Hvordan utjevne reaksjoner. Hvordan skrive en ligning for en kjemisk reaksjon: sekvens av handlinger. En kjemisk ligning kalles

En kjemisk ligning er en registrering av en reaksjon ved å bruke symbolene til elementene og formlene til forbindelsene som er involvert i den. De relative mengder av reaktanter og produkter, uttrykt i mol, er angitt med numeriske koeffisienter i den fullstendige (balanserte) reaksjonsligningen. Disse koeffisientene kalles noen ganger støkiometriske koeffisienter. For tiden er det en økende tendens til å inkludere indikasjoner på de fysiske tilstandene til reaktanter og produkter i kjemiske ligninger. Dette gjøres ved å bruke følgende symboler: (gass) eller betyr gassform, (-væske, ) - fast, (-vannløsning.

En kjemisk ligning kan konstrueres basert på eksperimentelt etablert kunnskap om reaktantene og produktene av reaksjonen som studeres, og ved å måle de relative mengder av hver reaktant og produkt som deltar i reaksjonen.

Skrive en kjemisk ligning

Å skrive en fullstendig kjemisk ligning innebærer følgende fire trinn.

1. trinn. Registrerer reaksjonen i ord. For eksempel,

2. trinn. Erstatning av verbale navn med formler for reagenser og produkter.

3. trinn. Balansere ligningen (bestemme koeffisientene)

Denne ligningen kalles balansert eller støkiometrisk. Behovet for å balansere ligningen er diktert av det faktum at i enhver reaksjon må loven om bevaring av materie være tilfredsstilt. I forhold til reaksjonen vi ser på som eksempel, betyr dette at det ikke kan dannes eller ødelegges et eneste atom av magnesium, karbon eller oksygen i den. Med andre ord må antallet atomer til hvert element på venstre og høyre side av en kjemisk ligning være det samme.

4. trinn. Indikasjon på den fysiske tilstanden til hver deltaker i reaksjonen.

Typer kjemiske ligninger

Tenk på følgende komplette ligning:

Denne ligningen beskriver hele reaksjonssystemet som en helhet. Imidlertid kan reaksjonen under vurdering også representeres i en forenklet form ved å bruke den ioniske ligningen -.

Denne ligningen inkluderer ikke informasjon om sulfationer, som ikke er oppført fordi de ikke deltar i reaksjonen under vurdering. Slike ioner kalles observatørioner.

Reaksjonen mellom jern og kobber(II) er et eksempel på redoksreaksjoner (se kapittel 10). Det kan deles inn i to reaksjoner, hvorav den ene beskriver reduksjon, og den andre - oksidasjon, som skjer samtidig i en generell reaksjon:

Disse to ligningene kalles halvreaksjonsligninger. De brukes spesielt ofte i elektrokjemi for å beskrive prosesser som skjer ved elektroder (se kapittel 10).

Tolkning av kjemiske ligninger

Tenk på følgende enkle støkiometriske ligning:

Det kan tolkes på to måter. For det første, ifølge denne ligningen, reagerer ett mol hydrogenmolekyler med ett mol brommolekyler for å danne to mol hydrogenbromidmolekyler. Denne tolkningen av den kjemiske ligningen kalles noen ganger den molare tolkningen.

Imidlertid kan denne ligningen også tolkes på en slik måte at i den resulterende reaksjonen (se nedenfor) reagerer ett molekyl hydrogen med ett molekyl brom for å danne to molekyler hydrogenbromid. Denne tolkningen av en kjemisk ligning kalles noen ganger dens molekylære tolkning.

Både molare og molekylære tolkninger er like gyldige. Det vil imidlertid være helt feil å konkludere, basert på ligningen for den aktuelle reaksjonen, at ett molekyl hydrogen kolliderer med ett molekyl brom for å danne to molekyler hydrogenbromid.Faktum er at denne reaksjonen, som de fleste andre, utføres i flere påfølgende stadier. Settet med alle disse stadiene kalles vanligvis reaksjonsmekanismen (se kapittel 9). I eksemplet vi vurderer inkluderer reaksjonen følgende stadier:

Dermed er den aktuelle reaksjonen faktisk en kjedereaksjon som involverer mellomprodukter kalt radikaler (se kapittel 9). Mekanismen for reaksjonen som vurderes inkluderer også andre stadier og sidereaksjoner. Dermed indikerer den støkiometriske ligningen bare den resulterende reaksjonen. Den gir ikke informasjon om reaksjonsmekanismen.

Beregning ved hjelp av kjemiske ligninger

Kjemiske ligninger er utgangspunktet for en lang rekke kjemiske beregninger. Her og senere i boken er det gitt en rekke eksempler på slike beregninger.

Beregning av massen av reaktanter og produkter. Vi vet allerede at en balansert kjemisk ligning indikerer de relative molare mengder av reaktanter og produkter involvert i en reaksjon. Disse kvantitative dataene gjør det mulig å beregne massene av reaktanter og produkter.

La oss beregne massen av sølvklorid som dannes når en overflødig mengde natriumkloridløsning tilsettes til en løsning som inneholder 0,1 mol sølv i form av ioner

Det første trinnet i alle slike beregninger er å skrive ligningen for den aktuelle reaksjonen: I

Siden reaksjonen bruker en overflødig mengde kloridioner, kan det antas at alle ioner som er tilstede i løsningen omdannes til Reaksjonsligningen viser at man får ett mol ioner fra én mol Dette gjør at vi kan beregne massen til produktet følgende:

Derfor,

Siden g/mol altså

Bestemmelse av konsentrasjonen av løsninger. Beregninger basert på støkiometriske ligninger ligger til grunn for kvantitative kjemisk analyse. Som et eksempel, vurder å bestemme konsentrasjonen av en løsning basert på den kjente massen av produktet som dannes i reaksjonen. Denne typen kvantitativ kjemisk analyse kalles gravimetrisk analyse.

En mengde kaliumjodidløsning ble tilsatt til nitratløsningen, som er tilstrekkelig til å felle ut alt bly i form av jodid Massen av det dannede jodidet var 2,305 g. Volumet av den opprinnelige nitratløsningen var lik. Det er nødvendig for å bestemme konsentrasjonen av den opprinnelige nitratløsningen

Vi har allerede møtt ligningen for den aktuelle reaksjonen:

Denne ligningen viser at det kreves ett mol bly(II)nitrat for å produsere ett mol jodid. La oss bestemme den molare mengden bly(II)jodid som dannes i reaksjonen. Fordi det

Reaksjoner mellom ulike typer kjemiske stoffer og grunnstoffer er et av hovedfagene i kjemi. For å forstå hvordan du lager en reaksjonsligning og bruker dem til dine egne formål, trenger du en ganske dyp forståelse av alle mønstrene i samspillet mellom stoffer, samt prosesser med kjemiske reaksjoner.

