Jak se naučit psát chemické rovnice. Jak umístit koeficienty do chemických rovnic

Pojďme se bavit o tom, jak vytvořit chemickou rovnici, protože jsou hlavními prvky této disciplíny. Díky hlubokému pochopení všech vzorců interakcí a látek je můžete ovládat a aplikovat v různých oblastech činnosti.

Teoretické rysy

Sestavování chemických rovnic je důležitá a zodpovědná etapa, o které se uvažuje v osmém ročníku středních škol. Co by mělo této fázi předcházet? Než učitel řekne svým žákům, jak vytvořit chemickou rovnici, je důležité seznámit školáky s pojmem „valence“ a naučit je určovat tuto hodnotu pro kovy a nekovy pomocí periodické tabulky prvků.

Sestavování binárních vzorců podle valence

Abyste pochopili, jak vytvořit chemickou rovnici pomocí valence, musíte se nejprve naučit, jak vytvořit vzorce pro sloučeniny sestávající ze dvou prvků pomocí valence. Navrhujeme algoritmus, který vám pomůže tento úkol zvládnout. Například musíte vytvořit vzorec pro oxid sodný.

Za prvé, je důležité vzít v úvahu, že chemický prvek, který je uveden jako poslední v názvu, by měl být ve vzorci na prvním místě. V našem případě bude sodík ve vzorci zapsán jako první, kyslík jako druhý. Připomeňme, že oxidy jsou binární sloučeniny, ve kterých posledním (druhým) prvkem musí být kyslík s oxidačním stavem -2 (valence 2). Dále je nutné pomocí periodické tabulky určit valenci každého ze dvou prvků. K tomu používáme určitá pravidla.

Vzhledem k tomu, že sodík je kov, který se nachází v hlavní podskupině skupiny 1, jeho valence je konstantní hodnota, je rovna I.

Kyslík je nekov, protože je posledním v oxidu; pro určení jeho valence odečteme 6 od osmi (počet skupin) (skupina, ve které se nachází kyslík), získáme, že valence kyslíku je II.

Mezi určitými valencemi najdeme nejmenší společný násobek, který pak vydělíme valenci každého z prvků, abychom získali jejich indexy. Hotový vzorec Na 2 O zapíšeme.

Návod na sestavení rovnice

Nyní si povíme podrobněji, jak napsat chemickou rovnici. Nejprve se podívejme na teoretické aspekty, poté přejdeme ke konkrétním příkladům. Sestavení chemických rovnic tedy předpokládá určitý postup.

• 1. etapa. Po přečtení navrhované úlohy musíte určit, které chemikálie by měly být přítomny na levé straně rovnice. Mezi původní komponenty je umístěn znak „+“.
• 2. etapa. Za rovnítkem musíte vytvořit vzorec pro reakční produkt. Při provádění takových akcí budete potřebovat algoritmus pro skládání vzorců pro binární sloučeniny, o kterém jsme hovořili výše.
• 3. etapa. Kontrolujeme počet atomů každého prvku před a po chemické interakci, v případě potřeby dáme před vzorce další koeficienty.

Příklad spalovací reakce

Zkusme přijít na to, jak vytvořit chemickou rovnici pro spalování hořčíku pomocí algoritmu. Na levou stranu rovnice napíšeme součet hořčíku a kyslíku. Nezapomeňte, že kyslík je dvouatomová molekula, proto musí mít index 2. Za rovnítkem skládáme vzorec pro produkt získaný po reakci. Bude to, ve kterém je hořčík napsán jako první a kyslík jako druhý ve vzorci. Dále pomocí tabulky chemických prvků určíme valence. Hořčík, který je ve skupině 2 (hlavní podskupina), má konstantní valenci II, pro kyslík odečtením 8 - 6 získáme i valenci II.

Záznam procesu bude vypadat takto: Mg+O 2 =MgO.

Aby rovnice vyhovovala zákonu zachování hmotnosti látek, je nutné uspořádat koeficienty. Nejprve zkontrolujeme množství kyslíku před reakcí, po dokončení procesu. Protože byly 2 atomy kyslíku, ale vznikl pouze jeden, je třeba na pravou stranu před vzorec oxidu hořečnatého přidat koeficient 2. Dále spočítáme počet atomů hořčíku před a po procesu. V důsledku interakce bylo získáno 2 hořčík, proto je na levé straně před jednoduchou látkou hořčík také vyžadován koeficient 2.

Konečný typ reakce: 2Mg+02 = 2MgO.

Příklad substituční reakce

Jakékoli chemické shrnutí obsahuje popis různých typů interakcí.

