Рівняння реакції

У хімії є одна Рівняння реакції - також називається реакційною схемою - скороченням хімічної реакції. Він показує вихідні та кінцеві матеріали перетворення речовини у позначеннях формул, є єдиним на міжнародному рівні і зрозумілим всім хімікам. Оскільки вихідний та кінцевий матеріали НЕ однакові при перетворенні матеріалу, вираз "рівняння" слід залишити в математиці, тоді як у хімії більш технічно правильним говорити про схеми реакцій, які відображають хімічну реакцію у позначеннях формул. Отже, у цій статті більш докладно описується цей основний технічний термін хімія та відповідна мова формул, тоді як схема реакції у цій статті описує Пояснення правил згідно з якою така схема реакції (така реакція чи хімічне рівняння) формально правильна мовою формул хімії створений стає.

Надалі рекомендовані знання спеціалістів

Правильне зважування за допомогою лабораторних ваг: керівництво зважуванням

8 кроків до чистого накипу - і 5 рішень, щоб підтримувати його в чистоті

Щоденний візуальний огляд лабораторних ваг

Зміст

Структура рівняння реакції

Структура рівняння реакції (схема реакції) дотримується певних правил у хімії, застосування яких детально пояснюється в статті Схема реакції при її створенні. Підсумовуючи це можна сказати:

Ліворуч - хімічна формула вихідних матеріалів (вихідні матеріали) - праворуч формула продуктів. Поміж ними написана стрілка реакції (наприклад), яка вказує напрямок, в якому відбувається реакція. Числа з великої літери також розміщуються перед формулами. Ці стехіометричні коефіцієнти задіяних речовин вказують, скільки молекул відповідної речовини або скільки речовини (у молях) потрібно, споживається чи утворюється в кожному випадку. Вони повинні бути підібрані таким чином, щоб молярні співвідношення реагентів (їх стехіометричні умови) були правильно відтворені: Для кожного хімічного елемента в лівій частині рівняння реакції має бути однакова кількість атомів, як у правій частині отже, стехіометричний коефіцієнт не відображається як фактор, наприклад). Ці “стехіометричні коефіцієнти” вказані у DIN 32642 стехіометричні числа зателефонував.

Наприклад, згоряння метанового газу (формула: CH4) у кисневому газі (формула: 2 O2) стає рівнянням вуглекислого газу та води за рівнянням

описано. У цьому прикладі є один атом для вуглецю С (лівий у СН4 і правий у СО2), для водню Н - чотири атоми кожен (лівий у СН4 і правий 2 в обох Н2О), а для кисню О також чотири атоми (зліва кожен) два в обох O2 і праворуч два в CO2 і по одному в обох H2O).

Можлива додаткова інформація в рівняннях реакцій

Для уточнення фази реагентів наведені в короткому описі в реакційній схемі за умови, що це не є незначним для розглянутого випадку.

Якщо потрібно, напишіть на реакції умови реакції, такі як подача енергії активації. Отримана або витрачена енергія реакції записується на сторінці, де вона виникає або повинна бути витрачена.

Для термодинамічних розрахунків часто дається ентальпія реакції, наприклад, у рівнянні реакції реакції оксигену

Коли з газоподібних Н2 та О2 утворюється один моль рідини H2O, виділяється 286 кДж енергії. Тут важливо також вказати фазу речовин, що беруть участь у реакції, оскільки енергія також перетворюється під час фазових переходів. Теплота реакції ΔH зазвичай дається при 25 ° C. Позитивне значення ΔH вказує на ендотермічні реакції, негативне значення - на екзотермічні реакції.

У хімії в рівняннях реакцій використовуються різні стрілки, значення яких точно визначено:

Стрілка реакції (→)
Стрілка балансу ()
Мезомерна стрілка (↔)
Стрілка ретро синтезу ()

Створіть рівняння реакції

Використовуючи реакцію газоподібного водню (H2) та газоподібного кисню (O2) з утворенням води (H2O), слід описати створення рівняння реакції.