Skrive ligninger

En måte å uttrykke en kjemisk reaksjon på er en kjemisk ligning. Den registrerer formelen til utgangsstoffet og produktet, koeffisienter som viser hvor mange molekyler hvert stoff har. Alle kjente kjemiske reaksjoner er delt inn i fire typer: substitusjon, kombinasjon, utveksling og dekomponering. Blant dem er: redoks, eksogen, ionisk, reversibel, irreversibel, etc.

Lær mer om hvordan du skriver ligninger for kjemiske reaksjoner:

1. Det er nødvendig å bestemme navnet på stoffene som interagerer med hverandre i reaksjonen. Vi skriver dem på venstre side av ligningen vår. Som et eksempel, tenk på den kjemiske reaksjonen som ble dannet mellom svovelsyre og aluminium. Vi plasserer reagensene til venstre: H2SO4 + Al. Deretter skriver vi likhetstegnet. I kjemi kan du komme over et "pil"-skilt som peker til høyre, eller to piler rettet i motsatte retninger, de betyr "reversibilitet". Resultatet av samspillet mellom metall og syre er salt og hydrogen. Skriv produktene oppnådd etter reaksjonen etter likhetstegnet, det vil si til høyre. H2SO4+Al= H2+ Al2(SO4)3. Så vi kan se reaksjonsskjemaet.
2. For å lage en kjemisk ligning må du finne koeffisientene. La oss gå tilbake til forrige diagram. La oss se på venstre side. Svovelsyre inneholder hydrogen, oksygen og svovelatomer i et omtrentlig forhold på 2:4:1. På høyre side er det 3 svovelatomer og 12 oksygenatomer i saltet. To hydrogenatomer er inneholdt i et gassmolekyl. På venstre side er forholdet mellom disse elementene 2:3:12
3. For å utjevne antall oksygen- og svovelatomer som er i sammensetningen av aluminium(III)sulfat, er det nødvendig å sette en faktor på 3 foran syren på venstre side av ligningen.Nå har vi 6 hydrogenatomer på venstre side. For å utjevne antall elementer av hydrogen, må du sette 3 foran hydrogen på høyre side av ligningen.
4. Nå gjenstår det bare å utjevne mengden aluminium. Siden saltet inneholder to metallatomer, setter vi en koeffisient på 2 på venstre side foran aluminium. Som et resultat får vi reaksjonsligningen for dette skjemaet: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

Etter å ha forstått de grunnleggende prinsippene for hvordan man skriver en reaksjonsligning kjemiske substanser, i fremtiden vil det ikke være vanskelig å skrive ned noen reaksjon, selv den mest eksotiske fra et kjemisynspunkt.

En reaksjonsligning i kjemi er registreringen av en kjemisk prosess ved hjelp av kjemiske formler og matematiske symboler.

Denne notasjonen er et diagram over en kjemisk reaksjon. Når "="-tegnet vises, kalles det en "ligning". La oss prøve å løse det.

I kontakt med

Eksempel på analyse av enkle reaksjoner

Det er ett atom i kalsium, siden koeffisienten ikke er verdt det. Indeksen er heller ikke skrevet her, som betyr en. På høyre side av ligningen er Ca også en. Vi trenger ikke å jobbe med kalsium.

Video: Koeffisienter i kjemiske reaksjonsligninger.

La oss se på det neste elementet - oksygen. Indeks 2 indikerer at det er 2 oksygenioner. Det er ingen indekser på høyre side, det vil si en partikkel av oksygen, og til venstre er det 2 partikler. Hva gjør vi? Ingen ekstra indekser eller korrigeringer kan gjøres til den kjemiske formelen, siden den er skrevet riktig.

Koeffisientene er det som er skrevet før den minste delen. De har rett til å endre seg. For enkelhets skyld skriver vi ikke om selve formelen. På høyre side ganger vi en med 2 for å få 2 oksygenioner der.

Etter at vi hadde satt koeffisienten, fikk vi 2 kalsiumatomer. Det er bare en på venstre side. Det betyr at nå må vi sette 2 foran kalsium.

La oss nå sjekke resultatet. Hvis antallet atomer i et element er likt på begge sider, kan vi sette "lik" tegnet.

Et annet tydelig eksempel: det er to hydrogener til venstre, og etter pilen har vi også to hydrogener.

• Det er to oksygener før pilen, men det er ingen indekser etter pilen, noe som betyr at det er en.
• Det er mer til venstre og mindre til høyre.
• Vi setter koeffisient 2 foran vann.

Vi multipliserte hele formelen med 2, og nå har mengden hydrogen endret seg. Vi multipliserer indeksen med koeffisienten, og vi får 4. Og på venstre side er det to hydrogenatomer igjen. Og for å få 4 må vi gange hydrogen med to.

Video: Ordne koeffisienter i en kjemisk ligning

Dette er tilfellet når elementet i den ene og den andre formelen er på samme side, opp til pilen.

Ett svovelion til venstre og ett ion til høyre. To oksygenpartikler, pluss to oksygenpartikler til. Dette betyr at det er 4 oksygener på venstre side. Til høyre er det 3 oksygener. Det vil si at på den ene siden er det et partall atomer, og på den andre et oddetall. Hvis vi ganger det oddetall med to ganger, får vi et partall. Først bringer vi det til en jevn verdi. For å gjøre dette, multipliser hele formelen etter pilen med to. Etter multiplikasjon får vi seks oksygenioner, og også 2 svovelatomer. Til venstre har vi en mikropartikkel av svovel. La oss nå utligne det. Vi setter ligningene til venstre før grå 2.

Kalt.

Komplekse reaksjoner

Dette eksemplet er mer komplekst fordi det er flere elementer av materie.

Dette kalles en nøytraliseringsreaksjon. Hva må utjevnes her først:

• På venstre side er ett natriumatom.
• På høyre side sier indeksen at det er 2 natrium.

Konklusjonen tyder på seg selv er at du må gange hele formelen med to.