Na rozdíl od sloučeniny budou při substituci dvě látky na levé i pravé straně rovnice. Řekněme, že potřebujeme napsat reakci interakce mezi zinkem a Použijeme standardní zápisový algoritmus. Nejprve na levé straně zapíšeme přes součet zinek a kyselinu chlorovodíkovou a na pravou stranu zapíšeme vzorce pro výsledné reakční produkty. Vzhledem k tomu, že zinek se v elektrochemické napěťové řadě kovů nachází před vodíkem, vytěsňuje při tomto procesu molekulární vodík z kyseliny a tvoří chlorid zinečnatý. V důsledku toho dostaneme následující záznam: Zn+HCL=ZnCl2 +H2.

Nyní přejdeme k vyrovnání počtu atomů každého prvku. Vzhledem k tomu, že na levé straně chloru byl jeden atom a po interakci byly dva, je nutné před vzorec kyseliny chlorovodíkové dát faktor 2.

Výsledkem je hotová reakční rovnice odpovídající zákonu zachování hmotnosti látek: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Závěr

Typická chemická poznámka nutně obsahuje několik chemických transformací. Ani jeden oddíl této vědy se neomezuje na prostý slovní popis přeměn, procesů rozpouštění, vypařování, vše je nutně potvrzeno rovnicemi. Specifičnost chemie spočívá v tom, že všechny procesy, ke kterým dochází mezi různými anorganickými nebo organickými látkami, lze popsat pomocí koeficientů a indexů.

Čím se ještě chemie liší od ostatních věd? Chemické rovnice pomáhají nejen popsat transformace, ke kterým dochází, ale také na jejich základě provádět kvantitativní výpočty, díky kterým je možné provádět laboratorní i průmyslovou výrobu různých látek.

Reakční rovnice v chemii je záznam chemického procesu pomocí chemických vzorců a matematických symbolů.

Tento zápis je diagramem chemické reakce. Když se objeví znak "=", nazývá se "rovnice". Zkusme to vyřešit.

Příklad analýzy jednoduchých reakcí

Ve vápníku je jeden atom, protože koeficient nestojí za to. Index se zde také nepíše, což znamená jeden. Na pravé straně rovnice je Ca také jedna. Nepotřebujeme pracovat na vápníku.

Podívejme se na další prvek – kyslík. Index 2 udává, že existují 2 kyslíkové ionty. Na pravé straně nejsou žádné indexy, tedy jedna částice kyslíku, a na levé straně jsou 2 částice. Co to děláme? V chemickém vzorci nelze provádět žádné další indexy nebo opravy, protože je napsán správně.

Koeficienty jsou to, co je napsáno před nejmenší částí. Mají právo na změnu. Pro usnadnění nepřepisujeme samotný vzorec. Na pravé straně vynásobíme jedna 2, abychom tam dostali 2 kyslíkové ionty.

Po nastavení koeficientu jsme dostali 2 atomy vápníku. Na levé straně je pouze jeden. To znamená, že nyní musíme dát 2 před vápník.

Nyní zkontrolujeme výsledek. Pokud je počet atomů prvku na obou stranách stejný, můžeme dát znaménko „rovná se“.

Další jasný příklad: vlevo jsou dva vodíky a za šipkou máme také dva vodíky.

• Před šipkou jsou dva kyslíky, ale za šipkou nejsou žádné indexy, což znamená, že je jeden.
• Vlevo je více a vpravo méně.
• Koeficient 2 dáme před vodu.

Vynásobili jsme celý vzorec 2 a nyní se množství vodíku změnilo. Vynásobíme index koeficientem a dostaneme 4. A na levé straně zbývají dva atomy vodíku. A abychom dostali 4, musíme vodík vynásobit dvěma.

To je případ, kdy je prvek v jednom a druhém vzorci na stejné straně až k šipce.

Jeden iont síry vlevo a jeden iont vpravo. Dvě částice kyslíku plus dvě částice kyslíku. To znamená, že na levé straně jsou 4 kyslíky. Vpravo jsou 3 kyslíky. To znamená, že na jedné straně je sudý počet atomů a na druhé lichý počet. Vynásobíme-li liché číslo dvakrát, dostaneme sudé číslo. Nejprve ji přivedeme na rovnoměrnou hodnotu. Chcete-li to provést, vynásobte celý vzorec za šipkou dvěma. Po vynásobení získáme šest iontů kyslíku a také 2 atomy síry. Vlevo máme jednu mikročástici síry. Teď to vyrovnáme. Rovnice jsme umístili vlevo před šedou 2.

Volal.

Komplexní reakce

Tento příklad je složitější, protože prvků hmoty je více.

