Come equalizzare le reazioni. Come scrivere un'equazione per una reazione chimica: sequenza di azioni. Si chiama un'equazione chimica

Un'equazione chimica è la registrazione di una reazione utilizzando i simboli degli elementi e le formule dei composti in essa coinvolti. Le quantità relative di reagenti e prodotti, espresse in moli, sono indicate da coefficienti numerici nell'equazione di reazione completa (bilanciata). Questi coefficienti sono talvolta chiamati coefficienti stechiometrici. Attualmente vi è una tendenza crescente a includere indicazioni sugli stati fisici dei reagenti e dei prodotti nelle equazioni chimiche. Questo viene fatto utilizzando i seguenti simboli: (gas) o significa stato gassoso, (-liquido, ) - solido, (-soluzione acquosa.

È possibile costruire un'equazione chimica sulla base della conoscenza stabilita sperimentalmente dei reagenti e dei prodotti della reazione studiata e misurando le quantità relative di ciascun reagente e prodotto che partecipa alla reazione.

Scrivere un'equazione chimica

Scrivere un'equazione chimica completa prevede i seguenti quattro passaggi.

1a fase. Registrare la reazione in parole. Per esempio,

2a fase. Sostituzione di nomi verbali con formule di reagenti e prodotti.

3a fase. Bilanciamento dell'equazione (determinazione dei suoi coefficienti)

Questa equazione è chiamata bilanciata o stechiometrica. La necessità di bilanciare l'equazione è dettata dal fatto che in ogni reazione deve essere soddisfatta la legge di conservazione della materia. In relazione alla reazione che consideriamo come esempio, ciò significa che in essa non si può formare o distruggere un solo atomo di magnesio, carbonio o ossigeno. In altre parole, il numero di atomi di ciascun elemento sui lati sinistro e destro di un'equazione chimica deve essere lo stesso.

4a fase. Indicazione della condizione fisica di ciascun partecipante alla reazione.

Tipi di equazioni chimiche

Consideriamo la seguente equazione completa:

Questa equazione descrive l'intero sistema di reazione nel suo insieme. La reazione in esame può però essere rappresentata anche in forma semplificata utilizzando l'equazione ionica -.

Questa equazione non include informazioni sugli ioni solfato, che non sono elencati perché non partecipano alla reazione in esame. Tali ioni sono chiamati ioni osservatori.

La reazione tra ferro e rame(II) è un esempio di reazioni redox (vedi Capitolo 10). Può essere diviso in due reazioni, una delle quali descrive la riduzione e l'altra l'ossidazione, che si verifica simultaneamente in una reazione generale:

Queste due equazioni sono chiamate equazioni di semireazione. Sono utilizzati soprattutto in elettrochimica per descrivere i processi che avvengono sugli elettrodi (vedi capitolo 10).

Interpretazione delle equazioni chimiche

Consideriamo la seguente semplice equazione stechiometrica:

Può essere interpretato in due modi. Innanzitutto, secondo questa equazione, una mole di molecole di idrogeno reagisce con una mole di molecole di bromo per formare due moli di molecole di bromuro di idrogeno. Questa interpretazione dell'equazione chimica è talvolta chiamata interpretazione molare.

Tuttavia, questa equazione può anche essere interpretata in modo tale che nella reazione risultante (vedi sotto) una molecola di idrogeno reagisce con una molecola di bromo per formare due molecole di acido bromidrico. Questa interpretazione di un'equazione chimica è talvolta chiamata la sua equazione molecolare interpretazione.

Sia l'interpretazione molare che quella molecolare sono ugualmente valide. Tuttavia, sarebbe completamente sbagliato concludere, in base all'equazione della reazione in questione, che una molecola di idrogeno si scontra con una molecola di bromo per formare due molecole di acido bromidrico. Il fatto è che questa reazione, come la maggior parte delle altre, si svolge in più fasi successive. L'insieme di tutte queste fasi è solitamente chiamato meccanismo di reazione (vedi Capitolo 9). Nell'esempio che stiamo considerando, la reazione prevede le seguenti fasi:

Pertanto, la reazione in questione è in realtà una reazione a catena che coinvolge intermedi chiamati radicali (vedi Capitolo 9). Il meccanismo della reazione in esame comprende anche altri stadi e reazioni collaterali. Pertanto, l'equazione stechiometrica indica solo la reazione risultante. Non fornisce informazioni sul meccanismo di reazione.

Calcolo mediante equazioni chimiche

Le equazioni chimiche sono il punto di partenza per un'ampia varietà di calcoli chimici. Qui e più avanti nel libro vengono forniti numerosi esempi di tali calcoli.

Calcolo della massa dei reagenti e dei prodotti. Sappiamo già che un'equazione chimica bilanciata indica le quantità molari relative di reagenti e prodotti coinvolti in una reazione. Questi dati quantitativi consentono di calcolare le masse dei reagenti e dei prodotti.

Calcoliamo la massa di cloruro d'argento che si forma quando una quantità in eccesso di soluzione di cloruro di sodio viene aggiunta ad una soluzione contenente 0,1 mol di argento sotto forma di ioni

La prima fase di tutti questi calcoli è scrivere l'equazione della reazione in questione: I

Poiché la reazione utilizza una quantità in eccesso di ioni cloruro, si può presumere che tutti gli ioni presenti nella soluzione vengano convertiti in L'equazione di reazione mostra che da una mole si ottiene una mole di ioni, questo ci permette di calcolare la massa del prodotto come segue:

Quindi,

A partire da g/mol, quindi

Determinazione della concentrazione delle soluzioni. I calcoli basati su equazioni stechiometriche sono alla base della quantità analisi chimica. Ad esempio, consideriamo la determinazione della concentrazione di una soluzione in base alla massa nota del prodotto formato nella reazione. Questo tipo di analisi chimica quantitativa è chiamata analisi gravimetrica.

Alla soluzione di nitrato è stata aggiunta una quantità di soluzione di ioduro di potassio sufficiente a far precipitare tutto il piombo sotto forma di ioduro. La massa dello ioduro formatosi era di 2,305 g. Il volume della soluzione iniziale di nitrato era pari a necessario per determinare la concentrazione della soluzione iniziale di nitrato

Abbiamo già incontrato l'equazione per la reazione in questione:

Questa equazione mostra che è necessaria una mole di nitrato di piombo (II) per produrre una mole di ioduro. Determiniamo la quantità molare di ioduro di piombo (II) formato nella reazione. Perché il

Le reazioni tra vari tipi di sostanze ed elementi chimici sono uno dei principali argomenti di studio della chimica. Per capire come creare un'equazione di reazione e utilizzarla per i propri scopi, è necessaria una comprensione abbastanza profonda di tutti i modelli nell'interazione delle sostanze, nonché dei processi con reazioni chimiche.