Video: Tegning av kjemiske reaksjonsligninger

La oss nå se hvor mye svovel det er. En på venstre og høyre side. La oss ta hensyn til oksygen. På venstre side har vi 6 oksygenatomer. På den annen side - 5. Mindre til høyre, mer til venstre. Et oddetall må bringes til et partall. For å gjøre dette multipliserer vi formelen for vann med 2, det vil si fra ett oksygenatom lager vi 2.

Nå er det allerede 6 oksygenatomer på høyre side. Det er også 6 atomer på venstre side. La oss sjekke hydrogenet. To hydrogenatomer og to hydrogenatomer til. Så det vil være fire hydrogenatomer på venstre side. Og på den andre siden er det også fire hydrogenatomer. Alle elementer er like. Vi setter likhetstegnet.

Video: Kjemiske ligninger. Hvordan skrive kjemiske ligninger.

Neste eksempel.

Her er eksemplet interessant fordi parenteser vises. De sier at hvis en faktor er bak parentesene, så multipliseres hvert element i parentesene med den. Du må begynne med nitrogen, siden det er mindre av det enn oksygen og hydrogen. Til venstre er det ett nitrogen, og til høyre, tatt i betraktning brakettene, er det to.

Det er to hydrogenatomer til høyre, men fire er nødvendig. Vi kommer ut av dette ved ganske enkelt å multiplisere vann med to, noe som resulterer i fire hydrogener. Flott, hydrogen utlignet. Det er oksygen igjen. Før reaksjonen er det 8 atomer, etter - også 8.

Flott, alle elementene er like, vi kan sette "lik".

Siste eksempel.

Neste opp er barium. Den er utjevnet, du trenger ikke å røre den. Før reaksjonen er det to klorer, etter den er det bare ett. Hva må gjøres? Plasser 2 foran kloret etter reaksjonen.

Video: Balansering av kjemiske ligninger.

Nå, på grunn av koeffisienten som nettopp ble satt, fikk vi etter reaksjonen to natriumer, og før reaksjonen fikk vi også to. Flott, alt annet er utlignet.

Du kan også utjevne reaksjoner ved hjelp av den elektroniske balansemetoden. Denne metoden har en rekke regler som den kan implementeres etter. Det neste trinnet er å ordne oksidasjonstilstandene til alle grunnstoffene i hvert stoff for å forstå hvor oksidasjon skjedde og hvor reduksjon skjedde.

Kjemi er vitenskapen om stoffer, deres egenskaper og transformasjoner .
Det vil si at hvis det ikke skjer noe med stoffene rundt oss, så gjelder ikke dette kjemien. Men hva betyr "ingenting skjer"? Hvis et tordenvær plutselig fanget oss på feltet, og vi alle var våte, som de sier, "til huden", så er ikke dette en forvandling: tross alt var klærne tørre, men de ble våte.

Hvis du for eksempel tar en jernspiker, filer den og monterer deretter jernspon (Fe) , så er ikke dette også en forvandling: det var en spiker - det ble pulver. Men hvis du da monterer enheten og utfører få oksygen (O 2): varme opp kaliumpermanganat(KMpO 4) og samle oksygen i et reagensrør, og legg deretter disse rødglødende jernspålene i det, så vil de blusse opp med en skarp flamme og etter forbrenning bli til et brunt pulver. Og dette er også en transformasjon. Så hvor er kjemien? Til tross for at formen (jernspiker) og tilstanden til klærne (tørr, våt) endres i disse eksemplene, er dette ikke transformasjoner. Faktum er at selve spikeren var et stoff (jern), og forble slik, til tross for sin forskjellige form, og klærne våre absorberte vannet fra regnet og fordampet det deretter inn i atmosfæren. Vannet i seg selv har ikke endret seg. Så hva er transformasjoner fra et kjemisk synspunkt?

Fra et kjemisk synspunkt er transformasjoner de fenomenene som er ledsaget av en endring i sammensetningen av et stoff. La oss ta den samme spikeren som et eksempel. Det spiller ingen rolle hvilken form den tok etter å ha blitt arkivert, men etter bitene som ble samlet inn fra den jernspon plassert i en oksygenatmosfære - det ble til jernoksid(Fe 2 O 3 ) . Så noe har endret seg tross alt? Ja, det har endret seg. Det var et stoff som ble kalt en spiker, men under påvirkning av oksygen ble det dannet et nytt stoff - element oksid kjertel. Molekylær ligning Denne transformasjonen kan representeres av følgende kjemiske symboler:

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

For en uinnvidd i kjemi dukker spørsmål umiddelbart opp. Hva er "molekylær ligning", hva er Fe? Hvorfor er tallene "4", "3", "2"? Hva er de små tallene "2" og "3" i formelen Fe 2 O 3? Dette betyr at det er på tide å sortere alt i orden.

Tegn på kjemiske elementer.

Til tross for at kjemi begynner å bli studert i 8. klasse, og noen enda tidligere, kjenner mange den store russiske kjemikeren D.I. Mendeleev. Og selvfølgelig hans berømte "Periodic Table of Chemical Elements". Ellers, enklere, kalles det "Periodical Table".

I denne tabellen er elementene ordnet i riktig rekkefølge. Til dags dato er rundt 120 av dem kjent. Navnene på mange elementer har vært kjent for oss i lang tid. Disse er: jern, aluminium, oksygen, karbon, gull, silisium. Tidligere brukte vi disse ordene uten å tenke, og identifiserte dem med gjenstander: en jernbolt, en aluminiumstråd, oksygen i atmosfæren, en gullring, etc. etc. Men faktisk består alle disse stoffene (bolt, ledning, ring) av deres tilsvarende elementer. Hele paradokset er at elementet ikke kan røres eller plukkes opp. Hvordan det? De er i det periodiske systemet, men du kan ikke ta dem! Ja nøyaktig. Et kjemisk grunnstoff er et abstrakt (det vil si abstrakt) konsept, og brukes i kjemi, så vel som i andre vitenskaper, for beregninger, tegning av ligninger og løsning av problemer. Hvert element skiller seg fra det andre ved at det har sine egne egenskaper elektronisk konfigurasjon atom. Antall protoner i kjernen til et atom er lik antall elektroner i orbitalene. For eksempel er hydrogen grunnstoff nr. 1. Atomet består av 1 proton og 1 elektron. Helium er element #2. Atomet består av 2 protoner og 2 elektroner. Litium er element #3. Atomet består av 3 protoner og 3 elektroner. Darmstadtium – grunnstoff nr. 110. Atomet består av 110 protoner og 110 elektroner.