Toto se nazývá neutralizační reakce. Co je zde potřeba nejprve vyrovnat:

• Na levé straně je jeden atom sodíku.
• Na pravé straně index říká, že jsou 2 sodík.

Závěr naznačuje, že musíte vynásobit celý vzorec dvěma.

Nyní se podívejme, kolik je tam síry. Jeden na levé a pravé straně. Dávejme pozor na kyslík. Na levé straně máme 6 atomů kyslíku. Na druhou stranu - 5. Méně vpravo, více vlevo. Liché číslo musí být převedeno na sudé číslo. Za tímto účelem vynásobíme vzorec vody 2, to znamená, že z jednoho atomu kyslíku uděláme 2.

Nyní je na pravé straně již 6 atomů kyslíku. Na levé straně je také 6 atomů. Zkontrolujeme vodík. Dva atomy vodíku a další 2 atomy vodíku. Na levé straně tedy budou čtyři atomy vodíku. A na druhé straně jsou také čtyři atomy vodíku. Všechny prvky jsou si rovny. Dáme rovnítko.

Další příklad.

Zde je příklad zajímavý, protože se objevují závorky. Říká se, že pokud je faktor za závorkami, pak se jím násobí každý prvek v závorce. Musíte začít s dusíkem, protože je ho méně než kyslíku a vodíku. Vlevo je jeden dusík a vpravo, s přihlédnutím k závorkám, jsou dva.

Napravo jsou dva atomy vodíku, ale jsou potřeba čtyři. Z toho se dostaneme tak, že vodu jednoduše vynásobíme dvěma, čímž vzniknou čtyři vodíky. Skvělé, vodík se vyrovnal. Zbývá kyslík. Před reakcí je 8 atomů, po - také 8.

Skvělé, všechny prvky jsou si rovny, můžeme nastavit „rovné“.

Poslední příklad.

Další na řadě je baryum. Je vyrovnán, nemusíte se ho dotýkat. Před reakcí jsou dva chlory, po ní už jen jeden. Co je potřeba udělat? Po reakci umístěte 2 před chlór.

Nyní, díky právě nastavenému koeficientu, jsme po reakci dostali dva sodíky a před reakcí také dva. Skvělé, všechno ostatní je vyrovnané.

Reakce můžete také vyrovnat pomocí metody elektronického vyvážení. Tato metoda má řadu pravidel, podle kterých ji lze implementovat. Dalším krokem je uspořádat oxidační stavy všech prvků v každé látce, abychom pochopili, kde došlo k oxidaci a kde k redukci.

Zpět dopředu

Pozornost! Náhledy snímků mají pouze informativní charakter a nemusí představovat všechny funkce prezentace. Pokud vás tato práce zaujala, stáhněte si prosím plnou verzi.

Účel lekce: pomoci studentům rozvíjet znalosti chemické rovnice jako podmíněného záznamu chemické reakce pomocí chemických vzorců.

úkoly:

Vzdělávací:

• systematizovat dříve prostudovaný materiál;
• naučit schopnost sestavovat rovnice chemických reakcí.

Vzdělávací:

• rozvíjet komunikační dovednosti (práce ve dvojicích, schopnost naslouchat a slyšet).

Vzdělávací:

• rozvíjet vzdělávací a organizační dovednosti zaměřené na splnění úkolu;
• rozvíjet schopnosti analytického myšlení.

Typ lekce: kombinovaný.

Zařízení: počítač, multimediální projektor, plátno, hodnotící archy, reflexní karta, „sada chemických symbolů“, zápisník s potištěnou základnou, činidla: hydroxid sodný, chlorid železitý, lihová lampa, držák, zápalky, papír Whatman, vícebarevná chemikálie symboly.

Prezentace lekce (příloha 3)

Struktura lekce.

já Organizace času.
II. Aktualizace znalostí a dovedností.
III. Motivace a stanovení cílů.
IV. Učení nového materiálu:
4.1 spalovací reakce hliníku v kyslíku;
4.2 rozkladná reakce hydroxidu železitého;
4.3 algoritmus pro uspořádání koeficientů;
4,4 minuty relaxace;
4.5 nastavit koeficienty;
V. Upevňování získaných znalostí.
VI. Shrnutí lekce a klasifikace.
VII. Domácí práce.
VIII. Závěrečná slova učitele.

Během vyučování

Chemická podstata komplexní částice
určuje povaha elementární
komponenty,
jejich počet a
chemická struktura.
D.I.Mendělejev

Učitel. Ahoj hoši. Sedni si.
Pozor: na stole máte vytištěný sešit. (Příloha 2), ve kterém budete dnes pracovat, a výsledkovou listinu, do které budete zaznamenávat své úspěchy, podepište.

