A különböző típusú kémiai anyagok és elemek közötti reakciók a kémia egyik fő tárgyát képezik. Ahhoz, hogy megértse, hogyan hozhat létre reakcióegyenletet és használhatja azokat saját céljaira, meglehetősen mélyen meg kell értenie az anyagok kölcsönhatásának összes mintáját, valamint a kémiai reakciókkal járó folyamatokat.

Egyenletek írása

A kémiai reakció kifejezésének egyik módja a kémiai egyenlet. Rögzíti a kiindulási anyag és a termék képletét, együtthatókat, amelyek megmutatják, hogy az egyes anyagok hány molekulával rendelkeznek. Az összes ismert kémiai reakciót négy típusra osztják: szubsztitúció, kombináció, csere és bomlás. Ezek közé tartozik: redox, exogén, ionos, reverzibilis, irreverzibilis stb.

Tudjon meg többet az egyenletek írásáról kémiai reakciók:

1. Meg kell határozni a reakcióban egymással kölcsönhatásba lépő anyagok nevét. Felírjuk őket az egyenletünk bal oldalára. Példaként tekintsük a kénsav és az alumínium között létrejött kémiai reakciót. A reagenseket a bal oldalon helyezzük el: H2SO4 + Al. Ezután írjuk az egyenlőségjelet. A kémiában találkozhat jobbra mutató „nyíl” jellel, vagy két ellentétes irányú nyíllal, ezek „megfordíthatóságot” jelentenek. A fém és a sav kölcsönhatásának eredménye a só és a hidrogén. A reakció után kapott termékeket írja az egyenlőségjel mögé, azaz a jobb oldalra! H2SO4+Al= H2+ Al2(SO4)3. Tehát láthatjuk a reakciósémát.
2. A kémiai egyenlet összeállításához meg kell találnia az együtthatókat. Térjünk vissza az előző diagramhoz. Nézzük a bal oldalát. A kénsav körülbelül 2:4:1 arányban tartalmaz hidrogént, oxigént és kénatomokat. A jobb oldalon 3 kénatom és 12 oxigénatom található a sóban. Egy gázmolekula két hidrogénatomot tartalmaz. A bal oldalon ezen elemek aránya 2:3:12
3. Az alumínium(III)-szulfát összetételében lévő oxigén- és kénatomok számának kiegyenlítéséhez 3-as együtthatót kell elhelyezni a sav előtt az egyenlet bal oldalán. Most már 6 hidrogénatom van a bal oldalt. A hidrogén elemeinek számának kiegyenlítéséhez 3-at kell tenni a hidrogén elé az egyenlet jobb oldalán.
4. Most már csak az alumínium mennyiségét kell kiegyenlíteni. Mivel a só két fématomot tartalmaz, az alumínium elé bal oldalon 2-es együtthatót állítunk be. Ennek eredményeként a reakcióegyenletet kapjuk ehhez a sémához: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2.

Miután megértette a kémiai anyagok reakciói egyenlet létrehozásának alapelveit, a jövőben nem lesz nehéz leírni egyetlen reakciót sem, még a kémia szempontjából legegzotikusabbat is.

Az iskolásoknak, diákoknak meglehetősen gyakran kell összeállítaniuk az ún. ionos reakcióegyenletek. Ennek a témának szentelték különösen a kémia egységes államvizsgán javasolt 31. feladatot. Ebben a cikkben részletesen tárgyaljuk a rövid és teljes ionegyenletek írási algoritmusát, és számos példát elemezünk a különböző bonyolultsági szintekre.

Miért van szükség ionos egyenletekre?

Hadd emlékeztesselek arra, hogy amikor sok anyag feloldódik vízben (és nem csak vízben!), disszociációs folyamat megy végbe - az anyagok ionokká bomlanak. Például a HCl molekulák a vízi környezet hidrogénkationokra (H +, pontosabban H 3 O +) és klóranionokra (Cl -) disszociálnak. A nátrium-bromid (NaBr) vizes oldatban nem molekulák, hanem hidratált Na + és Br - ionok formájában található meg (egyébként a szilárd nátrium-bromid is tartalmaz ionokat).

