W którym równaniu współczynniki są prawidłowo umieszczone? Jak umieszczać współczynniki w równaniach chemicznych

Instrukcje

Przed rozpoczęciem samego zadania musisz zrozumieć, że liczba umieszczona z przodu pierwiastek chemiczny lub cały wzór na współczynnik. A liczba ta jest warta (i nieco) indeksu. Oprócz tego, że:

Współczynnik dotyczy wszystkich symboli chemicznych występujących po nim we wzorze

Współczynnik mnoży się przez indeks (nie sumuje się!)

Liczba atomów każdego pierwiastka substancji wchodzących w reakcję musi pokrywać się z liczbą atomów tych pierwiastków zawartych w produktach reakcji.

Na przykład zapisanie wzoru 2H2SO4 oznacza 4 atomy H (wodoru), 2 atomy S (siarki) i 8 atomów O (tlenu).

1. Przykład nr 1. Rozważmy spalanie etylenu.

Po spaleniu materia organiczna powstaje tlenek węgla (IV) ( dwutlenek węgla) i woda. Wypróbujmy współczynniki po kolei.

C2H4 + O2 => CO2 + H2O

Zacznijmy analizować. Do reakcji weszły 2 atomy C (węgla), ale otrzymano tylko 1 atom, co oznacza, że ​​​​umieściliśmy 2 przed CO2. Teraz ich liczba jest taka sama.

C2H4 + O2 => 2CO2+ H2O

Teraz spójrzmy na H (wodór). Do reakcji weszły 4 atomy wodoru, ale w rezultacie wyszły tylko 2 atomy, dlatego stawiamy 2 przed H2O (wodą) - teraz otrzymujemy również 4

C2H4 + O2 => 2CO2+ 2H2O

Liczymy wszystkie atomy O (tlenu) powstałe w wyniku reakcji (czyli po równości). 4 atomy w 2CO2 i 2 atomy w 2H2O - łącznie 6 atomów. A przed reakcją są tylko 2 atomy, czyli stawiamy 3 przed cząsteczką tlenu O2, czyli jest ich też 6.

C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O

Zatem wynikiem jest taka sama liczba atomów każdego pierwiastka przed i po znaku równości.

C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O

2. Przykład nr 2. Rozważ reakcję glinu z rozcieńczonym kwasem siarkowym.

Al + H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2

Patrzymy na atomy S zawarte w Al2 (SO4) 3 - jest ich 3, ale w H2SO4 (kwasie siarkowym) jest tylko 1, dlatego też stawiamy 3 przed kwasem siarkowym.

Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2

Ale teraz przed reakcją jest 6 atomów H (wodoru), a po reakcji tylko 2, co oznacza, że ​​przed cząsteczką H2 (wodoru) również umieszczamy 3, więc w sumie otrzymamy 6.

Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2

Na koniec przyglądamy się. Ponieważ w Al2 (SO4) 3 (siarczan glinu) są tylko 2 atomy glinu, przed reakcją umieściliśmy 2 przed Al (aluminium).

2Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2

Teraz liczba wszystkich atomów przed i po reakcji jest taka sama. Okazało się, że uporządkowanie współczynników w równaniach chemicznych nie jest takie trudne. Po prostu ćwicz i wszystko się ułoży.

Pomocna rada

Pamiętaj, że współczynnik mnoży się przez indeks, a nie dodaje.

Źródła:

• jak reagują elementy
• Test na temat „Równania chemiczne”

Dla wielu uczniów napisz równania reakcji chemicznych i umieść je poprawnie szanse nie jest to łatwe zadanie. Co więcej, z jakiegoś powodu główną trudnością jest dla nich właśnie druga część. Wydawać by się mogło, że nie ma w tym nic skomplikowanego, jednak czasami studenci poddają się, popadając w kompletny zamęt. Ale wystarczy pamiętać o kilku proste zasady, a zadanie nie będzie już sprawiać trudności.

Instrukcje

Współczynnik, czyli liczba przed wzorem cząsteczki substancja chemiczna, do wszystkich symboli i pomnożone przez każdy symbol! To mnożenie, a nie dodawanie! Może się to wydawać niewiarygodne, ale niektórzy uczniowie dodają dwie liczby zamiast je mnożyć.