Učitel. Seznámili jsme se s fyzikálními a chemickými jevy, chemickými reakcemi a známkami jejich výskytu. Studovali jsme zákon zachování hmotnosti látek.
Pojďme si otestovat své znalosti. Navrhuji, abyste otevřeli vytištěné sešity a dokončili úkol 1. Na dokončení úkolu máte 5 minut.

1. Jak se chemické reakce liší od fyzikálních jevů?

1. Změna tvaru a stavu agregace látky.
2. Tvorba nových látek.
3. Změna místa.

2. Jaké jsou příznaky chemické reakce?

3. Podle jakého zákona se sestavují rovnice chemických reakcí?

1. Zákon stálosti složení hmoty.
2. Zákon zachování hmotnosti hmoty.
3. Periodický zákon.
4. Zákon dynamiky.
5. Zákon univerzální gravitace.

4. Objevený zákon zachování hmoty hmoty:

1. DI. Mendělejev.
2. C. Darwin.
3. M.V. Lomonosov.
4. I. Newton.
5. A.I. Butlerov.

5. Chemická rovnice se nazývá:

Učitel. Udělal jsi práci. Doporučuji vám to zkontrolovat. Vyměňte sešity a vzájemně se kontrolujte. Pozor na obrazovku. Za každou správnou odpověď - 1 bod. Na hodnotících listech uveďte celkový počet bodů.

Učitel. S využitím těchto znalostí dnes sestavíme rovnice chemických reakcí a odhalíme problém „Je zákon zachování hmotnosti látek základem pro sestavení rovnic chemických reakcí“

Učitel. Jsme zvyklí si myslet, že rovnice je matematický příklad, kde existuje neznámá a tuto neznámou je třeba vypočítat. Ale v chemických rovnicích většinou není nic neznámého: vše se do nich jednoduše zapíše pomocí vzorců: které látky reagují a které se při této reakci získávají. Podívejme se na zkušenosti.

(Reakce sloučeniny síry a železa.) Příloha 3

Učitel. Z hlediska hmotnosti látek je reakční rovnice pro sloučeninu železa a síry chápána následovně

Železo + síra → sulfid železitý (úkol 2 tpo)

Ale v chemii se slova odrážejí chemickými znaky. Napište tuto rovnici pomocí chemických značek.

Fe + S → FeS

(Jeden student píše na tabuli, zbytek v TVET.)

Učitel. Teď si to přečtěte.
Studenti. Molekula železa interaguje s molekulou síry za vzniku jedné molekuly sulfidu železa (II).
Učitel. V této reakci vidíme, že množství výchozích látek se rovná množství látek v reakčním produktu.
Vždy musíme pamatovat na to, že při sestavování reakčních rovnic by se neměl ztratit ani nečekaně objevit jediný atom. Proto někdy po zapsání všech vzorců do reakční rovnice musíte vyrovnat počet atomů v každé části rovnice - nastavit koeficienty. Podívejme se na další experiment

(Spalování hliníku v kyslíku.) Příloha 4

Učitel. Napišme rovnici chemické reakce (úloha 3 v TPO)

Al + O 2 → Al + 3 O -2

Abyste správně napsali vzorec oxidu, pamatujte si to

Studenti. Kyslík v oxidech má oxidační stav -2, hliník je chemický prvek s konstantním oxidačním stavem +3. LCM = 6

Al + O 2 → A 2O 3

Učitel. Vidíme, že do reakce vstupuje 1 atom hliníku, vznikají dva atomy hliníku. Vstupují dva atomy kyslíku, vznikají tři atomy kyslíku.
Jednoduché a krásné, ale nerespektující zákon zachování hmotnosti látek – je to jiné před a po reakci.
Proto musíme v této rovnici chemické reakce uspořádat koeficienty. Abychom to udělali, najdeme LCM pro kyslík.

Studenti. LCM = 6

Učitel. Před vzorce pro kyslík a oxid hlinitý dáme koeficienty tak, aby počet atomů kyslíku vlevo a vpravo byl roven 6.

Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

Učitel. Nyní zjistíme, že v důsledku reakce vznikají čtyři atomy hliníku. Proto před atom hliníku na levé straně vložíme koeficient 4

Spočítejme ještě jednou všechny atomy před a po reakci. Vsadili jsme stejně.

4Al + 3O 2_ = 2 Al 2O 3

Učitel. Podívejme se na další příklad

(Učitel předvádí pokus o rozkladu hydroxidu železitého.)