Hvert element er betegnet med et bestemt symbol, latinske bokstaver, og har en viss lesning oversatt fra latin. For eksempel har hydrogen symbolet "N", lest som "hydrogenium" eller "aske". Silisium har symbolet "Si" lest som "silisium". Merkur har et symbol "Hg" og leses som "hydrargyrum". Og så videre. Alle disse notasjonene kan finnes i hvilken som helst lærebok i kjemi i 8. klasse. Det viktigste for oss nå er å forstå at når du komponerer kjemiske ligninger, er det nødvendig å operere med de angitte symbolene til elementene.

Enkle og komplekse stoffer.

Betegner ulike stoffer med enkeltsymboler for kjemiske elementer (Hg kvikksølv, Fe jern, Cu kobber, Zn sink, Al aluminium) vi betegner i hovedsak enkle stoffer, det vil si stoffer som består av atomer av samme type (som inneholder like mange protoner og nøytroner i et atom). For eksempel, hvis stoffene jern og svovel interagerer, vil ligningen ha følgende skriveform:

Fe + S = FeS (2)

Enkle stoffer inkluderer metaller (Ba, K, Na, Mg, Ag), så vel som ikke-metaller (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Dessuten bør man være oppmerksom
spesiell oppmerksomhet til det faktum at alle metaller er betegnet med enkeltsymboler: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, etc., og ikke-metaller er enten enkle symboler: C, S, P eller kan ha forskjellige indekser som indikerer deres molekylære struktur: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. I fremtiden vil dette ha en veldig veldig viktig når du skriver ligninger. Det er slett ikke vanskelig å gjette at komplekse stoffer er stoffer dannet av atomer forskjellige typer, For eksempel,

1). Oksider:
aluminiumoksid Al 2 O 3,

natriumoksid Na2O,
kobberoksid CuO,
sinkoksid ZnO,
titanoksid Ti2O3,
karbonmonoksid eller karbonmonoksid (+2) CO,
svoveloksid (+6) SÅ 3

2). Grunner:
jernhydroksid(+3) Fe(OH) 3,
kobberhydroksid Cu(OH)2,
kaliumhydroksid eller alkalisk kalium KOH,
natriumhydroksid NaOH.

3). Syrer:
saltsyre HCl,
svovelsyrling H2SO3,
Salpetersyre HNO3

4). Salter:
natriumtiosulfat Na2S2O3,
natriumsulfat eller Glaubers salt Na2SO4,
kalsiumkarbonat eller kalkstein CaCO 3,
kobberklorid CuCl2

5). Organisk materiale:
natriumacetat CH 3 COONa,
metan CH 4,
acetylen C 2 H 2,
glukose C6H12O6

Til slutt, etter at vi fant ut strukturen ulike stoffer, kan du begynne å kompilere kjemiske ligninger.

Kjemisk ligning.

Selve ordet "ligning" er avledet fra ordet "utjevne", dvs. dele noe i like deler. I matematikk utgjør ligninger nesten selve essensen av denne vitenskapen. For eksempel kan du gi en enkel ligning der venstre og høyre side vil være lik "2":

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 – 30);

Og i kjemiske ligninger det samme prinsippet: venstre og høyre side av ligningen må tilsvare samme antall atomer og elementer som deltar i dem. Eller, hvis en ionisk ligning er gitt, så i den antall partikler må også oppfylle dette kravet. En kjemisk ligning er en konvensjonell representasjon av en kjemisk reaksjon ved bruk av kjemiske formler og matematiske symboler. En kjemisk ligning reflekterer iboende en eller annen kjemisk reaksjon, det vil si prosessen med interaksjon mellom stoffer, der nye stoffer oppstår. For eksempel er det nødvendig skrive en molekylær ligning reaksjoner de deltar i bariumklorid BaCl2 og svovelsyre H 2 SO 4. Som et resultat av denne reaksjonen dannes et uløselig bunnfall - bariumsulfat BaSO 4 og saltsyre HCl:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2 HCl (3)

Først av alt er det nødvendig å forstå at det store tallet "2" som står foran stoffet HCl kalles en koeffisient, og de små tallene "2", "4" under formlene BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 kalles indekser. Både koeffisienter og indekser i kjemiske ligninger fungerer som multiplikatorer, ikke summeringer. For å skrive en kjemisk ligning riktig, trenger du tilordne koeffisienter i reaksjonsligningen. La oss nå begynne å telle atomene til elementene på venstre og høyre side av ligningen. På venstre side av ligningen: stoffet BaCl 2 inneholder 1 bariumatom (Ba), 2 kloratomer (Cl). I stoffet H 2 SO 4: 2 hydrogenatomer (H), 1 svovelatom (S) og 4 oksygenatomer (O). På høyre side av ligningen: i BaSO 4-stoffet er det 1 bariumatom (Ba), 1 svovelatom (S) og 4 oksygenatomer (O), i HCl-stoffet: 1 hydrogenatom (H) og 1 klor atom (Cl). Det følger at på høyre side av ligningen er antall hydrogen- og kloratomer halvparten så mye som på venstre side. Derfor, før HCl-formelen på høyre side av ligningen, er det nødvendig å sette koeffisienten "2". Hvis vi nå legger sammen antall atomer til elementene som deltar i denne reaksjonen, både til venstre og høyre, får vi følgende balanse:

På begge sider av ligningen er antallet atomer til elementene som deltar i reaksjonen like, derfor er den satt sammen riktig.

Kjemisk ligning og kjemiske reaksjoner

Som vi allerede har funnet ut, er kjemiske ligninger en refleksjon av kjemiske reaksjoner. Kjemiske reaksjoner er de fenomenene der transformasjonen av et stoff til et annet skjer. Blant deres mangfold kan to hovedtyper skilles:

1). Sammensatte reaksjoner
2). Nedbrytningsreaksjoner.

Det overveldende flertallet av kjemiske reaksjoner tilhører addisjonsreaksjoner, siden endringer i sammensetningen sjelden kan forekomme med et enkelt stoff hvis det ikke utsettes for ytre påvirkninger (oppløsning, oppvarming, eksponering for lys). Ingenting karakteriserer et kjemisk fenomen eller reaksjon bedre enn endringene som skjer under samspillet mellom to eller flere stoffer. Slike fenomener kan oppstå spontant og være ledsaget av en økning eller reduksjon i temperatur, lyseffekter, fargeendringer, sedimentdannelse, frigjøring av gassformige produkter og støy.