Liczba atomów każdego pierwiastka substancji wyjściowych (to znaczy znajdujących się po lewej stronie równania) musi pokrywać się z liczbą atomów każdego pierwiastka produktów reakcji (odpowiednio znajdujących się po jego prawej stronie).

Aby dowiedzieć się, jak zadzwonić równanie chemiczne, najpierw musisz poznać cel tej nauki.

Definicja

Chemia bada substancje, ich właściwości i przemiany. Jeżeli nie następuje zmiana koloru, wytrącanie się lub uwalnianie substancji gazowej, wówczas nie zachodzi żadna interakcja chemiczna.

Na przykład podczas piłowania żelaznego gwoździa metal po prostu zamienia się w proszek. W tym przypadku nie Reakcja chemiczna nie dzieje się.

Prażenie nadmanganian potasu towarzyszy tworzeniu się tlenku manganu (4), obserwuje się uwalnianie tlenu, czyli interakcję. W tym przypadku pojawia się całkowicie naturalne pytanie, jak poprawnie wyrównać równania chemiczne. Przyjrzyjmy się wszystkim niuansom związanym z taką procedurą.

Specyfika przemian chemicznych

Wszelkie zjawiska, którym towarzyszy zmiana składu jakościowego i ilościowego substancji, zalicza się do przemian chemicznych. W formie molekularnej proces spalania żelaza w atmosferze można wyrazić za pomocą znaków i symboli.

Metodyka wyznaczania współczynników

Jak wyrównać współczynniki w równaniach chemicznych? Na bieżąco z chemią Liceum Omówiono metodę wagi elektronicznej. Przyjrzyjmy się procesowi bardziej szczegółowo. Na początek w początkowej reakcji konieczne jest uporządkowanie stopni utlenienia każdego pierwiastka chemicznego.

Istnieją pewne zasady, według których można je określić dla każdego elementu. W prostych substancjach stany utlenienia będzie równa zeru. W związkach binarnych pierwszy element ma wartość dodatnią, odpowiadającą najwyższej wartościowości. W przypadku tego ostatniego parametr ten określa się poprzez odjęcie numeru grupy od ośmiu i ma znak minus. Wzory składające się z trzech elementów mają swoje własne niuanse w obliczaniu stopni utlenienia.

Dla pierwszego i ostatniego elementu kolejność jest podobna do definicji w związkach binarnych i sporządzane jest równanie w celu obliczenia elementu centralnego. Suma wszystkich wskaźników musi być równa zero, na tej podstawie obliczany jest wskaźnik dla środkowego elementu wzoru.

Kontynuujmy rozmowę o tym, jak wyrównywać równania chemiczne metodą wagi elektronicznej. Po ustaleniu stopni utlenienia można określić, które jony lub substancje zmieniły swoją wartość w wyniku oddziaływania chemicznego.

Znaki plus i minus muszą wskazywać liczbę elektronów, które zostały przyjęte (oddane) podczas interakcji chemicznej. Pomiędzy otrzymanymi liczbami znajduje się najmniejsza wspólna wielokrotność.

Dzieląc go na elektrony odebrane i oddane, otrzymuje się współczynniki. Jak zbilansować równanie chemiczne? Liczby uzyskane w bilansie należy umieścić przed odpowiednimi wzorami. Warunkiem jest sprawdzenie ilości każdego elementu po lewej i prawej stronie. Jeśli współczynniki są umieszczone prawidłowo, ich liczba powinna być taka sama.

Prawo zachowania masy substancji

Myśląc o tym, jak zrównoważyć równanie chemiczne, należy zastosować to prawo. Biorąc pod uwagę, że masa substancji, które weszły w reakcję chemiczną, jest równa masie powstałych produktów, możliwe staje się ustawienie współczynników przed wzorami. Na przykład, jak zrównoważyć równanie chemiczne, jeśli wchodzą w interakcję proste substancje wapń i tlen, a po zakończeniu procesu otrzymuje się tlenek?

Aby poradzić sobie z zadaniem, należy wziąć pod uwagę, że tlen jest cząsteczką dwuatomową kowalencyjne wiązanie niepolarne, dlatego jego wzór zapisano w następującej formie - O2. Po prawej stronie podczas komponowania tlenek wapnia(CaO) uwzględniają wartościowość każdego pierwiastka.

