En kemisk reaktion finder sted, når et molekyle eller et sæt molekyler omdannes til en anden type molekyle eller et sæt molekyler. For at beskrive denne proces bruger forskere kemiske ligninger.
EN kemisk ligning er en symbolsk repræsentation af den kemiske reaktion. Det er skrevet ved hjælp af elementnavne som taget fra det periodiske system og angiver reaktanter og produkter.
Hvad er et eksempel på en kemisk ligning?
Den følgende ligning viser den kemiske ligning til en forbrændingsreaktion:
Til venstre for pilen er reaktanterne til denne reaktion, mens til højre er produkterne. Pilen angiver den retning, som reaktionen fortsætter.
Du kan se, at reaktionen tager metan og ilt for at give kuldioxid og vand. Du kan også se, at der er en koefficient ved siden af både ilt og vand. Hvorfor er det?
Loven om konservering af masse- og kemiske ligninger
Det Lov om messesamtaler angiver, at atomer hverken skabes eller ødelægges under en kemisk reaktion. Som et resultat skal det samlede antal atomer af hver type altid være det samme på begge sider af den kemiske ligning.
Da reaktanterne og produkterne ikke ændres, ofte den eneste måde at sikre det samme antal atomer er på hver side af pilen involverer tilføjelse af koefficienter til de enkelte forbindelser involveret.
Se igen på forbrændingsreaktionen vist ovenfor. Denne gang har den ingen koefficienter:
På reaktantsiden er der et atom af carbon, fire atomer hydrogen og to atomer oxygen.
På produktsiden er der et atom af carbon, to atomer hydrogen og tre oxygenatomer.
Loven om bevarelse af masse er blevet brudt! Der er ikke lige mange brint- eller iltatomer på begge sider. Reaktantsiden har fire atomer hydrogen, mens produktsiden kun har to.
Dette betyder, at der kræves koefficienter for at sikre, at der er lige mange atomer på begge sider. I dette tilfælde slutter du med fire atomer hydrogen på begge sider ved at tilføje en to som en koefficient til vand, hvilket er nøjagtigt det, der er nødvendigt. Så brint er konserveret.
Endelig skal antallet af iltatomer afbalanceres. Efter tilsætning af koefficienten på to til vandet er der fire iltatomer på produktsiden og kun to på reaktantsiden. Ved at tilføje en koefficient på to til O2 reaktant, kan denne ubalance løses. Med dette er der nu fire atomer af ilt på begge sider.
Her er den afbalancerede version af ligningen:
Trin til afvejning af kemiske ligninger
Selvom balanceringsligninger altid kræver noget gættearbejde og noget forsøg og fejl, er der nogle grundlæggende regler, du kan følge.
- Tal antallet af atomer for hvert element på hver side.
- Vælg et element til at begynde med. Det er normalt bedst at begynde med at vælge det element, der er mest af. Balancere det ene element ved at tilføje koefficienter.
- Genberegn det samlede antal atomer for hvert element efter tilsætningen af koefficienter.
- Balancér det næste element ved at tilføje koefficienter.
- Fortsæt denne proces, indtil alle elementer er afbalancerede.
- Håndter polyatomiske ioner som en enhed.
- Hvis nogle forbindelser oplades, skal du sørge for, at ladningerne også er afbalanceret.
- Afslut altid med at kontrollere dit arbejde.
F.eks. Afbalancere ligningen for den samlede fotosyntese-reaktion:
1. Tal antallet af atom for hvert element på hver side.
| Element | Reaktantside | Produktside |
|---|---|---|
C |
1 |
6 |
H |
2 |
12 |
O |
3 |
8 |
2. Vælg et element til at begynde med. Det er normalt en god idé at begynde med det element, der har flest atomer. I dette tilfælde er det de 12 hydrogenatomer på produktsiden. Reaktantsiden skal ændres, så der også er 12 brintatomer på den side. For at gøre dette kan du tilføje en koefficient på 6 foran vandet, da vand indeholder to hydrogener.
3. Genberegn nu det samlede antal atomer.
| Element | Reaktantside | Produktside |
|---|---|---|
C |
1 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
8 |
8 |
4. Dernæst kan du gå over på kulstoffet, da det tydeligvis stadig ikke er afbalanceret. For at gøre dette vil tilføjelse af en koefficient på 6 foran kuldioxiden give 6 kulstofatomer på reaktantsiden.
5. Genberegn nu antallet af atomer på hver side.
| Element | Reaktantside | Produktside |
|---|---|---|
C |
6 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
18 |
8 |
6. Nu er det eneste element, der er tilbage at balancere, ilt. Der er 6 iltatomer i det første produkt. Så ville der efterlade 12 atomer. Hvis der tilføjes en koefficient på 6 foran O2, dette ville være 12 iltatomer.
7. For at sikre, at dette er korrekt, skal du genberegne antallet af atomer for hvert element på hver side.
| Element | Reaktantside | Produktside |
|---|---|---|
C |
6 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
18 |
18 |
Nu har du en afbalanceret ligning for den samlede reaktion af fotosyntese.