Scrivere equazioni

Un modo per esprimere una reazione chimica è un'equazione chimica. Registra la formula della sostanza di partenza e del prodotto, coefficienti che mostrano quante molecole ha ciascuna sostanza. Tutte le reazioni chimiche conosciute sono divise in quattro tipi: sostituzione, combinazione, scambio e decomposizione. Tra questi ci sono: redox, esogeno, ionico, reversibile, irreversibile, ecc.

Scopri di più su come scrivere le equazioni per le reazioni chimiche:

1. È necessario determinare il nome delle sostanze che interagiscono tra loro nella reazione. Li scriviamo sul lato sinistro della nostra equazione. Ad esempio, considera la reazione chimica che si è formata tra acido solforico e alluminio. Posizioniamo i reagenti a sinistra: H2SO4 + Al. Successivamente scriviamo il segno uguale. In chimica potresti imbatterti in un segno di “freccia” che punta a destra, o due frecce dirette in direzioni opposte, significano “reversibilità”. Il risultato dell'interazione tra metallo e acido è sale e idrogeno. Scrivi i prodotti ottenuti dopo la reazione dopo il segno uguale, cioè a destra. H2SO4+Al= H2+ Al2(SO4)3. Quindi, possiamo vedere lo schema di reazione.
2. Per comporre un'equazione chimica, devi trovare i coefficienti. Torniamo al diagramma precedente. Diamo un'occhiata al suo lato sinistro. L'acido solforico contiene atomi di idrogeno, ossigeno e zolfo in un rapporto di circa 2:4:1. Sul lato destro ci sono 3 atomi di zolfo e 12 atomi di ossigeno nel sale. Due atomi di idrogeno sono contenuti in una molecola di gas. Sul lato sinistro il rapporto tra questi elementi è 2:3:12
3. Per uguagliare il numero di atomi di ossigeno e di zolfo presenti nella composizione del solfato di alluminio (III), è necessario mettere un fattore 3 davanti all'acido sul lato sinistro dell'equazione. Ora abbiamo 6 atomi di idrogeno su il lato sinistro. Per uguagliare il numero di elementi dell'idrogeno, devi mettere 3 davanti all'idrogeno sul lato destro dell'equazione.
4. Ora non resta che equalizzare la quantità di alluminio. Poiché il sale contiene due atomi di metallo, impostiamo sul lato sinistro davanti all'alluminio un coefficiente pari a 2. Di conseguenza, otteniamo l'equazione di reazione per questo schema: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

Avere compreso i principi di base su come scrivere un'equazione di reazione sostanze chimiche, in futuro non sarà difficile scrivere qualsiasi reazione, anche la più esotica dal punto di vista della chimica.

Un'equazione di reazione in chimica è la registrazione di un processo chimico utilizzando formule chimiche e simboli matematici.

Questa notazione è un diagramma di una reazione chimica. Quando appare il segno "=", si chiama "equazione". Proviamo a risolverlo.

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Esempio di analisi di reazioni semplici

C'è un atomo nel calcio, poiché il coefficiente non ne vale la pena. Anche l'indice non è scritto qui, il che significa uno. Sul lato destro dell'equazione, anche Ca è uno. Non bisogna lavorare sul calcio.

Video: coefficienti nelle equazioni delle reazioni chimiche.

Diamo un'occhiata all'elemento successivo: l'ossigeno. L'indice 2 indica che ci sono 2 ioni di ossigeno. Sul lato destro non ci sono indici, cioè una particella di ossigeno, e sul lato sinistro ci sono 2 particelle. Che cosa stiamo facendo? Non è possibile apportare ulteriori indici o correzioni alla formula chimica, poiché è scritta correttamente.

I coefficienti sono ciò che sta scritto prima della parte più piccola. Hanno il diritto di cambiare. Per comodità, non riscriviamo la formula stessa. Sul lato destro moltiplichiamo uno per 2 per ottenere 2 ioni di ossigeno.

Dopo aver impostato il coefficiente, abbiamo ottenuto 2 atomi di calcio. Ce n'è solo uno sul lato sinistro. Ciò significa che ora dobbiamo mettere 2 davanti al calcio.

Ora controlliamo il risultato. Se il numero di atomi di un elemento è uguale su entrambi i lati, allora possiamo mettere il segno “uguale”.

Altro chiaro esempio: a sinistra ci sono due idrogeni, e dopo la freccia abbiamo anche due idrogeni.

• Ci sono due ossigeni prima della freccia, ma non ci sono indici dopo la freccia, il che significa che ce n'è uno.
• C'è di più a sinistra e meno a destra.
• Mettiamo il coefficiente 2 davanti all'acqua.

Abbiamo moltiplicato l'intera formula per 2 e ora la quantità di idrogeno è cambiata. Moltiplichiamo l'indice per il coefficiente e otteniamo 4. E sul lato sinistro rimangono due atomi di idrogeno. E per ottenere 4 dobbiamo moltiplicare l'idrogeno per due.

Video: disposizione dei coefficienti in un'equazione chimica

Questo è il caso quando l'elemento nell'una e nell'altra formula si trova sullo stesso lato, fino alla freccia.

Uno ione zolfo a sinistra e uno ione a destra. Due particelle di ossigeno, più altre due particelle di ossigeno. Ciò significa che ci sono 4 ossigeni sul lato sinistro. A destra ci sono 3 ossigeni. Cioè, da un lato c'è un numero pari di atomi e dall'altro un numero dispari. Se moltiplichiamo il numero dispari per due volte otteniamo un numero pari. Per prima cosa lo portiamo a un valore pari. Per fare ciò, moltiplica l'intera formula dopo la freccia per due. Dopo la moltiplicazione otteniamo sei ioni di ossigeno e anche due atomi di zolfo. A sinistra abbiamo una microparticella di zolfo. Ora equalizziamolo. Mettiamo le equazioni a sinistra prima del grigio 2.

Chiamato.

Reazioni complesse

Questo esempio è più complesso perché ci sono più elementi della materia.

Questa è chiamata reazione di neutralizzazione. Cosa deve essere equalizzato qui prima:

• Sul lato sinistro c'è un atomo di sodio.
• Sul lato destro, l'indice dice che ci sono 2 sodio.

La conclusione che si suggerisce è che è necessario moltiplicare l'intera formula per due.

Video: elaborazione delle equazioni delle reazioni chimiche

Adesso vediamo quanto zolfo c'è. Uno sui lati sinistro e destro. Prestiamo attenzione all'ossigeno. Sul lato sinistro abbiamo 6 atomi di ossigeno. D'altra parte - 5. Meno a destra, più a sinistra. Un numero dispari deve essere portato a un numero pari. Per fare ciò, moltiplichiamo la formula dell'acqua per 2, cioè da un atomo di ossigeno ne ricaviamo 2.