A „hétköznapi” (molekuláris) egyenletek felírásakor nem vesszük figyelembe, hogy nem a molekulák, hanem az ionok reagálnak. Így néz ki például a sósav és a nátrium-hidroxid reakcióegyenlete:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Természetesen ez a diagram nem írja le teljesen helyesen a folyamatot. Mint már említettük, a vizes oldatban gyakorlatilag nincsenek HCl-molekulák, de vannak H + és Cl - ionok. Ugyanez a helyzet a NaOH-val is. Helyesebb lenne a következőt írni:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

Ez az teljes ionegyenlet. A „virtuális” molekulák helyett olyan részecskéket látunk, amelyek valóban jelen vannak az oldatban (kationok és anionok). Nem foglalkozunk azzal a kérdéssel, hogy miért írtuk a H 2 O-t molekuláris formában. Ezt kicsit később elmagyarázzuk. Mint látható, nincs semmi bonyolult: a molekulákat ionokkal helyettesítettük, amelyek disszociációjuk során keletkeznek.

Azonban még a teljes ionos egyenlet sem tökéletes. Valóban, nézzük meg közelebbről: a (2) egyenlet bal és jobb oldala is ugyanazokat a részecskéket tartalmazza - Na + kationokat és Cl - anionokat. Ezek az ionok nem változnak a reakció során. Akkor miért van rájuk egyáltalán szükség? Távolítsuk el őket és szerezzük be Rövid ionegyenlet:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Amint látja, mindez a H + és OH - ionok kölcsönhatásán múlik a víz képződésével (semlegesítési reakció).

Minden teljes és rövid ionegyenlet fel van írva. Ha a kémia egységes államvizsgán a 31. feladatot megoldottuk volna, akkor a maximális pontszámot kaptuk volna érte - 2 pontot.

Tehát még egyszer a terminológiáról:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - molekuláris egyenlet ("közönséges" egyenlet, sematikusan tükrözi a reakció lényegét);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - teljes ionegyenlet (az oldatban lévő valós részecskék láthatók);
• H + + OH - = H 2 O - egy rövid ionos egyenlet (eltávolítottuk az összes "szemetet" - olyan részecskéket, amelyek nem vesznek részt a folyamatban).

Algoritmus ionos egyenletek felírásához

1. Hozzuk létre a reakció molekuláris egyenletét.
2. Minden olyan részecske, amely az oldatban észrevehető mértékben disszociál, ionok formájában van írva; a disszociációra nem hajlamos anyagok „molekulák formájában” maradnak.
3. Az egyenlet két részéből eltávolítjuk az ún. megfigyelő ionok, azaz olyan részecskék, amelyek nem vesznek részt a folyamatban.
4. Ellenőrizzük az együtthatókat, és megkapjuk a végső választ - egy rövid ionos egyenletet.

1. példa. Írja fel a bárium-klorid és a nátrium-szulfát vizes oldatának kölcsönhatását leíró teljes és rövid ionegyenleteket!

Megoldás. A javasolt algoritmus szerint járunk el. Először hozzunk létre egy molekuláris egyenletet. A bárium-klorid és a nátrium-szulfát két só. Nézzük meg a segédkönyv „Szervetlen vegyületek tulajdonságai” című részét. Látjuk, hogy a sók kölcsönhatásba léphetnek egymással, ha a reakció során csapadék képződik. Ellenőrizzük:

2. gyakorlat. Egészítse ki a következő reakciók egyenleteit:

1. KOH + H2SO4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

3. gyakorlat. Írja fel a (vizes oldatban) reakciók molekulaegyenleteit: a) nátrium-karbonát és salétromsav, b) nikkel(II)-klorid és nátrium-hidroxid, c) foszforsav és kalcium-hidroxid, d) ezüst-nitrát és kálium-klorid, e. ) foszfor-oxid (V) és kálium-hidroxid.

Őszintén remélem, hogy nem okoz gondot ennek a három feladatnak az elvégzése. Ha nem ez a helyzet, akkor vissza kell térnie a "Fő osztályok kémiai tulajdonságai" témához szervetlen vegyületek".

