det andet tilfælde en to foran formlen.

Når først en koefficient er placeret foran et stof, stiger værdierne af alle elementer i det til værdien af ​​koefficienten. Hvis elementet har et indeks, vil den resulterende sum være lig med produktet af indekset og koefficienten.

Efter at have udlignet metallerne går vi videre til ikke-metaller. Så går vi videre til sure rester og hydroxylgrupper. Dernæst udligner vi brinten. Til allersidst tjekker vi reaktion ifølge udlignet ilt.

Kemiske reaktioner er vekselvirkningen mellem stoffer, ledsaget af en ændring i deres sammensætning. Med andre ord svarer de stoffer, der indgår i, ikke til de stoffer, der opstår ved reaktionen. En person møder sådanne interaktioner hver time, hvert minut. Når alt kommer til alt, er de processer, der forekommer i hans krop (respiration, proteinsyntese, fordøjelse osv.) også kemiske reaktioner.

Instruktioner

Så skriv udgangsmaterialerne ned på venstre side af reaktionen: CH4 + O2.

Til højre vil der følgelig være reaktionsprodukter: CO2 + H2O.

Den foreløbige notation for denne kemiske reaktion vil være: CH4 + O2 = CO2 + H2O.

Udlign ovenstående reaktion, det vil sige, sørg for, at den grundlæggende regel er opfyldt: antallet af atomer af hvert element i venstre og højre side af den kemiske reaktion skal være det samme.

Man ser, at antallet af kulstofatomer er det samme, men antallet af oxygen- og brintatomer er forskelligt. Der er 4 brintatomer på venstre side, og kun 2 på højre side Sæt derfor koefficienten 2 foran vandformlen Få: CH4 + O2 = CO2 + 2H2O.

Kulstof- og brintatomerne udlignes, nu er det tilbage at gøre det samme med ilt. På venstre side er der 2 iltatomer, og til højre - 4. Ved at placere en koefficient på 2 foran iltmolekylet får man den endelige opgørelse over metanoxidationsreaktionen: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

Hvor er naturen ikke overraskende for mennesker: om vinteren indhyller den jorden i et snedække, om foråret afslører den alle levende ting som popcornflager, om sommeren raser den med et væld af farver, om efteråret sætter den planter i brand med rød ild. ... Og kun hvis du tænker over det og ser godt efter, kan du se, at bag alle disse så velkendte ændringer er komplekse fysiske processer og KEMISKE REAKTIONER. Og for at studere alt levende, skal du kunne løse kemiske ligninger. Hovedkravet ved afvejning af kemiske ligninger er kendskab til loven om bevarelse af stofmængden: 1) mængden af ​​stof før reaktionen er lig med mængden af ​​stof efter reaktionen; 2) den samlede mængde stof før reaktionen er lig med den samlede mængde stof efter reaktionen.

Instruktioner

For at udligne "eksemplet" skal du udføre flere trin.
Skriv ned ligningen reaktioner generelt. For at gøre dette er de ukendte koefficienter angivet med latinske bogstaver (x, y, z, t osv.). Lad det være nødvendigt at udligne reaktionen af ​​kombinationen af ​​hydrogen og , som et resultat af hvilket vand opnås. Før molekylerne af brint, ilt og vand satte de latinske bogstaver

Løsning af kemiske reaktionsligninger forårsager vanskeligheder for et betydeligt antal gymnasieelever, hovedsagelig på grund af den brede vifte af elementer involveret i dem og tvetydigheden af ​​deres interaktioner. Men da hoveddelen af ​​det almene kemiforløb på skolen undersøger stoffers interaktion ud fra deres reaktionsligninger, må eleverne nødvendigvis udfylde huller på dette område og lære at løse kemiske ligninger for at undgå problemer med emnet i fremtiden.

Ligningen for en kemisk reaktion er en symbolsk notation, der viser de interagerende kemiske elementer, deres kvantitative forhold og de stoffer, der er et resultat af interaktionen. Disse ligninger afspejler essensen af ​​stoffernes vekselvirkning fra synspunktet atom-molekylær eller elektronisk vekselvirkning.

1. Allerede i begyndelsen af ​​skolekemikurset bliver de undervist i at løse ligninger ud fra begrebet valens af elementer i det periodiske system. Baseret på denne forenkling, lad os overveje løsningen af ​​en kemisk ligning ved hjælp af eksemplet med oxidation af aluminium med oxygen. Aluminium reagerer med ilt og danner aluminiumoxid. Med de specificerede startdata vil vi tegne et ligningsdiagram.

   Al + O2 → AlO

   
   

   I dette tilfælde har vi nedskrevet et omtrentligt diagram af en kemisk reaktion, som kun delvist afspejler dens essens. De stoffer, der er involveret i reaktionen, er skrevet i venstre side af diagrammet, og resultatet af deres interaktion er skrevet til højre. Derudover er oxygen og andre typiske oxidationsmidler normalt skrevet til højre for metaller og andre reduktionsmidler på begge sider af ligningen. Pilen viser retningen af ​​reaktionen.

