תגובה כימית מתרחשת כאשר מולקולה או מכלול מולקולות אחד הופכים לסוג אחר של מולקולה או קבוצת מולקולות. על מנת לתאר תהליך זה, מדענים משתמשים במשוואות כימיות.
א משוואה כימית הוא ייצוג סמלי של התגובה הכימית. הוא נכתב באמצעות שמות אלמנטים כפי שנלקחו מהטבלה המחזורית ומציין מגיבים ומוצרים.
מהי דוגמה למשוואה כימית?
המשוואה הבאה מציגה את המשוואה הכימית לתגובת בעירה:
משמאל לחץ נמצאים המגיבים לתגובה זו, ואילו מצד ימין המוצרים. החץ מציין את כיוון התגובה.
אתה יכול לראות שהתגובה לוקחת מתאן וחמצן כדי לייצר פחמן דו חמצני ומים. אתה יכול גם לראות שיש מקדם לצד החמצן וגם המים. למה זה?
חוק שימור המשוואות המוניות והכימיות
ה חוק שיחת המיסה קובע כי אטומים אינם נוצרים ואינם נהרסים במהלך תגובה כימית. כתוצאה מכך, המספר הכולל של האטומים מכל סוג חייב להיות זהה משני צידי המשוואה הכימית.
מכיוון שהמגיבים והמוצרים אינם משתנים, לרוב הדרך היחידה לוודא את אותו המספר של האטומים נמצאים משני צידי החץ, כולל הוספת מקדמים לתרכובות הבודדות מְעוּרָב.
התבונן שוב בתגובת הבעירה המוצגת לעיל. הפעם, אין לו מקדמים:
בצד המגיבים יש אטום אחד של פחמן, ארבעה אטומי מימן ושני אטומי חמצן.
בצד המוצרים יש אטום אחד של פחמן, שני אטומי מימן ושלושה אטומי חמצן.
חוק שמירת המיסה הופר! אין מספר שווה של אטומי מימן או חמצן משני הצדדים. בצד המגיב יש ארבעה אטומי מימן ואילו בצד המוצר יש רק שניים.
משמעות הדבר היא כי נדרשים מקדמים בכדי להבטיח שיש מספר שווה של אטומים משני הצדדים. במקרה זה, על ידי הוספת שניים כמקדם למים, אתה מסיים עם ארבעה אטומי מימן משני צידיו, וזה בדיוק מה שצריך. אז, מימן נשמר.
לבסוף, יש לאזן את מספר אטומי החמצן. לאחר הוספת המקדם של שניים למים, ישנם ארבעה אטומי חמצן בצד המוצר ורק שניים בצד המגיב. על ידי הוספת מקדם שניים ל- O2 מגיב, ניתן לתקן את חוסר האיזון הזה. עם זאת, ישנם כעת ארבעה אטומי חמצן משני הצדדים.
הנה הגרסה המאוזנת של המשוואה:
צעדים לאיזון משוואות כימיות
אף על פי שאיזון משוואות תמיד דורש עבודת ניחוש וקצת ניסוי וטעייה, ישנם כמה כללים בסיסיים שתוכלו לעקוב אחריהם.
- תאמו את מספר האטומים של כל אלמנט מכל צד.
- בחר אלמנט אחד מלכתחילה. בדרך כלל עדיף להתחיל בבחירת האלמנט שיש בו הכי הרבה. מאזנים את האלמנט הזה על ידי הוספת מקדמים.
- חשב מחדש את המספר הכולל של האטומים עבור כל יסוד לאחר תוספת המקדמים.
- מאזנים את האלמנט הבא על ידי הוספת מקדמים.
- המשך בתהליך זה עד שכל האלמנטים מאוזנים.
- התמודד עם יונים פולי-אטומיים כיחידה אחת.
- אם תרכובות מסוימות טעונות, וודא שגם המטענים מאוזנים.
- תמיד סיים לבדוק את עבודתך.
לדוגמה, איזון המשוואה לתגובת הפוטוסינתזה הכוללת:
1. ציין את מספר האטום של כל יסוד בכל צד.
| אֵלֵמֶנט | צד המגיב | צד המוצר |
|---|---|---|
ג |
1 |
6 |
ה |
2 |
12 |
או |
3 |
8 |
2. בחר אלמנט מלכתחילה. זה בדרך כלל רעיון טוב להתחיל עם האלמנט שיש בו הכי הרבה אטומים. במקרה זה זהו 12 אטומי המימן בצד המוצר. יש לשנות את הצד המגיב כך שיהיו 12 אטומי מימן גם בצד זה. לשם כך ניתן להוסיף מקדם 6 לפני המים מכיוון שהמים מכילים שני מימנים.
3. כעת חישבו מחדש את המספר הכולל של האטומים.
| אֵלֵמֶנט | צד המגיב | צד המוצר |
|---|---|---|
ג |
1 |
6 |
ה |
12 |
12 |
או |
8 |
8 |
4. לאחר מכן תוכל לעבור לפחמן מכיוון שברור שעדיין אינו מאוזן. לשם כך, הוספת מקדם 6 מול הפחמן הדו-חמצני תניב 6 אטומי פחמן בצד המגיב.
5. כעת חישבו מחדש את מספר האטומים מכל צד.
| אֵלֵמֶנט | צד המגיב | צד המוצר |
|---|---|---|
ג |
6 |
6 |
ה |
12 |
12 |
או |
18 |
8 |
6. כעת, היסוד היחיד שנותר לאזן הוא חמצן. יש 6 אטומי חמצן במוצר הראשון. ואז זה ישאיר 12 אטומים. אם מתווסף מקדם 6 מול מקדם O2, זה יהיה 12 אטומי חמצן.
7. כדי לוודא שזה נכון, חשב מחדש את מספר האטומים של כל אלמנט משני הצדדים.
| אֵלֵמֶנט | צד המגיב | צד המוצר |
|---|---|---|
ג |
6 |
6 |
ה |
12 |
12 |
או |
18 |
18 |
עכשיו, יש לך משוואה מאוזנת לתגובה הכוללת של פוטוסינתזה.