For klarhetens skyld presenterer vi flere ligninger som gjenspeiler prosessene til sammensatte reaksjoner, der vi oppnår natriumklorid(NaCl), sinkklorid(ZnCl2), sølvkloridutfelling(AgCl), aluminiumklorid(AlCl 3)

Cl 2 + 2 Na = 2 NaCl (4)

CuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl = AgCl + 2KNO 3 (6)

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

Blant reaksjonene til forbindelsen bør spesielt nevnes følgende: : substitusjon (5), Utveksling (6), og som et spesielt tilfelle av en utvekslingsreaksjon - reaksjonen nøytralisering (7).

Substitusjonsreaksjoner inkluderer de der atomer av et enkelt stoff erstatter atomer av et av elementene i et komplekst stoff. I eksempel (5) erstatter sinkatomer kobberatomer fra CuCl 2-løsningen, mens sink går over i det løselige saltet ZnCl 2, og kobber frigjøres fra løsningen i metallisk tilstand.

Utvekslingsreaksjoner inkluderer de reaksjonene der to komplekse stoffer utveksler deres komponenter. Når det gjelder reaksjon (6), danner de løselige saltene AgNO 3 og KCl, når begge løsningene er slått sammen, et uløselig bunnfall av AgCl-saltet. Samtidig bytter de ut sine bestanddeler - kationer og anioner. Kaliumkationer K+ tilsettes NO 3-anionene, og sølvkationer Ag+ tilsettes Cl-anionene.

Et spesielt, spesielt tilfelle av utvekslingsreaksjoner er nøytraliseringsreaksjonen. Nøytraliseringsreaksjoner inkluderer de reaksjonene der syrer reagerer med baser, noe som resulterer i dannelse av salt og vann. I eksempel (7) reagerer saltsyre HCl med basen Al(OH)3 for å danne saltet AlCl3 og vann. I dette tilfellet byttes aluminiumkationer Al 3+ fra basen ut med Cl - anioner fra syren. Hva skjer til slutt nøytralisering av saltsyre.

Nedbrytningsreaksjoner inkluderer de der to eller flere nye enkle eller komplekse stoffer, men med en enklere sammensetning, dannes fra ett komplekst stoff. Eksempler på reaksjoner inkluderer de i prosessen hvor 1) dekomponeres. Kaliumnitrat(KNO 3) med dannelse av kaliumnitritt (KNO 2) og oksygen (O 2); 2). Kaliumpermanganat(KMnO 4): kaliummanganat (K 2 MnO 4) dannes, manganoksid(MnO 2) og oksygen (O 2); 3). Kalsiumkarbonat eller marmor; i prosessen dannes karbonholdiggass(CO2) og kalsiumoksid(CaO)

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 = CaO + CO 2 (10)

I reaksjon (8) dannes ett kompleks og ett enkelt stoff av et komplekst stoff. I reaksjon (9) er det to komplekse og en enkel. I reaksjon (10) er det to komplekse stoffer, men enklere i sammensetning

Alle klasser av komplekse stoffer er gjenstand for nedbrytning:

1). Oksider: sølvoksid 2Ag 2 O = 4 Ag + O 2 (11)

2). Hydroksyder: jernhydroksid 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (12)

3). Syrer: svovelsyre H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (13)

4). Salter: kalsiumkarbonat CaCO 3 = CaO + CO 2 (14)

5). Organisk materiale: alkoholisk gjæring av glukose

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

I følge en annen klassifisering kan alle kjemiske reaksjoner deles inn i to typer: reaksjoner som frigjør varme kalles eksotermisk, og reaksjoner som oppstår med absorpsjon av varme - endotermisk. Kriteriet for slike prosesser er termisk effekt av reaksjonen. Eksoterme reaksjoner inkluderer som regel oksidasjonsreaksjoner, dvs. interaksjon med oksygen, for eksempel metanforbrenning:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

og til endoterme reaksjoner - dekomponeringsreaksjoner som allerede er gitt ovenfor (11) - (15). Q-tegnet på slutten av ligningen indikerer om varme frigjøres (+Q) eller absorberes (-Q) under reaksjonen:

CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)

Du kan også vurdere alle kjemiske reaksjoner i henhold til typen endring i graden av oksidasjon av elementene som er involvert i deres transformasjoner. For eksempel, i reaksjon (17), endrer ikke elementene som deltar i den oksidasjonstilstanden:

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

Og i reaksjon (16) endrer elementene sine oksidasjonstilstander:

2Mg0 + O20 = 2Mg +20-2

Reaksjoner av denne typen er redoks . De vil bli vurdert separat. For å komponere ligninger for reaksjoner av denne typen, må du bruke halvreaksjonsmetode og søke elektronisk balanseligning.

Etter å ha presentert de ulike typene kjemiske reaksjoner, kan du gå videre til prinsippet om å komponere kjemiske ligninger, eller med andre ord velge koeffisienter på venstre og høyre side.

Mekanismer for å komponere kjemiske ligninger.

Uansett hvilken type en kjemisk reaksjon tilhører, må registreringen (kjemisk ligning) samsvare med betingelsen om at antallet atomer før og etter reaksjonen er likt.

Det er ligninger (17) som ikke krever utjevning, dvs. plassering av koeffisienter. Men i de fleste tilfeller, som i eksemplene (3), (7), (15), er det nødvendig å ta handlinger som tar sikte på å utjevne venstre og høyre side av ligningen. Hvilke prinsipper bør følges i slike tilfeller? Finnes det noe system for å velge odds? Det er, og ikke bare én. Slike systemer inkluderer:

1). Valg av koeffisienter etter gitte formler.

2). Sammenstilling av valenser av reagerende stoffer.

3). Ordning av reagerende stoffer i henhold til oksidasjonstilstander.