2. For at dette kompilerede reaktionsskema kan erhverve en komplet form og overholde loven om bevarelse af massen af ​​stoffer, er det nødvendigt:
   • Placer indeks på højre side af ligningen for stoffet, der er et resultat af interaktionen.
     
   • Niveau mængden af ​​elementer, der deltager i reaktionen, med mængden af ​​det resulterende stof i overensstemmelse med loven om bevarelse af massen af ​​stoffer.
3. Lad os starte med at suspendere underskrifterne i den kemiske formel for det færdige stof. Indeks er sat i overensstemmelse med valensen af ​​kemiske elementer. Valens er atomers evne til at danne forbindelser med andre atomer på grund af kombinationen af ​​deres uparrede elektroner, når nogle atomer opgiver deres elektroner, mens andre tilføjer dem til sig selv på et eksternt energiniveau. Det er almindeligt accepteret, at valensen af ​​et kemisk grundstof bestemmes af dets gruppe (søjle) i det periodiske system. Men i praksis er samspillet mellem kemiske elementer meget mere komplekst og varieret. For eksempel har oxygenatomet en valens på Ⅱ i alle reaktioner, på trods af at det er i den sjette gruppe i det periodiske system.
4. For at hjælpe dig med at navigere i denne mangfoldighed tilbyder vi dig følgende lille referenceassistent, der hjælper dig med at bestemme valensen af ​​et kemisk grundstof. Vælg det element, du er interesseret i, og du vil se de mulige værdier for dets valens. Sjældne valenser for det valgte element er angivet i parentes.
5. Lad os vende tilbage til vores eksempel. Lad os skrive dens valens ned på højre side af reaktionsdiagrammet over hvert element.

   For aluminium Al vil valensen være lig Ⅲ, og for oxygenmolekylet O 2 vil valensen være lig Ⅱ. Find det mindste fælles multiplum af disse tal. Det vil være lig med seks. Vi dividerer det mindste fælles multiplum med valensen af ​​hvert element og får indeksene. For aluminium divideres seks med valens for at opnå et indeks på 2, for oxygen 6/2 = 3. Den kemiske formel for aluminiumoxid opnået som et resultat af reaktionen vil have formen Al 2 O 3.

   Al + O 2 → Al 2 O 3

6. Efter at have opnået den korrekte formel for det færdige stof, er det nødvendigt at kontrollere og i de fleste tilfælde udligne højre og venstre del af diagrammet i henhold til loven om bevarelse af massen, da reaktionsprodukterne er dannet af de samme atomer, som var oprindeligt en del af de udgangsstoffer, der deltog i reaktionen.
7. Lov om bevarelse af masse angiver, at antallet af atomer, der indgår i reaktionen, skal være lig med antallet af atomer, der er resultatet af interaktionen. I vores skema involverer interaktionen et aluminiumatom og to oxygenatomer. Som et resultat af reaktionen opnår vi to aluminiumatomer og tre oxygenatomer. Det er klart, at diagrammet skal udjævnes ved hjælp af koefficienter for elementer og stof, for at loven om bevarelse af masse kan overholdes.
8. Udligning udføres også ved at finde det mindste fælles multiplum, som er placeret mellem elementerne med de største indekser. I vores eksempel vil dette være oxygen med et indeks på højre side lig med 3 og på venstre side lig med 2. Det mindste fælles multiplum vil i dette tilfælde også være lig med 6. Nu dividerer vi det mindste fælles multiplum med værdien af ​​det største indeks på venstre og højre side af ligningen og få følgende indeks for oxygen.

   Al + 3∙O2 → 2∙Al2O3

9. Nu er der kun tilbage at udligne aluminiumet på højre side. For at gøre dette skal du sætte en koefficient på 4 på venstre side.

   4∙Al + 3∙O2 = 2∙Al2O3

10. Efter at have arrangeret koefficienterne svarer ligningen for en kemisk reaktion til loven om bevarelse af masse, og et lighedstegn kan placeres mellem dens venstre og højre side. Koefficienterne placeret i ligningen angiver antallet af molekyler af stoffer, der deltager i reaktionen og er et resultat af den, eller forholdet mellem disse stoffer i mol.

Efter at have udviklet færdighederne til at løse kemiske ligninger baseret på valenserne af interagerende elementer, introducerer et skolekemikursus begrebet oxidationstilstand og teorien om redoxreaktioner. Denne type reaktion er den mest almindelige, og i fremtiden løses kemiske ligninger oftest ud fra de interagerende stoffers oxidationstilstande. Dette er beskrevet i den tilsvarende artikel på vores hjemmeside.