Kémiai reakció akkor következik be, amikor egy molekula vagy molekulakészlet átalakul egy másik típusú molekulává vagy molekulakészletgé. Ennek a folyamatnak a leírására a tudósok kémiai egyenleteket használnak.
A kémiai egyenlet a kémiai reakció szimbolikus ábrázolása. A periódusos rendszerből vett elemnevek segítségével írják, és jelzik a reagenseket és a termékeket.
Mi a példa a kémiai egyenletre?
A következő egyenlet mutatja az égési reakció kémiai egyenletét:
A nyíl bal oldalán a reakció reagensei, míg a jobb oldalán a termékek találhatók. A nyíl jelzi a reakció lefutásának irányát.
Láthatja, hogy a reakció metánt és oxigént vesz igénybe annak érdekében, hogy szén-dioxidot és vizet nyerjen. Azt is láthatja, hogy az oxigén és a víz mellett is van egy együttható. Miért ez?
A tömeg- és kémiai egyenletek megőrzésének törvénye
A A misei beszélgetés törvénye kijelenti, hogy az atomok nem keletkeznek és nem semmisülnek meg kémiai reakció során. Ennek eredményeként az egyes típusok összes atomjának mindig azonosnak kell lennie a kémiai egyenlet mindkét oldalán.
Mivel a reagensek és a termékek nem változnak, gyakran az egyetlen módja annak, hogy azonos számú vegyületet biztosítsunk az atomok a nyíl mindkét oldalán együtthatók hozzáadásával járnak az egyes vegyületekhez magában foglal.
Vessen egy pillantást a fent látható égési reakcióra. Ezúttal nincsenek együtthatói:
A reagensek oldalán egy szénatom, négy atom hidrogén és két oxigénatom található.
A termékek oldalán egy szénatom, két hidrogénatom és három oxigénatom található.
Megsértették a misék megőrzésének törvényét! Mindkét oldalon nincs azonos számú hidrogén- vagy oxigénatom. A reagens oldalon négy atom hidrogén van, míg a termék oldalán csak kettő van.
Ez azt jelenti, hogy együtthatók szükségesek annak biztosításához, hogy mindkét oldalon azonos számú atom legyen. Ebben az esetben, ha kettőt adunk együtthatónak a vízhez, akkor mindkét oldalon négy atom hidrogén lesz a vége, éppen erre van szükség. Tehát a hidrogén konzervált.
Végül ki kell egyensúlyozni az oxigénatomok számát. Miután hozzáadtuk a kettő együtthatóját a vízhez, négy oxigénatom van a termék oldalán, és csak kettő a reagens oldalán. Kettes együttható hozzáadásával az O-hoz2 reaktáns, ez az egyensúlyhiány orvosolható. Ezzel immár mindkét oldalon négy oxigénatom található.
Itt van az egyenlet kiegyensúlyozott változata:
A kémiai egyenletek kiegyensúlyozásának lépései
Bár az egyenletek kiegyenlítése mindig követ valamilyen kitalálási munkát és némi próbát és hibát, van néhány alapvető szabály, amelyet követhet.
- Összegezzük az egyes elemek atomjainak számát mindkét oldalon.
- Válasszon ki egy elemet a kezdéshez. Általában a legjobb a legtöbb elemet választani. Kiegyenlítse ezt az egy elemet együtthatók hozzáadásával.
- Újraszámolja az egyes elemek összes atomszámát az együtthatók hozzáadása után.
- Kiegyenlítse a következő elemet együtthatók hozzáadásával.
- Folytassa ezt a folyamatot, amíg az összes elem kiegyensúlyozott.
- Foglalkozzon a többatomú ionokkal, mint egy egységgel.
- Ha egyes vegyületek fel vannak töltve, győződjön meg arról, hogy a töltések is kiegyensúlyozottak.
- Mindig fejezze be a munka ellenőrzésével.
Például egyensúlyozza a teljes fotoszintézis reakció egyenletét:
1. Tally mindkét oldalon az egyes elemek atomjainak száma.
| Elem | Reaktáns oldal | Termékoldal |
|---|---|---|
C |
1 |
6 |
H |
2 |
12 |
O |
3 |
8 |
2. Válasszon ki egy elemet a kezdethez. Általában célszerű azzal az elemmel kezdeni, amely a legtöbb atomot tartalmazza. Ebben az esetben ez a 12 hidrogénatom a termék oldalán. A reaktáns oldalt úgy kell megváltoztatni, hogy ezen az oldalon is 12 hidrogénatom legyen. Ehhez hozzáadhat egy 6-os együtthatót a víz elé, mivel a víz két hidrogént tartalmaz.
3. Most számolja ki az atomok teljes számát.
| Elem | Reaktáns oldal | Termékoldal |
|---|---|---|
C |
1 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
8 |
8 |
4. Ezután áttérhet a szénre, mivel ez még mindig nem kiegyensúlyozott. Ehhez 6-os együttható hozzáadása a szén-dioxid elé 6 szénatomot eredményez a reagens oldalán.
5. Számolja ki újból az atomok számát mindkét oldalon.
| Elem | Reaktáns oldal | Termékoldal |
|---|---|---|
C |
6 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
18 |
8 |
6. Az egyetlen elem, ami egyensúlyban van, az oxigén. Az első termékben 6 oxigénatom található. Akkor 12 atom maradna. Ha az O elé 6-os együtthatót adunk2, ez 12 oxigénatom lenne.
7. Annak érdekében, hogy ez helytálló legyen, számolja újra az egyes elemek atomjainak számát mindkét oldalon.
| Elem | Reaktáns oldal | Termékoldal |
|---|---|---|
C |
6 |
6 |
H |
12 |
12 |
O |
18 |
18 |
Most van egy kiegyensúlyozott egyenlete a fotoszintézis teljes reakciójára.