I det første tilfellet antas det at vi kjenner formlene til de reagerende stoffene både før og etter reaksjonen. For eksempel gitt følgende ligning:

N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)

Det er generelt akseptert at inntil det er etablert likhet mellom atomene i grunnstoffene før og etter reaksjonen, plasseres ikke likhetstegnet (=) i ligningen, men erstattes av en pil (→). La oss nå komme ned til selve justeringen. På venstre side av ligningen er det 2 nitrogenatomer (N 2) og to oksygenatomer (O 2), og på høyre side er det to nitrogenatomer (N 2) og tre oksygenatomer (O 3). Det er ikke nødvendig å utjevne det når det gjelder antall nitrogenatomer, men når det gjelder oksygen er det nødvendig å oppnå likhet, siden før reaksjonen var det to atomer involvert, og etter reaksjonen var det tre atomer. La oss lage følgende diagram:

før reaksjon etter reaksjon
O 2 O 3

La oss bestemme det minste multiplumet mellom det gitte antallet atomer, det vil være "6".

O 2 O 3
\ 6 /

La oss dele dette tallet på venstre side av oksygenligningen med "2". Vi får tallet "3" og legger det inn i ligningen som skal løses:

N 2 + 3O 2 → N 2 O 3

Vi deler også tallet "6" for høyre side av ligningen med "3". Vi får tallet "2", og legger det også inn i ligningen som skal løses:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Antallet oksygenatomer på både venstre og høyre side av ligningen ble lik, henholdsvis 6 atomer hver:

Men antall nitrogenatomer på begge sider av ligningen vil ikke tilsvare hverandre:

Den venstre har to atomer, den høyre har fire atomer. Derfor, for å oppnå likhet, er det nødvendig å doble mengden nitrogen på venstre side av ligningen, og sette koeffisienten til "2":

Dermed observeres likhet i nitrogen, og generelt har ligningen formen:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Nå i ligningen kan du sette et likhetstegn i stedet for en pil:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

La oss gi et annet eksempel. Følgende reaksjonsligning er gitt:

P + Cl 2 → PCl 5

På venstre side av ligningen er det 1 fosforatom (P) og to kloratomer (Cl 2), og på høyre side er det ett fosforatom (P) og fem oksygenatomer (Cl 5). Det er ikke nødvendig å utjevne det når det gjelder antall fosforatomer, men når det gjelder klor er det nødvendig å oppnå likhet, siden før reaksjonen var det to atomer involvert, og etter reaksjonen var det fem atomer. La oss lage følgende diagram:

før reaksjon etter reaksjon
Cl 2 Cl 5

La oss bestemme det minste multiplumet mellom det gitte antallet atomer, det vil være "10".

Cl 2 Cl 5
\ 10 /

Del dette tallet på venstre side av klorligningen med "2". La oss få tallet "5" og sette det inn i ligningen som skal løses:

P + 5Cl 2 → PCl 5

Vi deler også tallet "10" for høyre side av ligningen med "5". Vi får tallet "2", og legger det også inn i ligningen som skal løses:

P + 5Cl 2 → 2РCl 5

Antallet kloratomer på både venstre og høyre side av ligningen ble lik henholdsvis 10 atomer hver:

Men antall fosforatomer på begge sider av ligningen vil ikke tilsvare hverandre:

Derfor, for å oppnå likhet, er det nødvendig å doble mengden fosfor på venstre side av ligningen ved å sette koeffisienten "2":

Dermed observeres likhet i fosfor, og generelt har ligningen formen:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Når du komponerer ligninger etter valenser må gis valensbestemmelse og angi verdier for de mest kjente elementene. Valens er et av de tidligere brukte konseptene, for tiden i en rekke skoleprogrammer ikke brukt. Men med dens hjelp er det lettere å forklare prinsippene for å lage ligninger for kjemiske reaksjoner. Valence forstås som Antall kjemiske bindinger, som ett eller annet atom kan danne med et annet, eller andre atomer . Valens har ikke et tegn (+ eller -) og er indikert med romertall, vanligvis over symbolene for kjemiske elementer, for eksempel:

Hvor kommer disse verdiene fra? Hvordan bruke dem når du skriver kjemiske ligninger? Numeriske verdier valenser av elementer sammenfaller med deres gruppenummer Periodiske tabell kjemiske elementer av D.I. Mendeleev (tabell 1).

For andre elementer valensverdier kan ha andre verdier, men aldri større enn nummeret til gruppen de befinner seg i. Dessuten, for partallsgruppetall (IV og VI), tar elementenes valenser bare partallsverdier, og for odde kan de ha både partalls- og oddetallsverdier (tabell 2).

Selvfølgelig er det unntak fra valensverdiene for noen elementer, men i hvert enkelt tilfelle er disse punktene vanligvis spesifisert. La oss nå vurdere det generelle prinsippet om å komponere kjemiske ligninger basert på gitte valenser for visse elementer. Oftest er denne metoden akseptabel når det gjelder å utarbeide ligninger for kjemiske reaksjoner av forbindelser av enkle stoffer, for eksempel når de interagerer med oksygen ( oksidasjonsreaksjoner). La oss si at du må vise en oksidasjonsreaksjon aluminium. Men la oss huske at metaller er betegnet med enkeltatomer (Al), og ikke-metaller i gassform er betegnet med indeksene "2" - (O 2). La oss først skrive det generelle reaksjonsskjemaet:

Al + О 2 → AlО

På dette stadiet er det ennå ikke kjent hva riktig stavemåte skal være for aluminiumoksid. Og det er nettopp på dette stadiet at kunnskap om elementenes valenser vil komme oss til hjelp. For aluminium og oksygen, la oss sette dem over den forventede formelen for dette oksydet:

III II
Al O

Etter det, "kryss"-på-kryss for disse elementsymbolene, vil vi sette de tilsvarende indeksene nederst:

III II
Al 2 O 3

Sammensetning av en kjemisk forbindelse Al 2 O 3 bestemt. Det videre diagrammet av reaksjonsligningen vil ha formen:

Al+ O 2 → Al 2 O 3

Alt som gjenstår er å utjevne venstre og høyre del. La oss gå frem på samme måte som når vi komponerer likning (19). La oss utjevne antallet oksygenatomer ved å finne det minste multiplumet:

før reaksjon etter reaksjon

O 2 O 3
\ 6 /

La oss dele dette tallet på venstre side av oksygenligningen med "2". La oss få tallet "3" og sette det inn i ligningen som skal løses. Vi deler også tallet "6" for høyre side av ligningen med "3". Vi får tallet "2", og legger det også inn i ligningen som skal løses:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

For å oppnå likhet i aluminium, er det nødvendig å justere mengden på venstre side av ligningen ved å sette koeffisienten til "4":