Hogyan lehet egy molekuláris egyenletet teljes ionos egyenletté alakítani

Kezdődik a móka. Meg kell értenünk, mely anyagokat kell ionnak írni, és melyeket „molekuláris formában” hagyni. A következőkre kell emlékeznie.

Ionok formájában írja be:

• oldható sók (hangsúlyozom, csak a vízben jól oldódó sók);
• lúgok (hadd emlékeztesselek arra, hogy a lúgok olyan bázisok, amelyek vízben oldódnak, de NH 4 OH-ban nem);
• erős savak (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Amint láthatja, ezt a listát egyáltalán nem nehéz megjegyezni: tartalmazza az erős savakat és bázisokat, valamint az összes oldható sót. Egyébként különösen éber fiatal vegyészek, akiket felháboríthat az, hogy erős elektrolitok(oldhatatlan sók) nem szerepelnek ebben a listában, a következőkről tudok beszámolni: AZ oldhatatlan sók NEM tétele ebben a listában egyáltalán nem tagadja azt a tényt, hogy erős elektrolitok.

Az összes többi anyagnak molekula formájában kell jelen lennie az ionegyenletekben. Azok az igényes olvasók, akik nem elégszenek meg a homályos „minden más anyag” kifejezéssel, és egy híres film hősének mintájára követelik, hogy „hozzák nyilvánosságra teljes lista"A következő információkat adom.

Molekulák formájában írja be:

• minden oldhatatlan só;
• minden gyenge bázis (beleértve az oldhatatlan hidroxidot, NH 4 OH-t és hasonló anyagokat);
• Minden gyenge savak(H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, szinte minden szerves sav...);
• általában minden gyenge elektrolit (beleértve a vizet is!!!);
• oxidok (minden típus);
• minden gáznemű vegyület (különösen H 2, CO 2, SO 2, H 2 S, CO);
• egyszerű anyagok (fémek és nemfémek);
• szinte mindent szerves vegyületek(kivétel a szerves savak vízoldható sói).

Fú, úgy tűnik, nem felejtettem el semmit! Bár véleményem szerint könnyebb megjegyezni az 1. listát. A 2. lista alapvetően fontos dolgai közül még egyszer megemlítem a vizet.

2. példa. Írjon fel egy teljes ionegyenletet, amely leírja a réz(II)-hidroxid és a sósav.

Megoldás. Kezdjük természetesen a molekuláris egyenlettel. A réz(II)-hidroxid egy oldhatatlan bázis. Minden oldhatatlan bázis reakcióba lép erős savakkal, sót és vizet képezve:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

Most nézzük meg, mely anyagokat kell ionként, és melyeket molekulákként írni. A fenti listák a segítségünkre lesznek. A réz(II)-hidroxid egy oldhatatlan bázis (lásd az oldhatósági táblázatot), gyenge elektrolit. Oldhatatlan bázisok molekuláris formában írva. A HCl erős sav, oldatban szinte teljesen ionokká disszociál. CuCl 2 - oldható só. Ionos formában írjuk. Víz - csak molekulák formájában! Megkapjuk a teljes ionegyenletet:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl- = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2O.

3. példa. Írjon fel egy teljes ionegyenletet a szén-dioxid és a NaOH vizes oldatának reakciójára!

Megoldás. A szén-dioxid tipikus savas oxid, a NaOH lúg. Amikor savas oxidok kölcsönhatásba lépnek lúgok vizes oldatával, só és víz képződik. Hozzunk létre egy molekuláris egyenletet a reakcióhoz (egyébként ne feledkezzünk meg az együtthatókról):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - oxid, gáznemű vegyület; molekulaforma megőrzése. NaOH - erős bázis (lúg); Ionok formájában írjuk. Na 2 CO 3 - oldható só; ionok alakjában írjuk. A víz gyenge elektrolit, és gyakorlatilag nem disszociál; molekuláris formában hagyjuk. A következőket kapjuk:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

4. példa. A nátrium-szulfid vizes oldatban reagál a cink-kloriddal, és csapadék képződik. Írj fel egy teljes ionos egyenletet erre a reakcióra!