Najpierw musisz sprawdzić ilość tlenu po obu stronach równania, ponieważ jest ona inna. Zgodnie z prawem zachowania masy substancji przed wzorem produktu należy umieścić współczynnik 2. Następnie sprawdza się wapń. Aby to wyrównać, przed pierwotną substancją stawiamy współczynnik 2. W rezultacie otrzymujemy zapis:

• 2Ca+O2=2CaO.

Analiza reakcji metodą wagi elektronicznej

Jak zbilansować równania chemiczne? Przykłady OVR pomogą odpowiedzieć to pytanie. Załóżmy, że w proponowanym schemacie konieczne jest uporządkowanie współczynników metodą wagi elektronicznej:

• CuO + H2=Cu + H2O.

Na początek przypiszemy stopnie utlenienia każdemu pierwiastkowi w substancjach wyjściowych i produktach reakcji. Dostajemy następny widok równania:

• Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).

Wskaźniki uległy zmianie dla miedzi i wodoru. To na ich podstawie sporządzimy bilans elektroniczny:

• Cu(+2)+2е=Cu(0) 1 środek redukujący, utlenianie;
• H2(0)-2e=2H(+) 1 utleniacz, redukcja.

Na podstawie współczynników uzyskanych w wadze elektronicznej otrzymujemy następujący zapis proponowanego równania chemicznego:

• CuO+H2=Cu+H2O.

Weźmy inny przykład, który wymaga ustawienia współczynników:

• H2+O2=H2O.

Aby wyrównać ten schemat w oparciu o prawo zachowania substancji, należy zacząć od tlenu. Biorąc pod uwagę, że zareagowała cząsteczka dwuatomowa, przed wzorem produktu reakcji należy umieścić współczynnik 2.

• 2H2+O2=2H2O.

Wniosek

Na podstawie wagi elektronicznej można umieszczać współczynniki w dowolnych równaniach chemicznych. Absolwenci klas dziewiątych i jedenastych instytucje edukacyjne Osobom decydującym się na egzamin z chemii oferujemy podobne zadania w jednym z zadań kolokwium.

W lekcji 13 „” z kursu ” Chemia dla opornych» rozważyć, dlaczego potrzebne są równania chemiczne; nauczmy się wyrównywać reakcje chemiczne przez prawidłowe umiejscowienie współczynniki Ta lekcja będzie wymagała od ciebie wiedzy zasady chemiczne z poprzednich lekcji. Koniecznie przeczytaj o analizie elementarnej, aby uzyskać szczegółowe spojrzenie na wzory empiryczne i analizę chemiczną.

W wyniku reakcji spalania metanu CH 4 w tlenie O 2 powstają dwutlenek węgla CO 2 i woda H 2 O. Reakcję tę można opisać równanie chemiczne:

• CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

Spróbujmy wydobyć więcej informacji z równania chemicznego niż tylko wskazanie produkty i odczynniki reakcje. Równanie chemiczne (1) jest NIEkompletne i dlatego nie dostarcza informacji o tym, ile cząsteczek O 2 zużywa się na 1 cząsteczkę CH 4 i ile cząsteczek CO 2 i H2 O powstaje w rezultacie. Ale jeśli zapiszemy współczynniki liczbowe przed odpowiednimi wzorami cząsteczkowymi, które wskazują, ile cząsteczek każdego typu bierze udział w reakcji, wówczas otrzymamy pełne równanie chemiczne reakcje.

Aby dokończyć skład równania chemicznego (1), należy pamiętać o jednej prostej zasadzie: lewa i prawa strona równania muszą zawierać taką samą liczbę atomów każdego typu, gdyż podczas reakcji chemicznej nie powstają żadne nowe atomy tworzone, a istniejące nie ulegają zniszczeniu. Ta reguła opiera się na prawie zachowania masy, któremu przyjrzeliśmy się na początku rozdziału.

Jest to konieczne, aby uzyskać pełne równanie z prostego równania chemicznego. Przejdźmy więc do właściwego równania reakcji (1): spójrzmy jeszcze raz na równanie chemiczne, dokładnie na atomy i cząsteczki po prawej i lewej stronie. Łatwo zauważyć, że w reakcji biorą udział trzy rodzaje atomów: węgiel C, wodór H i tlen O. Policzmy i porównajmy liczbę atomów każdego rodzaju po prawej i lewej stronie równania chemicznego.