Ora ci sono già 6 atomi di ossigeno sul lato destro. Ci sono anche 6 atomi sul lato sinistro. Controlliamo l'idrogeno. Due atomi di idrogeno e altri 2 atomi di idrogeno. Quindi ci saranno quattro atomi di idrogeno sul lato sinistro. E dall'altra parte ci sono anche quattro atomi di idrogeno. Tutti gli elementi sono uguali. Mettiamo il segno uguale.

Video: equazioni chimiche. Come scrivere le equazioni chimiche.

Prossimo esempio.

Qui l'esempio è interessante perché compaiono le parentesi. Dicono che se dietro le parentesi c'è un fattore, allora ogni elemento tra parentesi viene moltiplicato per esso. È necessario iniziare con l'azoto, poiché ce n'è meno dell'ossigeno e dell'idrogeno. A sinistra c'è un azoto e a destra, tenendo conto delle parentesi, ce ne sono due.

A destra ci sono due atomi di idrogeno, ma ne servono quattro. Usciamo da questo semplicemente moltiplicando l'acqua per due, ottenendo quattro idrogeni. Ottimo, idrogeno equalizzato. C'è ancora ossigeno. Prima della reazione ci sono 8 atomi, dopo - anche 8.

Ottimo, tutti gli elementi sono uguali, possiamo impostare “uguale”.

Ultimo esempio.

Il prossimo è il bario. È equalizzato, non è necessario toccarlo. Prima della reazione ci sono due cloro, dopo ce n'è solo uno. Cosa bisogna fare? Posizionarne 2 davanti al cloro dopo la reazione.

Video: Bilanciamento delle equazioni chimiche.

Ora, a causa del coefficiente appena impostato, dopo la reazione abbiamo ottenuto due sodio, e anche prima della reazione ne abbiamo ottenuti due. Ottimo, tutto il resto è equalizzato.

Puoi anche equalizzare le reazioni utilizzando il metodo della bilancia elettronica. Questo metodo ha una serie di regole in base alle quali può essere implementato. Il passo successivo è organizzare gli stati di ossidazione di tutti gli elementi in ciascuna sostanza per capire dove è avvenuta l'ossidazione e dove è avvenuta la riduzione.

La chimica è la scienza delle sostanze, delle loro proprietà e trasformazioni .
Cioè, se non succede nulla alle sostanze che ci circondano, questo non si applica alla chimica. Ma cosa significa “non succede nulla”? Se un temporale ci sorprendesse all'improvviso sul campo e fossimo tutti bagnati, come si suol dire, "fino alla pelle", allora non è questa una trasformazione: dopotutto, i vestiti erano asciutti, ma si sono bagnati.

Se, ad esempio, prendi un chiodo di ferro, lo lima e poi lo assembli limatura di ferro (Fe) , allora non è anche questa una trasformazione: c'era un chiodo - è diventato polvere. Ma se poi assembli il dispositivo ed esegui ottenere ossigeno (O 2): riscaldare Permanganato di Potassio(KMpO4) e raccogli l'ossigeno in una provetta, quindi metti dentro questa limatura di ferro rovente, poi divamperanno con una fiamma brillante e dopo la combustione si trasformeranno in una polvere marrone. E anche questa è una trasformazione. Allora dov'è la chimica? Nonostante in questi esempi cambino la forma (chiodo di ferro) e lo stato degli indumenti (asciutto, bagnato), non si tratta di trasformazioni. Il fatto è che il chiodo stesso era una sostanza (ferro), e tale rimaneva, nonostante la sua forma diversa, e i nostri vestiti assorbivano l'acqua della pioggia per poi farla evaporare nell'atmosfera. L'acqua stessa non è cambiata. Cosa sono quindi le trasformazioni dal punto di vista chimico?

Da un punto di vista chimico le trasformazioni sono quei fenomeni che si accompagnano ad un cambiamento nella composizione di una sostanza. Prendiamo come esempio lo stesso chiodo. Non importa quale forma abbia preso dopo essere stato archiviato, ma dopo i pezzi da esso raccolti limatura di ferro posto in un'atmosfera di ossigeno - si è trasformato in ossido di ferro(Fe 2 O 3 ) . Quindi, in fondo, qualcosa è cambiato? Sì, è cambiato. C'era una sostanza chiamata chiodo, ma sotto l'influenza dell'ossigeno si formò una nuova sostanza: ossido dell'elemento ghiandola. Equazione molecolare Questa trasformazione può essere rappresentata dai seguenti simboli chimici:

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 (1)

Per qualcuno non iniziato in chimica, sorgono immediatamente delle domande. Cos'è l'"equazione molecolare", cos'è il Fe? Perché i numeri “4”, “3”, “2”? Cosa sono i numeri “2” e “3” nella formula Fe 2 O 3? Ciò significa che è ora di sistemare tutto in ordine.

Segni di elementi chimici.

Nonostante il fatto che la chimica inizi a essere studiata in terza media, e alcuni anche prima, molte persone conoscono il grande chimico russo D.I. Mendeleev. E, naturalmente, la sua famosa “Tavola periodica degli elementi chimici”. Altrimenti, più semplicemente, si chiama “Tavola Periodica”.

In questa tabella gli elementi sono disposti nell'ordine appropriato. Ad oggi se ne conoscono circa 120. I nomi di molti elementi ci sono noti da molto tempo. Questi sono: ferro, alluminio, ossigeno, carbonio, oro, silicio. In precedenza usavamo queste parole senza pensare, identificandole con oggetti: un bullone di ferro, un filo di alluminio, l'ossigeno nell'atmosfera, un anello d'oro, ecc. eccetera. Ma in realtà tutte queste sostanze (bullone, filo, anello) sono costituite dai loro elementi corrispondenti. L'intero paradosso è che l'elemento non può essere toccato o raccolto. Come mai? Sono nella tavola periodica, ma non puoi prenderli! Si, esattamente. Un elemento chimico è un concetto astratto (cioè astratto) e viene utilizzato in chimica, così come in altre scienze, per calcoli, elaborazione di equazioni e risoluzione di problemi. Ogni elemento differisce dall'altro in quanto ha una sua caratteristica configurazione elettronica atomo. Il numero di protoni nel nucleo di un atomo è uguale al numero di elettroni nei suoi orbitali. Ad esempio, l'idrogeno è l'elemento n. 1. Il suo atomo è costituito da 1 protone e 1 elettrone. L'elio è l'elemento n. 2. Il suo atomo è composto da 2 protoni e 2 elettroni. Il litio è l'elemento n. 3. Il suo atomo è composto da 3 protoni e 3 elettroni. Darmstadio – elemento n. 110. Il suo atomo è composto da 110 protoni e 110 elettroni.