Fe(OH)3 → Fe203 + H20

Učitel. Uspořádejme koeficienty. Jeden atom železa reaguje a vznikají dva atomy železa. Proto před vzorec hydroxidu železa (3) dáme koeficient 2.

Učitel. Zjistíme, že do reakce vstupuje 6 atomů vodíku (2x3), vznikají 2 atomy vodíku.

Studenti. NOC = 6. 6/2 = 3. Proto nastavíme koeficient 3 pro vzorec vody

2Fe(OH)3 -> Fe203 + 3 H20

Učitel. Počítáme kyslík.

Studenti. Vlevo – 2x3 =6; vpravo – 3+3 = 6

Studenti. Počet atomů kyslíku, které vstoupily do reakce, se rovná počtu atomů kyslíku vytvořených během reakce. Můžete sázet stejně.

2Fe(OH)3 = Fe203 + 3 H20

Učitel. Nyní shrňme vše, co bylo řečeno dříve, a seznámíme se s algoritmem pro uspořádání koeficientů v rovnicích chemických reakcí.

Učitel. Tvrdě jste pracovali a pravděpodobně jste unavení. Navrhuji, abyste se uvolnili, zavřete oči a vzpomněli si na některé příjemné okamžiky v životě. Pro každého z vás jsou jiné. Nyní otevřete oči a provádějte s nimi krouživé pohyby, nejprve ve směru hodinových ručiček, poté proti směru hodinových ručiček. Nyní intenzivně pohybujte očima vodorovně: vpravo - vlevo a vertikálně: nahoru - dolů.
Nyní aktivujme svou mentální aktivitu a masírujme si ušní lalůčky.

Učitel. Pokračujeme v práci.
V tištěných sešitech splníme úkol 5. Budete pracovat ve dvojicích. Musíte umístit koeficienty do rovnic chemických reakcí. Na dokončení úkolu máte 10 minut.

• P + Cl2 ->PCI 5
• Na + S → Na2S
• HCl + Mg →MgCl2 + H 2
• N2 + H2 ->NH 3
• H20 → H2 + O 2

Učitel. Zkontrolujeme dokončení úkolu ( učitel se ptá a zobrazuje správné odpovědi na snímku). Za každý správně nastavený koeficient - 1 bod.
Dokončili jste úkol. Výborně!

Učitel. Nyní se vraťme k našemu problému.
Chlapi, co myslíte, je zákon zachování hmotnosti látek základem pro sestavování rovnic chemických reakcí?

Studenti. Ano, během hodiny jsme dokázali, že zákon zachování hmotnosti látek je základem pro sestavení rovnic chemických reakcí.

Učitel. Prostudovali jsme všechny hlavní problémy. Nyní si udělejme krátký test, který vám umožní zjistit, jak jste dané téma zvládli. Měli byste odpovědět pouze „ano“ nebo „ne“. Na práci máte 3 minuty.

Výpisy.

1. V reakci Ca + Cl 2 → CaCl 2 nejsou koeficienty potřeba.(Ano)
2. Při reakci Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 je koeficient pro zinek 2. (Ne)
3. Při reakci Ca + O 2 → CaO je koeficient pro oxid vápenatý 2.(Ano)
4. V reakci CH 4 → C + H 2 nejsou potřeba žádné koeficienty.(Ne)
5. Při reakci CuO + H 2 → Cu + H 2 O je koeficient pro měď 2. (Ne)
6. Při reakci C + O 2 → CO musí být oxid uhelnatý (II) i uhlík přiřazen koeficient 2. (Ano)
7. Při reakci CuCl 2 + Fe → Cu + FeCl 2 nejsou potřeba žádné koeficienty.(Ano)

Učitel. Zkontrolujeme postup práce. Za každou správnou odpověď - 1 bod.

Učitel. Odvedl si dobrou práci. Nyní si spočítejte celkový počet bodů za lekci a dejte si známku podle hodnocení, které vidíte na obrazovce. Dejte mi své hodnotící listy, abyste mohli zapsat svou známku do deníku.