Zacznijmy od węgla. Po lewej stronie jeden atom C jest częścią cząsteczki CH4, a po prawej stronie jeden atom C jest częścią CO2. Zatem po lewej i prawej stronie liczba atomów węgla jest taka sama, więc zostawiamy to w spokoju. Ale dla jasności postawmy współczynnik 1 przed cząsteczkami z węglem, chociaż nie jest to konieczne:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)

Następnie przechodzimy do liczenia atomów wodoru H. Po lewej stronie w cząsteczce CH 4 znajdują się 4 atomy H (w sensie ilościowym H 4 = 4H), a po prawej stronie są tylko 2 atomy H w cząsteczce Cząsteczka H 2 O, której jest dwa razy mniej niż po lewej stronie równania chemicznego (2). Wyrównajmy! Aby to zrobić, umieśćmy współczynnik 2 przed cząsteczką H 2 O. Teraz będziemy mieć 4 cząsteczki wodoru H zarówno w reagentach, jak i produktach:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)

Należy pamiętać, że współczynnik 2, który zapisaliśmy przed cząsteczką wody H 2 O w celu wyrównania wodoru H, zwiększa 2-krotnie wszystkie atomy zawarte w jej składzie, tj. 2H 2 O oznacza 4H i 2O. OK, wydaje się, że już to wyjaśniliśmy, pozostaje tylko policzyć i porównać liczbę atomów tlenu O w równaniu chemicznym (3). Od razu rzuca się w oczy fakt, że po lewej stronie jest dokładnie 2 razy mniej atomów O niż po prawej. Teraz już wiesz, jak samodzielnie bilansować równania chemiczne, więc od razu napiszę wynik końcowy:

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

Jak widać, wyrównywanie reakcji chemicznych nie jest taką trudną sprawą i nie chemia jest tu istotna, ale matematyka. Równanie (4) nazywa się pełne równanie reakcja chemiczna, gdyż podlega prawu zachowania masy, tj. liczba atomów każdego typu wchodzących w reakcję dokładnie pokrywa się z liczbą atomów tego typu po zakończeniu reakcji. Każda strona tego pełnego równania chemicznego zawiera 1 atom węgla, 4 atomy wodoru i 4 atomy tlenu. Warto jednak zrozumieć parę ważne punkty: reakcja chemiczna złożona sekwencja oddzielnych etapów pośrednich i dlatego nie można np. interpretować równania (4) w tym sensie, że 1 cząsteczka metanu musi jednocześnie zderzyć się z 2 cząsteczkami tlenu. Procesy zachodzące podczas powstawania produktów reakcji są znacznie bardziej złożone. Drugi punkt: pełne równanie reakcja nie mówi nam nic o jej mechanizmie molekularnym, czyli o sekwencji zdarzeń zachodzących na poziomie molekularnym podczas jej występowania.

Współczynniki w równaniach reakcji chemicznych

Inny jasny przykład jak go poprawnie umieścić szanse w równaniach reakcji chemicznych: Trinitrotoluen (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 łączy się energicznie z tlenem, tworząc H 2 O, CO 2 i N 2. Zapiszmy równanie reakcji, które wyrównamy:

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

Łatwiej jest skonstruować pełne równanie w oparciu o dwie cząsteczki TNT, ponieważ lewa strona zawiera liczba nieparzysta atomy wodoru i azotu, a po prawej - nawet:

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

Wtedy jest jasne, że 14 atomów węgla, 10 atomów wodoru i 6 atomów azotu musi przekształcić się w 14 cząsteczek dwutlenku węgla, 5 cząsteczek wody i 3 cząsteczki azotu:

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

Teraz obie części zawierają tę samą liczbę wszystkich atomów z wyjątkiem tlenu. Z 33 atomów tlenu znajdujących się po prawej stronie równania, 12 jest dostarczanych przez dwie pierwotne cząsteczki TNT, a pozostałe 21 musi być dostarczane przez 10,5 cząsteczek O2. Zatem pełne równanie chemiczne będzie wyglądać następująco:

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

Możesz pomnożyć obie strony przez 2 i pozbyć się niecałkowitego współczynnika 10,5:

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

Ale nie musisz tego robić, ponieważ wszystkie współczynniki równania nie muszą być liczbami całkowitymi. Jeszcze bardziej poprawne byłoby utworzenie równania opartego na jednej cząsteczce TNT:

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

Pełne równanie chemiczne (9) zawiera wiele informacji. Przede wszystkim wskazuje substancje wyjściowe - odczynniki, I produkty reakcje. Ponadto pokazuje, że podczas reakcji wszystkie atomy każdego typu są indywidualnie zachowywane. Jeśli pomnożymy obie strony równania (9) przez liczbę Avogadro N A = 6,022 10 23, możemy stwierdzić, że 4 mole TNT reagują z 21 molami O 2, tworząc 28 moli CO 2, 10 moli H 2 O i 6 mole N2.