Ogni elemento è designato da un certo simbolo, lettere latine, e ha una certa lettura tradotta dal latino. Ad esempio, l'idrogeno ha il simbolo "N", letto come "idrogenio" o "cenere". Il silicio ha il simbolo "Si" letto come "silicio". Mercurio ha un simbolo "Hg" e si legge come "hydrargyrum". E così via. Tutte queste notazioni possono essere trovate in qualsiasi libro di testo di chimica dell'ottavo grado. La cosa principale per noi ora è capire che quando si compongono le equazioni chimiche è necessario operare con i simboli indicati degli elementi.

Sostanze semplici e complesse.

Indicando varie sostanze con singoli simboli di elementi chimici (Hg mercurio, Fe ferro, Cu rame, Zn zinco, Al alluminio) indichiamo essenzialmente sostanze semplici, cioè sostanze costituite da atomi dello stesso tipo (contenenti lo stesso numero di protoni e neutroni in un atomo). Ad esempio, se le sostanze ferro e zolfo interagiscono, l'equazione assumerà la seguente forma scritta:

Fe + S = FeS (2)

Le sostanze semplici includono metalli (Ba, K, Na, Mg, Ag) e non metalli (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Inoltre, bisogna prestare attenzione
particolare attenzione al fatto che tutti i metalli sono designati da singoli simboli: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, ecc., e i non metalli sono simboli semplici: C, S, P o possono avere indici diversi che indicano la loro struttura molecolare: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. In futuro questo avrà un aspetto molto Grande importanza quando si scrivono equazioni. Non è affatto difficile indovinare che le sostanze complesse sono sostanze formate da atomi tipi diversi, Per esempio,

1). Ossidi:
ossido di alluminio Al2O3,

ossido di sodio Na2O,
ossido di rame CuO,
ossido di zinco ZnO,
ossido di titanio Ti2O3,
monossido di carbonio O monossido di carbonio (+2) CO,
ossido di zolfo (+6) COSÌ 3

2). Motivi:
idrossido di ferro(+3) Fe(OH) 3,
idrossido di rame Cu(OH)2,
idrossido di potassio o potassio alcalino KOH,
idrossido di sodio NaOH.

3). Acidi:
acido cloridrico HCl,
acido solforoso H2SO3,
Acido nitrico HNO3

4). Sali:
tiosolfato di sodio Na2S2O3,
solfato di sodio O Sale di Glauber Na2SO4,
carbonato di calcio O calcare CaCO3,
cloruro di rame CuCl2

5). Materia organica:
Acetato di sodio CH 3 COONa,
metano canale 4,
acetilene C2H2,
glucosio C6H12O6

Finalmente, dopo aver capito la struttura varie sostanze, puoi iniziare a compilare equazioni chimiche.

Equazione chimica.

La stessa parola "equazione" deriva dalla parola "equalizzare", cioè dividere qualcosa in parti uguali. In matematica, le equazioni costituiscono quasi l'essenza stessa di questa scienza. Ad esempio, puoi fornire una semplice equazione in cui i lati sinistro e destro saranno uguali a "2":

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 – 30);

E nelle equazioni chimiche lo stesso principio: i lati sinistro e destro dell'equazione devono corrispondere allo stesso numero di atomi ed elementi che vi partecipano. Oppure, se viene data un'equazione ionica, allora in essa numero di particelle deve soddisfare anche questo requisito. Un'equazione chimica è una rappresentazione convenzionale di una reazione chimica utilizzando formule chimiche e simboli matematici. Un'equazione chimica riflette intrinsecamente l'una o l'altra reazione chimica, cioè il processo di interazione delle sostanze, durante il quale nascono nuove sostanze. Ad esempio, è necessario scrivere un'equazione molecolare reazioni a cui prendono parte cloruro di bario BaCl2 e acido solforico H 2 SO 4. Come risultato di questa reazione, si forma un precipitato insolubile - solfato di bario BaSO4 e acido cloridrico HCl:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl (3)

Prima di tutto, è necessario capire che il grande numero "2" davanti alla sostanza HCl è chiamato coefficiente, e i piccoli numeri "2", "4" sotto le formule BaCl 2, H 2 SO 4, I BaSO 4 sono chiamati indici. Sia i coefficienti che gli indici nelle equazioni chimiche agiscono come moltiplicatori, non come addendi. Per scrivere correttamente un'equazione chimica, è necessario assegnare coefficienti nell'equazione di reazione. Ora iniziamo a contare gli atomi degli elementi sui lati sinistro e destro dell'equazione. Sul lato sinistro dell'equazione: la sostanza BaCl 2 contiene 1 atomo di bario (Ba), 2 atomi di cloro (Cl). Nella sostanza H 2 SO 4: 2 atomi di idrogeno (H), 1 atomo di zolfo (S) e 4 atomi di ossigeno (O). Sul lato destro dell'equazione: nella sostanza BaSO 4 c'è 1 atomo di bario (Ba), 1 atomo di zolfo (S) e 4 atomi di ossigeno (O), nella sostanza HCl: 1 atomo di idrogeno (H) e 1 di cloro atomo (Cl). Ne consegue che sul lato destro dell'equazione il numero di atomi di idrogeno e di cloro è la metà rispetto al lato sinistro. Pertanto, prima della formula HCl sul lato destro dell'equazione, è necessario inserire il coefficiente “2”. Se ora sommiamo i numeri degli atomi degli elementi che partecipano a questa reazione, sia a sinistra che a destra, otteniamo il seguente equilibrio:

In entrambi i lati dell'equazione, il numero di atomi degli elementi che partecipano alla reazione sono uguali, quindi è composta correttamente.

Equazione chimica e reazioni chimiche

Come abbiamo già scoperto, le equazioni chimiche sono un riflesso delle reazioni chimiche. Le reazioni chimiche sono quei fenomeni durante i quali avviene la trasformazione di una sostanza in un'altra. Nella loro diversità si possono distinguere due tipi principali:

1). Reazioni composte
2). Reazioni di decomposizione.

La stragrande maggioranza delle reazioni chimiche appartiene alle reazioni di addizione, poiché raramente possono verificarsi cambiamenti nella sua composizione con una singola sostanza se non è esposta a influenze esterne (dissoluzione, riscaldamento, esposizione alla luce). Niente caratterizza un fenomeno o una reazione chimica meglio dei cambiamenti che si verificano durante l'interazione di due o più sostanze. Tali fenomeni possono verificarsi spontaneamente ed essere accompagnati da aumento o diminuzione della temperatura, effetti luminosi, cambiamenti di colore, formazione di sedimenti, rilascio di prodotti gassosi e rumore.