Učitel. Skončila naše hodina, při které jsme mohli dokázat, že zákon zachování hmotnosti látek je základem pro skládání reakčních rovnic, a naučili jsme se skládat rovnice chemické reakce. A jako poslední bod si napište svůj domácí úkol

§ 27, ex. 1 – pro ty, kteří obdrželi hodnocení „3“
např. 2 – pro ty, kteří obdrželi hodnocení „4“
např. 3 – pro ty, kteří obdrželi hodnocení“5”

Učitel. Děkuji za lekci. Než ale opustíte kancelář, věnujte pozornost stolu (učitel ukáže na kus papíru Whatman s obrázkem tabulky a různobarevnými chemickými symboly). Vidíte chemické známky různých barev. Každá barva symbolizuje vaši náladu.. Navrhuji, abyste si vytvořili vlastní tabulku chemických prvků (bude se lišit od PSHE D.I. Mendělejeva) - tabulku nálady lekce. Chcete-li to provést, musíte přejít na notový záznam, vzít jeden chemický prvek podle charakteristiky, kterou vidíte na obrazovce, a připojit jej k buňce stolu. Nejprve to udělám tím, že vám ukážu, jak pohodlně s vámi pracuji.

V lekci 13 "" z kurzu " Chemie pro figuríny» zvážit, proč jsou potřebné chemické rovnice; Pojďme se naučit, jak vyrovnat chemické reakce správným uspořádáním koeficientů. Tato lekce bude vyžadovat, abyste znali základní chemii z předchozích lekcí. Nezapomeňte si přečíst o elementární analýze, abyste se do hloubky podívali na empirické vzorce a chemickou analýzu.

V důsledku spalovací reakce methanu CH 4 v kyslíku O 2 vzniká oxid uhličitý CO 2 a voda H 2 O. Tuto reakci lze popsat chemická rovnice:

• CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

Zkusme z chemické rovnice vydolovat více informací než pouhou indikaci produkty a činidla reakce. Chemická rovnice (1) je NEúplná, a proto neposkytuje žádnou informaci o tom, kolik molekul O 2 je spotřebováno na 1 molekulu CH 4 a kolik molekul CO 2 a H2O je výsledkem toho. Pokud však před odpovídající molekulární vzorce zapíšeme číselné koeficienty, které udávají, kolik molekul každého typu se účastní reakce, dostaneme kompletní chemická rovnice reakce.

Abyste dokončili složení chemické rovnice (1), musíte si zapamatovat jedno jednoduché pravidlo: levá a pravá strana rovnice musí obsahovat stejný počet atomů každého typu, protože během chemické reakce nevznikají žádné nové atomy. vytvořené a stávající nejsou zničeny. Toto pravidlo vychází ze zákona zachování hmoty, o kterém jsme hovořili na začátku kapitoly.

Je to nutné k získání úplné rovnice z jednoduché chemické rovnice. Pojďme tedy ke skutečné rovnici reakce (1): podívejme se znovu na chemickou rovnici, přesně na atomy a molekuly na pravé a levé straně. Je snadné vidět, že reakce zahrnuje tři typy atomů: uhlík C, vodík H a kyslík O. Spočítejme a porovnejme počet atomů každého typu na pravé a levé straně chemické rovnice.

Začněme karbonem. Na levé straně je jeden atom C součástí molekuly CH4 a na pravé straně je jeden atom C součástí CO2. Na levé a pravé straně je tedy počet atomů uhlíku stejný, takže to necháme být. Ale pro jasnost dáme před molekuly s uhlíkem koeficient 1, i když to není nutné:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)

Poté přejdeme k počítání atomů vodíku H. Na levé straně jsou v molekule CH 4 4 atomy H (v kvantitativním smyslu H 4 = 4H) a na pravé straně jsou v molekule CH 4 pouze 2 atomy H. molekula H 2 O, což je dvakrát méně než na levé straně chemické rovnice (2). Pojďme vyrovnat! Za tímto účelem dáme před molekulu H 2 O koeficient 2. Nyní budeme mít 4 molekuly vodíku H v reaktantech i produktech:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2O (3)

Vezměte prosím na vědomí, že koeficient 2, který jsme napsali před molekulu vody H 2 O, abychom vyrovnali vodík H, se 2krát zvýší o všechny atomy obsažené v jeho složení, tj. 2H 2 O znamená 4H a 2O. Dobře, zdá se, že jsme to vyřešili, zbývá jen spočítat a porovnat počet atomů kyslíku O v chemické rovnici (3). Okamžitě vás upoutá, že na levé straně je přesně 2krát méně atomů O než na pravé. Nyní již víte, jak vyrovnat chemické rovnice sami, takže okamžitě zapíšu konečný výsledek:

• 1CH4 + 2O2 → 1CO2 + 2H20 nebo CH4 + 2O2 → CO2 + 2H20 (4)