Megoldás. A nátrium-szulfid és a cink-klorid sók. Amikor ezek a sók kölcsönhatásba lépnek, cink-szulfid csapadék válik ki:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Azonnal leírom a teljes ionos egyenletet, és te magad elemezed:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Számos feladatot ajánlok Önnek önálló munkavégzésés egy kis teszt.

4. gyakorlat. Írjon molekuláris és teljes ionegyenleteket a következő reakciókra:

1. NaOH + HNO3 =
2. H2SO4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

5. gyakorlat. Írjon fel teljes ionegyenleteket, amelyek leírják a következők kölcsönhatását: a) nitrogén-oxid (V) bárium-hidroxid vizes oldatával, b) cézium-hidroxid hidrogén-jodid oldata, c) réz-szulfát és kálium-szulfid vizes oldatai, d) kalcium-hidroxid és vizes oldat vas(III)-nitrát.

Beszéljünk arról, hogyan kell kémiai egyenletet létrehozni, mert ezek a tudományág fő elemei. A kölcsönhatások és anyagok összes mintájának mély megértésének köszönhetően irányíthatja és alkalmazhatja azokat a különböző tevékenységi területeken.

Elméleti jellemzők

A kémiai egyenletek elkészítése fontos és felelősségteljes szakasz, amelyet a nyolcadik osztályban kell figyelembe venni. középiskolák. Mi előzze meg ezt a szakaszt? Mielőtt a tanár elmondaná diákjainak, hogyan kell kémiai egyenletet létrehozni, fontos, hogy az iskolás gyerekeket megismertesse a „valencia” kifejezéssel, és megtanítsa őket meghatározni ezt az értéket fémekre és nemfémekre az elemek periódusos rendszerével.

Bináris képletek összeállítása vegyérték alapján

Ahhoz, hogy megértse, hogyan lehet vegyérték alapján létrehozni egy kémiai egyenletet, először meg kell tanulnia, hogyan hozhat létre képleteket két elemből álló vegyületekhez a vegyérték használatával. Javasolunk egy algoritmust, amely segít megbirkózni a feladattal. Például létre kell hoznia egy képletet a nátrium-oxid számára.

Először is fontos figyelembe venni, hogy a névben utolsóként említett kémiai elemnek az első helyen kell lennie a képletben. A mi esetünkben a nátrium lesz az első, a második az oxigén. Emlékezzünk vissza, hogy az oxidok olyan bináris vegyületek, amelyekben az utolsó (második) elemnek -2 oxidációs állapotú oxigénnek kell lennie (2 vegyérték). Ezután a periódusos rendszer segítségével meg kell határozni a két elem vegyértékét. Ehhez bizonyos szabályokat alkalmazunk.

Mivel a nátrium egy fém, amely benne található fő alcsoport 1 csoport, vegyértéke állandó érték, egyenlő I-vel.

Az oxigén nemfém, mivel az oxidban az utolsó határozza meg a vegyértékét, a nyolcból (a csoportok számából) levonunk 6-ot (az a csoport, amelyben az oxigén található), így megkapjuk, hogy az oxigén vegyértéke; a II.

Bizonyos vegyértékek között megtaláljuk a legkisebb közös többszöröst, majd elosztjuk az egyes elemek vegyértékével, hogy megkapjuk az indexüket. A kész Na 2 O képletet felírjuk.

Útmutató az egyenlet összeállításához

Most beszéljünk részletesebben a kémiai egyenlet felírásáról. Először nézzük meg az elméleti szempontokat, majd térjünk át a konkrét példákra. Tehát a kémiai egyenletek összeállítása bizonyos eljárást feltételez.