Per chiarezza, presentiamo diverse equazioni che riflettono i processi delle reazioni composte, durante le quali otteniamo cloruro di sodio(NaCl), cloruro di zinco(ZnCl2), precipitato di cloruro d'argento(AgCl), cloruro di alluminio(AlCl3)

Cl2 + 2Nà = 2NaCl (4)

CuCl2 + Zn = ZnCl2 + Cu (5)

AgNO3 + KCl = AgCl + 2KNO3 (6)

3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O (7)

Tra le reazioni del composto meritano una menzione speciale le seguenti: : sostituzione (5), scambio (6), e come caso speciale di reazione di scambio - la reazione neutralizzazione (7).

Le reazioni di sostituzione includono quelle in cui gli atomi di una sostanza semplice sostituiscono gli atomi di uno degli elementi di una sostanza complessa. Nell'esempio (5), gli atomi di zinco sostituiscono gli atomi di rame dalla soluzione CuCl 2, mentre lo zinco passa nel sale solubile ZnCl 2 e il rame viene rilasciato dalla soluzione allo stato metallico.

Le reazioni di scambio includono quelle reazioni in cui due sostanze complesse si scambiano componenti. Nel caso della reazione (6), i sali solubili AgNO 3 e KCl, quando entrambe le soluzioni vengono unite, formano un precipitato insolubile del sale AgCl. Allo stesso tempo, si scambiano le loro parti costitutive - cationi e anioni. I cationi potassio K+ vengono aggiunti agli anioni NO 3 e i cationi argento Ag+ vengono aggiunti agli anioni Cl-.

Un caso speciale e speciale di reazioni di scambio è la reazione di neutralizzazione. Le reazioni di neutralizzazione includono quelle reazioni in cui gli acidi reagiscono con le basi, provocando la formazione di sale e acqua. Nell'esempio (7), l'acido cloridrico HCl reagisce con la base Al(OH) 3 per formare il sale AlCl 3 e acqua. In questo caso, i cationi alluminio Al 3+ della base vengono scambiati con gli anioni Cl - dell'acido. Cosa succede alla fine neutralizzazione dell'acido cloridrico.

Le reazioni di decomposizione includono quelle in cui due o più nuove sostanze semplici o complesse, ma di composizione più semplice, si formano da una sostanza complessa. Esempi di reazioni includono quelle nel processo di cui 1) si decompone. Nitrato di potassio(KNO 3) con formazione di nitrito di potassio (KNO 2) e ossigeno (O 2); 2). Permanganato di Potassio(KMnO 4): si forma manganato di potassio (K 2 MnO 4), ossido di manganese(MnO 2) e ossigeno (O 2); 3). Carbonato di calcio o marmo; nel processo si formano carbonicogas(CO2) e ossido di calcio(CaO)

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 (9)
CaCO3 = CaO + CO2 (10)

Nella reazione (8), da una sostanza complessa si formano una sostanza complessa e una sostanza semplice. Nella reazione (9) ce ne sono due complessi e uno semplice. Nella reazione (10) ci sono due sostanze complesse, ma di composizione più semplice

Tutte le classi di sostanze complesse sono soggette a decomposizione:

1). Ossidi: ossido d'argento 2Ag2O = 4Ag + O2 (11)

2). Idrossidi: idrossido di ferro 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (12)

3). Acidi: acido solforico H2SO4 = SO3 + H2O (13)

4). Sali: carbonato di calcio CaCO3 = CaO + CO2 (14)

5). Materia organica: fermentazione alcolica del glucosio

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 (15)

Secondo un'altra classificazione, tutte le reazioni chimiche possono essere divise in due tipi: vengono chiamate reazioni che rilasciano calore esotermico, e reazioni che avvengono con l'assorbimento di calore - Endotermico. Il criterio per tali processi è effetto termico della reazione. Di norma, le reazioni esotermiche includono reazioni di ossidazione, ad es. interazione con l'ossigeno, per esempio combustione del metano:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q (16)

e alle reazioni endotermiche - reazioni di decomposizione già riportate sopra (11) - (15). Il segno Q alla fine dell'equazione indica se il calore viene rilasciato (+Q) o assorbito (-Q) durante la reazione:

CaCO3 = CaO+CO2 - Q (17)

Puoi anche considerare tutte le reazioni chimiche in base al tipo di cambiamento nel grado di ossidazione degli elementi coinvolti nelle loro trasformazioni. Ad esempio, nella reazione (17), gli elementi che vi partecipano non cambiano il loro stato di ossidazione:

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

E nella reazione (16), gli elementi cambiano il loro stato di ossidazione:

2Mg0 + O20 = 2Mg+2O-2

Reazioni di questo tipo lo sono redox . Saranno considerati separatamente. Per comporre equazioni per reazioni di questo tipo, è necessario utilizzare metodo della semireazione e applicare Equazione del bilancio elettronico.

Dopo aver presentato i vari tipi di reazioni chimiche, puoi procedere al principio di composizione delle equazioni chimiche o, in altre parole, alla selezione dei coefficienti sui lati sinistro e destro.

Meccanismi per la composizione di equazioni chimiche.

Qualunque sia il tipo a cui appartiene una reazione chimica, la sua registrazione (equazione chimica) deve corrispondere alla condizione che il numero di atomi prima e dopo la reazione sia uguale.

Esistono equazioni (17) che non richiedono equalizzazione, vale a dire posizionamento dei coefficienti. Ma nella maggior parte dei casi, come negli esempi (3), (7), (15), è necessario intraprendere azioni volte a livellare i lati sinistro e destro dell'equazione. Quali principi dovrebbero essere seguiti in questi casi? Esiste un sistema per selezionare le quote? Ce n'è, e non solo uno. Questi sistemi includono:

1). Selezione dei coefficienti secondo formule date.

2). Compilazione per valenze di sostanze reagenti.

3). Disposizione delle sostanze reagenti in base agli stati di ossidazione.