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Dermed observeres likhet for aluminium og oksygen, og generelt vil ligningen ta sin endelige form:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)

Ved hjelp av valensmetoden kan du forutsi hvilket stoff som dannes under en kjemisk reaksjon og hvordan formelen vil se ut. La oss anta at forbindelsen reagerte med nitrogen og hydrogen med de tilsvarende valensene III og I. La oss skrive det generelle reaksjonsskjemaet:

N2 + N2 -> NH

For nitrogen og hydrogen, la oss sette valensene over den forventede formelen til denne forbindelsen:

Som før, "kryss"-på-kryss for disse elementsymbolene, la oss sette de tilsvarende indeksene nedenfor:

III I
NH 3

Det videre diagrammet av reaksjonsligningen vil ha formen:

N 2 + N 2 → NH 3

Ringer allerede på kjent måte, gjennom det minste multiplumet for hydrogen lik "6", får vi de nødvendige koeffisientene og ligningen som helhet:

N2 + 3H2 = 2NH3 (23)

Ved sammensetning av ligninger iht oksidasjonstilstander reaktanter, er det nødvendig å huske at oksidasjonstilstanden til et bestemt grunnstoff er antallet elektroner som aksepteres eller gis opp under en kjemisk reaksjon. Oksidasjonstilstand i forbindelser I utgangspunktet faller det numerisk sammen med valensverdiene til elementet. Men de er forskjellige i tegn. For eksempel, for hydrogen, er valensen I, og oksidasjonstilstanden er (+1) eller (-1). For oksygen er valensen II, og oksidasjonstilstanden er -2. For nitrogen er valensene I, II, III, IV, V, og oksidasjonstilstandene er (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , etc. . Oksydasjonstilstandene til elementene som oftest brukes i ligninger er gitt i tabell 3.

Når det gjelder sammensatte reaksjoner, er prinsippet for å kompilere ligninger etter oksidasjonstilstander det samme som når man kompilerer etter valenser. La oss for eksempel gi ligningen for oksidasjonen av klor med oksygen, der klor danner en forbindelse med en oksidasjonstilstand på +7. La oss skrive ned den foreslåtte ligningen:

Cl 2 + O 2 → ClO

La oss plassere oksidasjonstilstandene til de tilsvarende atomene over den foreslåtte forbindelsen ClO:

Som i tidligere saker fastslår vi at det påkrevde sammensatt formel vil ta formen:

7 -2
Cl 2 O 7

Reaksjonsligningen vil ha følgende form:

Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7

Ved å likestille for oksygen, finne det minste multiplumet mellom to og syv, lik "14", etablerer vi til slutt likheten:

2Cl 2 + 7O 2 = 2Cl 2 O 7 (24)

En litt annen metode må brukes med oksidasjonstilstander når man komponerer utvekslings-, nøytraliserings- og substitusjonsreaksjoner. I noen tilfeller er det vanskelig å finne ut: hvilke forbindelser dannes under samspillet mellom komplekse stoffer?

Hvordan finne ut: hva vil skje i reaksjonsprosessen?

Faktisk, hvordan vet du hvilke reaksjonsprodukter som kan oppstå under en bestemt reaksjon? Hva dannes for eksempel når bariumnitrat og kaliumsulfat reagerer?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?

Kanskje BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Eller Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Eller noe annet? Under denne reaksjonen dannes selvfølgelig følgende forbindelser: BaSO 4 og KNO 3. Hvordan er dette kjent? Og hvordan skrive formlene til stoffer riktig? La oss starte med det som oftest blir oversett: selve konseptet "utvekslingsreaksjon." Dette betyr at stoffer i disse reaksjonene endrer sine bestanddeler med hverandre. Siden utvekslingsreaksjoner for det meste utføres mellom baser, syrer eller salter, er delene de vil byttes ut med metallkationer (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), H + ioner eller OH -, anioner - syrerester, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). Generelt kan utvekslingsreaksjonen gis i følgende notasjon:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Hvor Kt1 og Kt2 er metallkationer (1) og (2), og An1 og An2 er deres tilsvarende anioner (1) og (2). I dette tilfellet er det nødvendig å ta hensyn til at i forbindelser før og etter reaksjonen er kationer alltid installert på første plass, og anioner er på andre plass. Derfor, hvis reaksjonen oppstår kaliumklorid Og Sølvnitrat, begge i oppløst tilstand

KCl + AgN03 →

deretter dannes stoffene KNO 3 og AgCl i sin prosess, og den tilsvarende ligningen vil ha formen:

KCl + AgNO3 =KNO3 + AgCl (26)

Under nøytraliseringsreaksjoner vil protoner fra syrer (H +) kombineres med hydroksylanioner (OH -) for å danne vann (H 2 O):

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

Oksydasjonstilstandene til metallkationer og ladningene til anioner av sure rester er angitt i tabellen over løselighet av stoffer (syrer, salter og baser i vann). Den horisontale linjen viser metallkationer, og den vertikale linjen viser anionene til syrerester.

Basert på dette, når man lager en ligning for en utvekslingsreaksjon, er det først nødvendig å etablere på venstre side oksidasjonstilstandene til partiklene som mottar i denne kjemiske prosessen. Du må for eksempel skrive en ligning for interaksjonen mellom kalsiumklorid og natriumkarbonat. La oss lage det første diagrammet for denne reaksjonen:

CaCl + NaC03 →

Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →

Etter å ha utført den allerede kjente "kryss"-på-kryss-handlingen, bestemmer vi de virkelige formlene for utgangsstoffene:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 →

Basert på prinsippet om utveksling av kationer og anioner (25), vil vi etablere foreløpige formler for stoffene som dannes under reaksjonen:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl

La oss plassere de tilsvarende ladningene over deres kationer og anioner:

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

Stoffformler skrevet korrekt, i samsvar med ladningene til kationer og anioner. La oss lage en komplett ligning, som utligner venstre og høyre side for natrium og klor:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2 NaCl (28)

Som et annet eksempel, her er ligningen for nøytraliseringsreaksjonen mellom bariumhydroksid og fosforsyre:

VaON + NPO 4 →

La oss plassere de tilsvarende ladningene over kationene og anionene:

Ba 2+ OH - + H + PO 4 3- →

La oss bestemme de virkelige formlene for startstoffene:

Ba(OH)2 + H3P04 →

Basert på prinsippet om utveksling av kationer og anioner (25), vil vi etablere foreløpige formler for stoffene som dannes under reaksjonen, under hensyntagen til at under en utvekslingsreaksjon må ett av stoffene nødvendigvis være vann:

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

La oss bestemme riktig notasjon for formelen til saltet som ble dannet under reaksjonen:

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

La oss utjevne venstre side av ligningen for barium:

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

Siden på høyre side av ligningen blir ortofosforsyreresten tatt to ganger, (PO 4) 2, så er det på venstre side også nødvendig å doble mengden:

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

Det gjenstår å matche antall hydrogen- og oksygenatomer på høyre side av vannet. Siden det totale antallet hydrogenatomer til venstre er 12, må det til høyre også tilsvare tolv, derfor er det nødvendig før formelen for vann sette koeffisienten"6" (siden vannmolekylet allerede har 2 hydrogenatomer). For oksygen observeres også likhet: til venstre er 14 og til høyre er 14. Så ligningen har korrekt form innganger:

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

Mulighet for kjemiske reaksjoner

Verden består av et stort utvalg av stoffer. Antall varianter av kjemiske reaksjoner mellom dem er også uberegnelig. Men kan vi, etter å ha skrevet denne eller den ligningen på papir, si at en kjemisk reaksjon vil svare til den? Det er en misforståelse at hvis det er riktig sette oddsen i ligningen, så vil det være gjennomførbart i praksis. For eksempel hvis vi tar svovelsyreløsning og legg den i den sink, så kan du observere prosessen med hydrogenutvikling:

Zn+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)

Men hvis kobber slippes i den samme løsningen, vil prosessen med gassutvikling ikke bli observert. Reaksjonen er ikke gjennomførbar.

Cu+ H2SO4 ≠

Hvis konsentrert svovelsyre tas, vil den reagere med kobber:

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

I reaksjon (23) mellom gassene nitrogen og hydrogen, observerer vi termodynamisk likevekt, de. hvor mange molekyler ammoniakk NH 3 dannes per tidsenhet, samme mengde av dem vil spaltes tilbake til nitrogen og hydrogen. Kjemisk likevektsskifte kan oppnås ved å øke trykket og senke temperaturen

N2 + 3H2 = 2NH3

Hvis du tar kaliumhydroksidløsning og hell det på ham natriumsulfatløsning, da vil ingen endringer bli observert, reaksjonen vil ikke være gjennomførbar:

KOH + Na2SO4 ≠

Natriumkloridløsning når den interagerer med brom, vil den ikke danne brom, til tross for at denne reaksjonen kan klassifiseres som en substitusjonsreaksjon:

NaCl + Br2 ≠

Hva er årsakene til slike avvik? Poenget er at det ikke er nok bare å bestemme riktig sammensatte formler, er det nødvendig å kjenne spesifikasjonene til interaksjonen mellom metaller og syrer, dyktig bruke tabellen over løselighet av stoffer, og kjenne reglene for substitusjon i aktivitetsserien av metaller og halogener. Denne artikkelen skisserer bare de mest grunnleggende prinsippene for hvordan tilordne koeffisienter i reaksjonsligninger, Hvordan skrive molekylære ligninger, Hvordan bestemme sammensetningen av en kjemisk forbindelse.

Kjemi, som vitenskap, er ekstremt mangfoldig og mangefasettert. Artikkelen ovenfor gjenspeiler bare en liten del av prosessene som skjer i den virkelige verden. Typer, termokjemiske ligninger, elektrolyse, prosesser med organisk syntese og mye, mye mer. Men mer om det i fremtidige artikler.

nettside, ved kopiering av materiale helt eller delvis, kreves en lenke til kilden.

Kalkulatoren nedenfor er laget for å utjevne kjemiske reaksjoner.

Som kjent er det flere metoder for å utjevne kjemiske reaksjoner:

• Metode for valg av koeffisienter
• Matematisk metode
• Garcia-metoden
• Elektronisk balansemetode
• Elektron-ion-balansemetode (halvreaksjonsmetode)

De to siste brukes til redoksreaksjoner

Denne kalkulatoren bruker matematisk metode- som regel, ved komplekse kjemiske ligninger, er det ganske arbeidskrevende for manuelle beregninger, men det fungerer utmerket hvis datamaskinen beregner alt for deg.

Den matematiske metoden er basert på loven om bevaring av masse. Loven om bevaring av masse sier at mengden materie av hvert element før en reaksjon er lik mengden materie av hvert element etter reaksjonen. Dermed må venstre og høyre side av en kjemisk ligning ha samme antall atomer av et bestemt grunnstoff. Dette gjør det mulig å balansere likningene til alle reaksjoner (inkludert redoks). For å gjøre dette er det nødvendig å skrive ned reaksjonsligningen i generell form, basert på materialbalanse (likhet mellom masser av en viss kjemisk element i de opprinnelige og resulterende stoffene) lage et system med matematiske ligninger og løse det.

La oss se på denne metoden ved å bruke et eksempel:

La den kjemiske reaksjonen gis:

La oss betegne de ukjente koeffisientene:

La oss lage ligninger for antall atomer til hvert element som deltar i en kjemisk reaksjon:
For Fe:
For Cl:
For Na:
For P:
For O:

La oss skrive dem i form av et generelt system:

I i dette tilfellet vi har fem likninger for fire ukjente, og den femte kan fås ved å multiplisere den fjerde med fire, slik at den trygt kan forkastes.

La oss omskrive dette systemet med lineære algebraiske ligninger i form av en matrise:

Dette systemet kan løses ved hjelp av Gauss-metoden. Egentlig vil det ikke alltid være så heldig at antall ligninger vil falle sammen med antall ukjente. Det fine med Gauss-metoden er imidlertid at den lar deg løse systemer med et hvilket som helst antall ligninger og ukjente. En kalkulator ble skrevet spesielt for dette formålet Løse et system av lineære ligninger ved hjelp av Gauss-metoden med å finne en generell løsning, som brukes til å utjevne kjemiske reaksjoner.
Det vil si at kalkulatoren nedenfor analyserer reaksjonsformelen, kompilerer SLAE og sender den til kalkulatoren på lenken over, som løser SLAE ved hjelp av Gauss-metoden. Løsningen brukes deretter til å vise den balanserte ligningen.

Kjemiske grunnstoffer skal skrives slik de er skrevet i det periodiske systemet, dvs. ta hensyn til store og små bokstaver (Na3PO4 - riktig, na3po4 - feil).