Jest jeszcze jeden trik. Korzystając z układu okresowego określamy masy cząsteczkowe wszystkie te substancje:

• C 7 H 5 N 3 O 6 = 227,13 g/mol
• O2 = 31,999 g/mol
• CO2 = 44,010 g/mol
• H2O = 18,015 g/mol
• N2 = 28,013 g/mol

Teraz równanie 9 wskaże również, że 4 227,13 g = 908,52 g TNT wymaga 21 31,999 g = 671,98 g tlenu do zakończenia reakcji i w rezultacie powstaje 28 44,010 g = 1232,3 g CO 2, 10·18,015 g = 180,15 g H2O i 6,28,013 g = 168,08 g N2. Sprawdźmy, czy w tej reakcji jest spełniona zasada zachowania masy:

Jednak poszczególne cząsteczki niekoniecznie muszą brać udział w reakcji chemicznej. Na przykład reakcja wapienia CaCO3 i kwasu solnego HCl, w wyniku której powstaje wodny roztwór chlorku wapnia CaCl2 i dwutlenku węgla CO2:

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

Równanie chemiczne (11) opisuje reakcję węglanu wapnia CaCO 3 (wapień) i kwasu solnego HCl, w wyniku której powstaje wodny roztwór chlorku wapnia CaCl 2 i dwutlenku węgla CO 2. To równanie jest kompletne, ponieważ liczba atomów każdego typu po jego lewej i prawej stronie jest taka sama.

Znaczenie tego równania jest takie poziom makroskopowy (molowy). jest następująca: 1 mol lub 100,09 g CaCO3 wymaga 2 moli, czyli 72,92 g HCl, aby zakończyć reakcję, w wyniku czego powstaje 1 mol CaCl2 (110,99 g/mol), CO2 (44,01 g/mol) i H2 O (18,02 g/mol). Na podstawie tych danych liczbowych łatwo jest sprawdzić, czy w tej reakcji spełniona jest zasada zachowania masy.

Interpretacja równania (11) na poziomie mikroskopowym (molekularnym). nie jest to takie oczywiste, ponieważ węglan wapnia jest solą, a nie nią związek molekularny, dlatego nie można zrozumieć równania chemicznego (11) w tym sensie, że 1 cząsteczka węglanu wapnia CaCO 3 reaguje z 2 cząsteczkami HCl. Co więcej, cząsteczka HCl w roztworze na ogół dysocjuje (rozpada się) na jony H + i Cl -. Więc więcej poprawny opis tego, co dzieje się w tej reakcji na poziomie molekularnym, opisuje równanie:

• CaCO 3 (roztwór) + 2H + (wodny) → Ca 2+ (wodny) + CO 2 (g.) + H 2 O (l.) (12)

Tutaj stan fizyczny każdego rodzaju cząstek jest krótko wskazany w nawiasach ( telewizja- twardy, woda- jon uwodniony w roztworze wodnym, G.- gaz, I.- płyn).

Równanie (12) pokazuje, że stały CaCO 3 reaguje z dwoma uwodnionymi jonami H +, tworząc jon dodatni Ca 2+, CO 2 i H 2 O. Równanie (12), podobnie jak inne kompletne równania chemiczne, nie daje wyobrażenia o ​​​mechanizm molekularny reaguje i jest mniej wygodny do liczenia ilości substancji, jednak daje najlepszy opis dzieje się na poziomie mikroskopowym.

Wzmocnij swoją wiedzę na temat tworzenia równań chemicznych, samodzielnie przepracowując przykład z rozwiązaniem:

Mam nadzieję, że z lekcji 13” Pisanie równań chemicznych„Nauczyłeś się czegoś nowego dla siebie. Jeśli masz jakieś pytania, napisz je w komentarzach.