Nel primo caso si presuppone che si conoscano le formule delle sostanze reagenti sia prima che dopo la reazione. Ad esempio, data la seguente equazione:

N2+O2→N2O3 (19)

È generalmente accettato che finché non viene stabilita l'uguaglianza tra gli atomi degli elementi prima e dopo la reazione, il segno uguale (=) non viene inserito nell'equazione, ma viene sostituito da una freccia (→). Veniamo ora alla regolazione vera e propria. Sul lato sinistro dell'equazione ci sono 2 atomi di azoto (N 2) e due atomi di ossigeno (O 2), e sul lato destro ci sono due atomi di azoto (N 2) e tre atomi di ossigeno (O 3). Non è necessario uguagliarlo in termini di numero di atomi di azoto, ma in termini di ossigeno è necessario raggiungere l'uguaglianza, poiché prima della reazione erano coinvolti due atomi e dopo la reazione c'erano tre atomi. Realizziamo il seguente diagramma:

prima della reazione dopo la reazione
O2O3

Determiniamo il multiplo più piccolo tra i numeri di atomi indicati, sarà “6”.

O2O3
\ 6 /

Dividiamo questo numero sul lato sinistro dell'equazione dell'ossigeno per “2”. Otteniamo il numero "3" e lo inseriamo nell'equazione da risolvere:

N2+3O2 →N2O3

Dividiamo anche il numero “6” per il lato destro dell'equazione per “3”. Otteniamo il numero "2" e lo inseriamo anche nell'equazione da risolvere:

N2+3O2 → 2N2O3

I numeri di atomi di ossigeno su entrambi i lati sinistro e destro dell'equazione sono diventati uguali, rispettivamente, a 6 atomi ciascuno:

Ma il numero di atomi di azoto su entrambi i lati dell'equazione non corrisponderà tra loro:

Quello di sinistra ha due atomi, quello di destra ha quattro atomi. Pertanto, per ottenere l’uguaglianza, è necessario raddoppiare la quantità di azoto nella parte sinistra dell’equazione, impostando il coefficiente a “2”:

Pertanto, si osserva l'uguaglianza nell'azoto e, in generale, l'equazione assume la forma:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Ora nell'equazione puoi inserire un segno di uguale invece di una freccia:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

Facciamo un altro esempio. È data la seguente equazione di reazione:

P + Cl2 → PCl5

Sul lato sinistro dell'equazione c'è 1 atomo di fosforo (P) e due atomi di cloro (Cl 2), e sul lato destro c'è un atomo di fosforo (P) e cinque atomi di ossigeno (Cl 5). Non è necessario uguagliarlo in termini di numero di atomi di fosforo, ma in termini di cloro è necessario raggiungere l'uguaglianza, poiché prima della reazione erano coinvolti due atomi e dopo la reazione c'erano cinque atomi. Realizziamo il seguente diagramma:

prima della reazione dopo la reazione
Cl2Cl5

Determiniamo il multiplo più piccolo tra i numeri di atomi indicati, sarà "10".

Cl2Cl5
\ 10 /

Dividere questo numero sul lato sinistro dell'equazione del cloro per “2”. Prendiamo il numero "5" e inseriamolo nell'equazione da risolvere:

P + 5Cl 2 → PCl 5

Dividiamo anche il numero “10” per il lato destro dell'equazione per “5”. Otteniamo il numero "2" e lo inseriamo anche nell'equazione da risolvere:

P + 5Cl 2 → 2РCl 5

I numeri di atomi di cloro su entrambi i lati sinistro e destro dell'equazione sono diventati uguali, rispettivamente, a 10 atomi ciascuno:

Ma il numero di atomi di fosforo su entrambi i lati dell'equazione non corrisponderà tra loro:

Pertanto, per raggiungere l’uguaglianza, è necessario raddoppiare la quantità di fosforo sul lato sinistro dell’equazione impostando il coefficiente “2”:

Pertanto, si osserva l'uguaglianza nel fosforo e, in generale, l'equazione assume la forma:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Quando si compongono le equazioni per valenze deve essere dato determinazione della valenza e impostare i valori per gli elementi più famosi. La valenza è uno dei concetti precedentemente utilizzati, attualmente in numerosi programmi scolastici non usato. Ma con il suo aiuto è più facile spiegare i principi della stesura delle equazioni delle reazioni chimiche. Valenza è intesa come numero legami chimici, quale l'uno o l'altro atomo può formarsi con un altro o altri atomi . La valenza non ha segno (+ o -) ed è indicata da numeri romani, solitamente sopra i simboli degli elementi chimici, ad esempio:

Da dove vengono questi valori? Come usarli quando si scrivono equazioni chimiche? Valori numerici le valenze degli elementi coincidono con il loro numero di gruppo Tavola periodica elementi chimici di DI Mendeleev (Tabella 1).

Per altri elementi valori di valenza possono assumere altri valori, ma mai superiori al numero del gruppo in cui si trovano. Inoltre, per i numeri dei gruppi pari (IV e VI), le valenze degli elementi assumono solo valori pari, e per quelli dispari possono avere sia valori pari che dispari (Tabella 2).

Naturalmente, ci sono delle eccezioni ai valori di valenza per alcuni elementi, ma in ogni caso specifico questi punti vengono solitamente specificati. Consideriamo ora il principio generale della composizione di equazioni chimiche basate su valenze date per determinati elementi. Molto spesso, questo metodo è accettabile nel caso di elaborazione di equazioni di reazioni chimiche di composti di sostanze semplici, ad esempio quando interagiscono con l'ossigeno ( reazioni di ossidazione). Diciamo che devi visualizzare una reazione di ossidazione alluminio. Ma ricordiamo che i metalli sono designati da singoli atomi (Al) e i non metalli allo stato gassoso sono designati dagli indici “2” - (O 2). Per prima cosa scriviamo lo schema generale di reazione:

Al + О 2 →AlО

In questa fase non è ancora noto quale dovrebbe essere l'ortografia corretta dell'ossido di alluminio. Ed è proprio in questa fase che ci verrà in aiuto la conoscenza delle valenze degli elementi. Per l'alluminio e l'ossigeno, mettiamoli sopra la formula prevista di questo ossido:

III II
AlO

Dopodiché, “croce” su “croce” per questi simboli di elementi inseriremo in basso gli indici corrispondenti:

III II
Al2O3

Composizione di un composto chimico Al2O3 determinato. L'ulteriore diagramma dell'equazione di reazione assumerà la forma:

Al+O2 →Al2O3

Tutto ciò che resta è equalizzare le sue parti sinistra e destra. Procediamo come nel caso della composizione dell'equazione (19). Uguagliamo i numeri degli atomi di ossigeno trovando il multiplo più piccolo:

prima della reazione dopo la reazione

O2O3
\ 6 /

Dividiamo questo numero sul lato sinistro dell'equazione dell'ossigeno per “2”. Prendiamo il numero "3" e inseriamolo nell'equazione da risolvere. Dividiamo anche il numero “6” per il lato destro dell'equazione per “3”. Otteniamo il numero "2" e lo inseriamo anche nell'equazione da risolvere:

Al+3O2→2Al2O3

Per ottenere l'uguaglianza nell'alluminio, è necessario regolare la sua quantità sul lato sinistro dell'equazione impostando il coefficiente su “4”:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Pertanto, si osserva l'uguaglianza per alluminio e ossigeno e, in generale, l'equazione assumerà la sua forma finale:

4Al + 3O2 = 2Al2O3 (22)

Utilizzando il metodo della valenza, puoi prevedere quale sostanza si forma durante una reazione chimica e quale sarà il suo aspetto. Assumiamo che il composto reagisca con azoto e idrogeno con le corrispondenti valenze III e I. Scriviamo lo schema generale della reazione:

N2+N2→NH

Per l'azoto e l'idrogeno, mettiamo le valenze sopra la formula prevista di questo composto:

Come prima, “croce” su “croce” per questi simboli di elementi, mettiamo di seguito gli indici corrispondenti:

III I
NH3

L'ulteriore diagramma dell'equazione di reazione assumerà la forma:

N2+N2→NH3

Sto già chiamando in modo noto, attraverso il multiplo più piccolo per l'idrogeno pari a “6”, otteniamo i coefficienti richiesti e l'equazione nel suo insieme:

N2 + 3H2 = 2NH3 (23)

Quando si compongono equazioni secondo stati di ossidazione reagenti, è necessario ricordare che lo stato di ossidazione di un particolare elemento è il numero di elettroni accettati o ceduti durante una reazione chimica. Stato di ossidazione nei composti In sostanza coincide numericamente con i valori di valenza dell'elemento. Ma differiscono nel segno. Ad esempio, per l'idrogeno, la valenza è I e lo stato di ossidazione è (+1) o (-1). Per l'ossigeno la valenza è II e lo stato di ossidazione è -2. Per l'azoto, le valenze sono I, II, III, IV, V e gli stati di ossidazione sono (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , eccetera. . Gli stati di ossidazione degli elementi più spesso utilizzati nelle equazioni sono riportati nella Tabella 3.

Nel caso delle reazioni composte, il principio di compilazione delle equazioni per stati di ossidazione è lo stesso della compilazione per valenze. Ad esempio, diamo l'equazione per l'ossidazione del cloro con l'ossigeno, in cui il cloro forma un composto con uno stato di ossidazione pari a +7. Scriviamo l'equazione proposta:

Cl2 + O2 → ClO

Posizioniamo gli stati di ossidazione degli atomi corrispondenti sul composto ClO proposto:

Come nei casi precedenti, stabiliamo che quanto richiesto formula composta assumerà la forma:

7 -2
Cl2O7

L’equazione di reazione assumerà la seguente forma:

Cl2 + O2 → Cl2O7

Facendo l'equazione per l'ossigeno, trovando il multiplo più piccolo tra due e sette, pari a “14”, alla fine stabiliamo l'uguaglianza:

2Cl2 + 7O2 = 2Cl2O7 (24)

Un metodo leggermente diverso deve essere utilizzato con gli stati di ossidazione quando si compongono reazioni di scambio, neutralizzazione e sostituzione. In alcuni casi è difficile scoprire: quali composti si formano durante l'interazione di sostanze complesse?

Come scoprirlo: cosa accadrà nel processo di reazione?

In effetti, come fai a sapere quali prodotti di reazione possono formarsi durante una particolare reazione? Ad esempio, cosa si forma quando reagiscono il nitrato di bario e il solfato di potassio?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?

Forse BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Oppure Ba + NO 3 SO 4 + K 2? O qualcos'altro? Naturalmente durante questa reazione si formano i seguenti composti: BaSO 4 e KNO 3. Come si fa a saperlo? E come scrivere correttamente le formule delle sostanze? Cominciamo da ciò che più spesso viene trascurato: il concetto stesso di “reazione di scambio”. Ciò significa che in queste reazioni le sostanze cambiano le loro parti costitutive tra loro. Poiché le reazioni di scambio avvengono per lo più tra basi, acidi o sali, le parti con cui verranno scambiate sono cationi metallici (Na+, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), ioni H+ o OH -, anioni - residui acidi, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). In generale, la reazione di scambio può essere data nella seguente notazione:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Dove Kt1 e Kt2 sono cationi metallici (1) e (2), e An1 e An2 sono i loro corrispondenti anioni (1) e (2). In questo caso, è necessario tenere conto del fatto che nei composti prima e dopo la reazione, i cationi sono sempre installati al primo posto e gli anioni al secondo. Pertanto, se la reazione avviene cloruro di potassio E nitrato d'argento, entrambi allo stato disciolto

KCl+AgNO3→

poi nel suo processo si formano le sostanze KNO 3 e AgCl e l'equazione corrispondente assumerà la forma:

KCl + AgNO3 =KNO3 + AgCl (26)

Durante le reazioni di neutralizzazione, i protoni degli acidi (H +) si combinano con gli anioni idrossile (OH -) per formare acqua (H 2 O):

HCl + KOH = KCl + H 2 O (27)

Gli stati di ossidazione dei cationi metallici e le cariche degli anioni dei residui acidi sono indicati nella tabella di solubilità delle sostanze (acidi, sali e basi in acqua). La linea orizzontale mostra i cationi metallici e la linea verticale mostra gli anioni dei residui acidi.

Sulla base di ciò, quando si redige un'equazione per una reazione di scambio, è prima necessario stabilire sul lato sinistro gli stati di ossidazione delle particelle che ricevono in questo processo chimico. Ad esempio, devi scrivere un'equazione per l'interazione tra cloruro di calcio e carbonato di sodio. Creiamo il diagramma iniziale di questa reazione:

CaCl+NaCO3→

Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →

Dopo aver eseguito la già nota azione "croce" su "croce", determiniamo le formule reali delle sostanze di partenza:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 →

Basandoci sul principio dello scambio di cationi e anioni (25), stabiliremo le formule preliminari per le sostanze formate durante la reazione:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + NaCl

Poniamo le cariche corrispondenti sopra i loro cationi e anioni:

Ca2+ CO32- + Na + Cl -

Formule delle sostanze scritto correttamente, in accordo con le cariche di cationi e anioni. Creiamo un'equazione completa, equalizzando i suoi lati sinistro e destro per sodio e cloro:

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl (28)

Come altro esempio, ecco l'equazione per la reazione di neutralizzazione tra idrossido di bario e acido fosforico:

VaON + NPO 4 →

Poniamo le cariche corrispondenti sui cationi e sugli anioni:

Ba2+OH-+H+PO43- →

Determiniamo le formule reali delle sostanze di partenza:

Ba(OH)2 + H3PO4 →

Basandoci sul principio dello scambio di cationi e anioni (25), stabiliremo delle formule preliminari per le sostanze che si formano durante la reazione, tenendo conto che durante una reazione di scambio una delle sostanze deve necessariamente essere l'acqua:

Ba(OH)2 + H3 PO4 → Ba2+ PO4 3- + H2O

Determiniamo la notazione corretta per la formula del sale formato durante la reazione:

Ba(OH)2 + H3 PO4 → Ba3 (PO4)2 + H2O

Pareggiamo il lato sinistro dell'equazione per il bario:

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

Poiché sul lato destro dell'equazione il residuo dell'acido ortofosforico viene preso due volte, (PO 4) 2, anche sul lato sinistro è necessario raddoppiarne la quantità:

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

Resta da abbinare il numero di atomi di idrogeno e ossigeno sul lato destro dell'acqua. Poiché a sinistra il numero totale degli atomi di idrogeno è 12, a destra deve corrispondere anche a dodici, quindi prima della formula dell'acqua occorre impostare il coefficiente“6” (poiché la molecola dell’acqua ha già 2 atomi di idrogeno). Anche per l'ossigeno si osserva l'uguaglianza: a sinistra è 14 e a destra è 14. Quindi, l'equazione è forma corretta inserimenti:

3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)

Possibilità di reazioni chimiche

Il mondo è costituito da una grande varietà di sostanze. Anche il numero di varianti delle reazioni chimiche tra loro è incalcolabile. Ma possiamo, dopo aver scritto questa o quella equazione su carta, dire che ad essa corrisponderà una reazione chimica? C'è un malinteso sul fatto che sia corretto impostare le probabilità nell’equazione, allora sarà fattibile nella pratica. Ad esempio, se prendiamo soluzione di acido solforico e inserirlo zinco, allora puoi osservare il processo di evoluzione dell'idrogeno:

Zn+ H2SO4 = ZnSO4 + H2 (30)

Ma se il rame viene lasciato cadere nella stessa soluzione, il processo di evoluzione del gas non verrà osservato. La reazione non è fattibile.

Cu+H2SO4 ≠

Se si prende acido solforico concentrato, reagirà con il rame:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

Nella reazione (23) tra i gas azoto e idrogeno, osserviamo equilibrio termodinamico, quelli. quante molecole nell'unità di tempo si forma ammoniaca NH 3, la stessa quantità di essi si decomporrà nuovamente in azoto e idrogeno. Spostamento dell'equilibrio chimico può essere ottenuto aumentando la pressione e diminuendo la temperatura

N2 + 3H2 = 2NH3

Se prendi soluzione di idrossido di potassio e versarglielo addosso soluzione di solfato di sodio, allora non si osserveranno cambiamenti, la reazione non sarà fattibile:

KOH + Na2SO4 ≠

Soluzione di cloruro di sodio quando interagisce con il bromo, non formerà bromo, nonostante questa reazione possa essere classificata come reazione di sostituzione:

NaCl+Br2≠

Quali sono le ragioni di tali discrepanze? Il punto è che non è sufficiente determinarlo correttamente formule composte, è necessario conoscere le specifiche dell'interazione dei metalli con gli acidi, utilizzare abilmente la tabella di solubilità delle sostanze e conoscere le regole di sostituzione nelle serie di attività di metalli e alogeni. Questo articolo descrive solo i principi più elementari su come farlo assegnare coefficienti nelle equazioni di reazione, Come scrivere equazioni molecolari, Come determinare la composizione di un composto chimico.

La chimica, come scienza, è estremamente varia e sfaccettata. L'articolo di cui sopra riflette solo una piccola parte dei processi che si verificano nel mondo reale. Tipi, equazioni termochimiche, elettrolisi, processi di sintesi organica e molto, molto altro ancora. Ma ne parleremo più approfonditamente nei prossimi articoli.

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Il calcolatore seguente è progettato per equalizzare le reazioni chimiche.

Come è noto, esistono diversi metodi per equalizzare le reazioni chimiche:

• Metodo per la selezione dei coefficienti
• Metodo matematico
• Metodo Garcia
• Metodo della bilancia elettronica
• Metodo del bilancio elettrone-ione (metodo della semireazione)

Gli ultimi due sono usati per le reazioni redox

Questa calcolatrice utilizza metodo matematico- di norma, nel caso di equazioni chimiche complesse, i calcoli manuali sono piuttosto laboriosi, ma funzionano benissimo se il computer calcola tutto per te.

Il metodo matematico si basa sulla legge di conservazione della massa. La legge di conservazione della massa afferma che la quantità di materia di ciascun elemento prima di una reazione è uguale alla quantità di materia di ciascun elemento dopo la reazione. Pertanto, i lati sinistro e destro di un'equazione chimica devono avere lo stesso numero di atomi di un particolare elemento. Ciò consente di bilanciare le equazioni di qualsiasi reazione (comprese quelle redox). Per fare ciò, è necessario scrivere l'equazione di reazione in forma generale, basata sul bilancio materiale (uguaglianza delle masse di un certo elemento chimico nelle sostanze originali e risultanti) creano un sistema di equazioni matematiche e lo risolvono.

Diamo un'occhiata a questo metodo utilizzando un esempio:

Sia data la reazione chimica:

Indichiamo i coefficienti sconosciuti:

Creiamo equazioni per il numero di atomi di ciascun elemento che partecipa a una reazione chimica:
Per Fe:
Per CI:
Per Na:
Per P:
Per O:

Scriviamoli sotto forma di sistema generale:

IN in questo caso abbiamo cinque equazioni per quattro incognite, e la quinta può essere ottenuta moltiplicando la quarta per quattro, quindi può essere tranquillamente scartata.

Riscriviamo questo sistema di equazioni algebriche lineari sotto forma di matrice:

Questo sistema può essere risolto utilizzando il metodo gaussiano. In realtà, non sarà sempre così fortunato che il numero di equazioni coincida con il numero di incognite. Tuttavia, la bellezza del metodo Gauss è che consente di risolvere sistemi con un numero qualsiasi di equazioni e incognite. Una calcolatrice è stata creata appositamente per questo scopo: risolvere un sistema di equazioni lineari utilizzando il metodo di Gauss con la ricerca di una soluzione generale, che viene utilizzata per equalizzare le reazioni chimiche.
Cioè, la calcolatrice sottostante analizza la formula di reazione, compila lo SLAE e lo passa alla calcolatrice al collegamento sopra, che risolve lo SLAE utilizzando il metodo gaussiano. La soluzione viene quindi utilizzata per visualizzare l'equazione bilanciata.

Gli elementi chimici dovrebbero essere scritti come sono scritti nella tavola periodica, vale a dire, tenendo conto delle lettere grandi e piccole (Na3PO4 - corretto, na3po4 - errato).