Створіть інтерпретацію

Спостереження можна використовувати для створення кінцевих речовин для рівняння реакції. Ми знаємо, що з’являється нова речовина. Ця речовина не може бути воднем або киснем. Тому нова речовина повинна бути комбінацією водню та атома кисню. Отже, маємо:

Запишіть стехіометричні значення

H2 та O2 мають валентність 0, оскільки ці молекули складаються лише з одного типу атома. В HO H має валентність + I, а O має валентність −II. Тепер ми повинні обчислити атомні числа H і O для продукту. Ми формуємо найменше загальне кратне значень:

Тепер атомний номер цього кгВ ділиться на валентність елемента. Для H:

А для О атомний номер:

Отже, продукт повинен бути H2O. Щоб перевірити це, дивиться, чи має молекула сумарну валентність 0:

Рівняння реакції тепер:

Визначте фактори

В останньому рівнянні серед реагентів було б два атоми водню (1 H2) і два атоми кисню (1 O2), але в продукті реакції є два атоми водню (1 H2) і один атом кисню (1 O). Отже, перед продуктом реакції потрібно написати 2:

Однак двох вихідних атомів Гідрогену для вихідних речовин недостатньо, тому перед Н2 потрібно писати 2.

Балансові нарахування

У деяких рівняннях реакції тепер потрібно додати заряди. Ми додаємо H + або (OH) - до вихідної сторони, щоб мати однаковий заряд в обох рівняннях реакції.

Приклад: сторона виходу має заряд +1, а кінцева сторона заряд +2, тоді ми повинні

Якщо сторона виходу має заряд +2, а сторона виходу - заряд +1, тоді ми повинні

Додати. Потім ці іони реагують із залишком Н + або (ОН) - з утворенням Н2О.

Результат

Рівняння реакції тепер:

Більше рівнянь

Замість повного написання з повними емпіричними формулами катіони або аніони, які не реагують з ними, також можуть бути вилучені з рівняння реакції. Рівняння реакцій, створені таким чином, є, наприклад, Б.:

Використання рівнянь реакцій: Розрахунок продажів

Для розрахунку метаболізму реакції використовують рівняння реакції за допомогою кількості речовини в родимках. Основи цього методу розрахунку можна знайти в статті про стехіометрію (спеціалізовані розрахунки з хімії). Як приклад, коротко взяте вищеописане рівняння реакції згоряння метанового газу. Схема реакції така:

Там сказано якісно: метан і кисень реагують, утворюючи вуглекислий газ і воду.

Кількісно сказано: 1 моль газу метану і 2 молі кисню дають 1 моль вуглекислого газу + 2 молі водяної пари.

Оскільки 1 моль газу займає 22,4 л простору в звичайних умовах, це також говорить:

22,4 л метану + 44,8 л кисню дає 22,4 л вуглекислого газу + 44,8 л водяної пари.

Оскільки 1 моль С важить 12 г, 1 моль метану 16 г, 1 моль кисню 32 г, 1 моль води 18 г і 1 моль вуглекислого газу 44 г, це також говорить:

16 г метану + 64 г кисню дають 44 г вуглекислого газу + 36 г водяної пари.

Отже, існує 80 г вихідних матеріалів (вихідні матеріали) та 80 г кінцевих матеріалів (продуктів). Кожні 16 г газу метану (22,4 л) перетворюється на 44 г вуглекислого газу.

Подібні розрахунки конверсії можливі для будь-якої іншої хімічної реакції, для якої була створена схема реакції. Необхідні кількості сировини або теоретично досяжні кількості продукту (зі 100% виходом) можуть бути розраховані за допомогою реакційних схем та молярних мас. Для зразкового завдання Скільки утворюється водню, коли 1 г літію реагує з водою? такий приклад можна знайти в статті про стехіометрію.