Jak vidíte, vyrovnávání chemických reakcí není tak složitá věc a není zde důležitá chemie, ale matematika. Rovnice (4) se nazývá úplná rovnice chemická reakce, protože se řídí zákonem zachování hmoty, tzn. počet atomů každého typu, které vstoupí do reakce, se přesně shoduje s počtem atomů tohoto typu po dokončení reakce. Každá strana této kompletní chemické rovnice obsahuje 1 atom uhlíku, 4 atomy vodíku a 4 atomy kyslíku. Vyplatí se však pochopit několik důležitých bodů: chemická reakce je složitá posloupnost jednotlivých mezistupňů, a proto například rovnici (4) nelze interpretovat v tom smyslu, že 1 molekula metanu se musí současně srazit se 2 kyslíky. molekul. Procesy probíhající při tvorbě reakčních produktů jsou mnohem složitější. Druhý bod: úplná rovnice reakce nám neříká nic o jejím molekulárním mechanismu, tedy o posloupnosti dějů, ke kterým na molekulární úrovni dochází při jejím průběhu.

Koeficienty v rovnicích chemických reakcí

Další názorná ukázka, jak se správně zařídit šance v rovnicích chemických reakcí: Trinitrotoluen (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 se energicky slučuje s kyslíkem za vzniku H 2 O, CO 2 a N 2. Zapišme si reakční rovnici, kterou budeme vyrovnávat:

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

Je snazší sestavit úplnou rovnici založenou na dvou molekulách TNT, protože levá strana obsahuje lichý počet atomů vodíku a dusíku a pravá strana obsahuje sudé číslo:

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

Pak je jasné, že 14 atomů uhlíku, 10 atomů vodíku a 6 atomů dusíku se musí změnit na 14 molekul oxidu uhličitého, 5 molekul vody a 3 molekuly dusíku:

• 2C7H5N3O6 + O2 → 14CO2 + 5H20 + 3N2 (7)

Nyní obě části obsahují stejný počet všech atomů kromě kyslíku. Z 33 atomů kyslíku přítomných na pravé straně rovnice je 12 dodáváno dvěma původními molekulami TNT a zbývajících 21 musí být dodáváno 10,5 molekulami O2. Kompletní chemická rovnice tedy bude vypadat takto:

• 2C7H5N3O6 + 10,502 → 14CO2 + 5H20 + 3N2 (8)

Obě strany můžete vynásobit 2 a zbavit se neceločíselného koeficientu 10,5:

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

Ale nemusíte to dělat, protože všechny koeficienty rovnice nemusí být celá čísla. Ještě správnější by bylo vytvořit rovnici založenou na jedné molekule TNT:

• C7H5N3O6 + 5,2502 → 7CO2 + 2,5H20 + 1,5N2 (10)

Kompletní chemická rovnice (9) obsahuje mnoho informací. Nejprve uvádí výchozí látky - činidel, a produkty reakce. Navíc ukazuje, že během reakce jsou všechny atomy každého typu jednotlivě zachovány. Pokud obě strany rovnice (9) vynásobíme Avogadrovým číslem N A = 6,022 10 23, můžeme konstatovat, že 4 moly TNT reagují s 21 moly O 2 za vzniku 28 molů CO 2, 10 molů H 2 O a 6 mol N2.

Je tu ještě jeden trik. Pomocí periodické tabulky určíme molekulové hmotnosti všech těchto látek:

• C7H5N3O6 = 227,13 g/mol
• O2 = 31,999 g/mol
• CO2 = 44,010 g/mol
• H20 = 18,015 g/mol
• N2 = 28,013 g/mol

Nyní rovnice 9 také ukáže, že 4 227,13 g = 908,52 g TNT vyžaduje 21 31,999 g = 671,98 g kyslíku k dokončení reakce a ve výsledku se vytvoří 28 44,010 g = 1232,3 g C02, 10 · 18,01 = 10 · 18,01 g H20 a 6-28,013 g = 168,08 g N2. Zkontrolujeme, zda je v této reakci splněn zákon zachování hmoty:

Jednotlivé molekuly se ale nemusí nutně účastnit chemické reakce. Například reakce vápence CaCO3 a kyseliny chlorovodíkové HCl za vzniku vodného roztoku chloridu vápenatého CaCl2 a oxidu uhličitého CO2:

• CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H20 (11)

Chemická rovnice (11) popisuje reakci uhličitanu vápenatého CaCO 3 (vápenec) a kyseliny chlorovodíkové HCl za vzniku vodného roztoku chloridu vápenatého CaCl 2 a oxidu uhličitého CO 2. Tato rovnice je úplná, protože počet atomů každého typu na levé a pravé straně je stejný.

Význam této rovnice je makroskopická (molární) úroveň je následující: 1 mol nebo 100,09 g CaC03 vyžaduje 2 moly nebo 72,92 g HCl k dokončení reakce, což vede k 1 molu CaCl2 (110,99 g/mol), CO2 (44,01 g/mol) a H2 O (18,02 g/mol). Z těchto číselných údajů je snadné ověřit, že zákon zachování hmoty je v této reakci splněn.