• 1. szakasz. A javasolt feladat elolvasása után meg kell határoznia, hogy mely vegyi anyagok legyenek jelen az egyenlet bal oldalán. Az eredeti alkatrészek közé „+” jel kerül.
• 2. szakasz. Az egyenlőségjel után el kell készítenie a reakciótermék képletét. Az ilyen műveletek végrehajtásakor szüksége lesz a bináris vegyületek képleteinek összeállítására szolgáló algoritmusra, amelyet fent tárgyaltunk.
• 3. szakasz. Az egyes elemek atomszámának ellenőrzése előtte és utána kémiai kölcsönhatás, ha szükséges, további együtthatókat teszünk a képletek elé.

Példa égési reakcióra

Próbáljuk kitalálni, hogyan hozhatunk létre egy kémiai egyenletet a magnézium elégetésére egy algoritmus segítségével. Az egyenlet bal oldalára felírjuk a magnézium és az oxigén összegét. Ne felejtsük el, hogy az oxigén kétatomos molekula, ezért 2-es indexet kell adni neki. Az egyenlőségjel után összeállítjuk a reakció után kapott termék képletét. A képletben először a magnézium, a második helyen az oxigén szerepel. Ezután a kémiai elemek táblázata segítségével meghatározzuk a vegyértékeket. A 2. csoportban (fő alcsoport) található magnézium rendelkezik állandó vegyérték II, oxigénre, 8 - 6 kivonásával kapjuk a II vegyértéket is.

A folyamatrekord így fog kinézni: Mg+O 2 =MgO.

Ahhoz, hogy az egyenlet megfeleljen az anyagok tömegének megmaradásának törvényének, el kell rendezni az együtthatókat. Először a reakció előtt, a folyamat befejezése után ellenőrizzük az oxigén mennyiségét. Mivel 2 oxigénatom volt, de csak egy keletkezett, a magnézium-oxid képlet előtt a jobb oldalon 2-es együtthatót kell hozzáadni. Ezután megszámoljuk a magnéziumatomok számát a folyamat előtt és után. A kölcsönhatás eredményeként 2 magnéziumot kaptunk, ezért a bal oldalon az egyszerű magnézium anyag előtt szintén 2-es együttható szükséges.

A reakció végső típusa: 2Mg+O 2 =2MgO.

Példa egy helyettesítési reakcióra

Minden kémiai absztrakt tartalmaz leírást különböző típusok interakciók.

A vegyülettel ellentétben a szubsztitúcióban két anyag lesz az egyenlet bal és jobb oldalán. Tegyük fel, hogy meg kell írnunk a cink és a kölcsönhatás reakcióját. Használjuk a szabványos írási algoritmust. Először a bal oldalon cinket és sósavat írunk az összegen keresztül, a jobb oldalra pedig a keletkező reakciótermékek képleteit. Mivel a fémek elektrokémiai feszültségsorában a cink a hidrogén előtt helyezkedik el, ebben a folyamatban kiszorítja a molekuláris hidrogént a savból, és cink-kloridot képez. Ennek eredményeként a következő bejegyzést kapjuk: Zn+HCL=ZnCl 2 +H 2.

Most áttérünk az egyes elemek atomszámának kiegyenlítésére. Mivel a klór bal oldalán egy atom volt, a kölcsönhatás után pedig kettő, ezért a sósav képlete elé 2-t kell tenni.

Ennek eredményeként az anyagok tömegmaradásának törvényének megfelelő kész reakcióegyenletet kapunk: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Következtetés

Egy tipikus kémiai jegyzet szükségszerűen több kémiai átalakulást tartalmaz. Ennek a tudománynak egyetlen szakasza sem korlátozódik az átalakulások, a feloldódási folyamatok, a párolgás egyszerű szóbeli leírására, mindent szükségszerűen egyenletek erősítenek meg. A kémia sajátossága abban rejlik, hogy minden olyan folyamat, amely különböző szervetlen, ill szerves anyagok, együtthatókkal és indexekkel írható le.

Miben különbözik a kémia a többi tudománytól? A kémiai egyenletek nemcsak a bekövetkező átalakulások leírását segítik, hanem ezek alapján kvantitatív számításokat is végeznek, amelyeknek köszönhetően lehetőség nyílik különféle anyagok laboratóriumi és ipari előállítására.