Interpretace rovnice (11) na mikroskopické (molekulární) úrovni není tak zřejmé, protože uhličitan vápenatý je sůl, nikoli molekulární sloučenina, a proto chemickou rovnici (11) nelze chápat v tom smyslu, že 1 molekula uhličitanu vápenatého CaCO 3 reaguje se 2 molekulami HCl. Navíc molekula HCl v roztoku obecně disociuje (rozpadá se) na ionty H + a Cl -. Přesnější popis toho, co se děje při této reakci na molekulární úrovni, je tedy dán rovnicí:

• CaC03 (sol.) + 2H + (vod.) → Ca2+ (vod.) + CO2 (g.) + H20 (1.) (12)

Zde je fyzikální stav každého typu částic stručně uveden v závorkách ( televize- tvrdý, aq.- hydratovaný iont ve vodném roztoku, G.- plyn, a.- kapalina).

Rovnice (12) ukazuje, že pevný CaCO 3 reaguje se dvěma hydratovanými ionty H + za vzniku kladného iontu Ca 2+, CO 2 a H 2 O. Rovnice (12), stejně jako jiné úplné chemické rovnice, nedává představu ​​​​​​​reakce molekulárního mechanismu a je méně vhodný pro počítání množství látek, poskytuje však lepší popis toho, co se děje na mikroskopické úrovni.

Posilte své znalosti skládání chemických rovnic tím, že si sami projdete příklad s řešením:

Doufám z lekce 13" Psaní chemických rovnic„Naučil ses něco nového pro sebe. Pokud máte nějaké dotazy, napište je do komentářů.

Reakce mezi různými typy chemických látek a prvků jsou jedním z hlavních předmětů studia chemie. Abyste pochopili, jak vytvořit reakční rovnici a použít je pro své vlastní účely, potřebujete poměrně hluboké pochopení všech zákonitostí v interakci látek a také procesů s chemickými reakcemi.

Psaní rovnic

Jedním ze způsobů, jak vyjádřit chemickou reakci, je chemická rovnice. Zaznamenává vzorec výchozí látky a produktu, koeficienty, které ukazují, kolik molekul má každá látka. Všechny známé chemické reakce jsou rozděleny do čtyř typů: substituce, kombinace, výměna a rozklad. Mezi ně patří: redoxní, exogenní, iontové, reverzibilní, nevratné atd.

Zjistěte více o tom, jak psát rovnice pro chemické reakce:

1. Je nutné určit název látek, které se při reakci vzájemně ovlivňují. Napíšeme je na levou stranu naší rovnice. Jako příklad uveďme chemickou reakci, která vznikla mezi kyselinou sírovou a hliníkem. Nalevo umístíme činidla: H2SO4 + Al. Dále napíšeme rovnítko. V chemii se můžete setkat se znakem „šipka“, který ukazuje doprava, nebo se dvěma šipkami směřujícími v opačných směrech, znamenají „reverzibilitu“. Výsledkem interakce kovu a kyseliny je sůl a vodík. Produkty získané po reakci zapište za rovnítko, tedy vpravo. H2SO4+Al= H2+Al2(SO4)3. Takže vidíme reakční schéma.
2. Chcete-li sestavit chemickou rovnici, musíte najít koeficienty. Vraťme se k předchozímu schématu. Podívejme se na jeho levou stranu. Kyselina sírová obsahuje atomy vodíku, kyslíku a síry v přibližném poměru 2:4:1. Na pravé straně jsou v soli 3 atomy síry a 12 atomů kyslíku. V molekule plynu jsou obsaženy dva atomy vodíku. Na levé straně je poměr těchto prvků 2:3:12
3. Abychom vyrovnali počet atomů kyslíku a síry, které jsou ve složení síranu hlinitého, je nutné před kyselinu na levé straně rovnice umístit faktor 3. Nyní máme 6 atomů vodíku na levá strana. Chcete-li vyrovnat počet prvků vodíku, musíte dát 3 před vodík na pravé straně rovnice.
4. Nyní zbývá pouze vyrovnat množství hliníku. Protože sůl obsahuje dva atomy kovu, nastavíme na levou stranu před hliník koeficient 2. Výsledkem je reakční rovnice pro toto schéma: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

Po pochopení základních principů, jak vytvořit rovnici pro reakci chemických látek, nebude v budoucnu těžké zapsat jakoukoli reakci, byť z hlediska chemie nejexotičtější.