Chemická rovnice
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 25. prosince 2020; kontroly vyžadují 26 úprav .Chemická rovnice (rovnice chemické reakce) je podmíněný záznam chemické reakce pomocí chemických vzorců , číselných koeficientů a matematických symbolů .
Rovnice chemické reakce poskytuje kvalitativní a kvantitativní informace o chemické reakci, reaktantech a reakčních produktech; jeho sestavení je založeno na zákonech stechiometrie , především na zákonu zachování hmotnosti látek v chemických reakcích. Kromě rovnic se používají úplná a stručná schémata chemických reakcí - podmíněné záznamy, které dávají představu o povaze reaktantů a produktů, to znamená kvalitativní informace o chemické reakci.
Historie
Na počátku neexistoval pojem chemických rovnic, základní chemické zákony ještě nebyly známy, ale již v alchymistickém období rozvoje chemie se začaly označovat chemické prvky symboly.
S dalším rozvojem chemie se měnily představy o symbolice chemických prvků , matematické notaci, pomocí chemických vzorců . Jean Beguin byl první, kdo navrhl použití chemických rovnic v roce 1615 v jedné z prvních učebnic chemie , Tyrocinium Chymicum ( Principy chemie ) [1] .
Konec 18. – začátek 19. století - tvorba zákonů stechiometrie . U zrodu těchto studií stál německý vědec I. V. Richter . Ve studentských letech na něj velmi zapůsobila slova jeho učitele, filozofa I. Kanta , že v některých oblastech přírodních věd je tolik pravé vědy jako matematiky. Richter svou disertační práci věnoval využití matematiky v chemii. Richter nebýt v podstatě chemik, představil první kvantitativní rovnice chemických reakcí, začal používat termín stechiometrie .
Pravidla kompilace
Pro sestavení rovnic chemických reakcí je kromě znalosti vzorců reaktantů a reakčních produktů nutné zvolit správné koeficienty. To lze provést pomocí jednoduchých pravidel [2] . Na levé straně rovnice zapište vzorce (vzorec) látek, které vstoupily do reakce, a spojte je znaménkem plus. Na pravou stranu rovnice zapište vzorce (vzorec) vzniklých látek, také spojené znaménkem plus. Mezi části rovnice vložte rovnítko nebo šipku. Poté najdou koeficienty - čísla před vzorci látek, aby se počet atomů stejných prvků na levé a pravé straně rovnice rovnal.
Následující symboly se používají k označení různých typů reakcí [3] :
- " " se používá , když je dodržen stechiometrický poměr .
- " " se používá k označení přímé reakce .
- " " se používá k označení reakce , která probíhá v obou směrech .
- " " se používá k označení chemické rovnováhy [4] .
Zákon zachování hmotnosti říká, že látkové množství každého prvku před reakcí se rovná látkovému množství každého prvku po reakci. Tedy levá a pravá strana chemické rovnice musí mít stejný počet atomů jednoho nebo druhého prvku. Chemická rovnice musí být elektricky neutrální, to znamená, že součet nábojů na levé a pravé straně rovnice musí být nulový.
Symboly přes =/→/⇄/⇌ atd.
- znamená, že je potřeba teplo.
- znamená, že do reakce je zapojen elektrický proud. V tomto případě mohou být činidla v jakémkoli stavu agregace. Znamená to ale, že roztokem prochází elektrický proud
- označuje použití nějakého blíže nespecifikovaného katalyzátoru v reakci. Pokud je nutné uvést konkrétní katalyzátor, pak místo „kočka“. napište jeho chemický vzorec
- znamená, že je potřeba tlak
- znamená, že je potřeba kvantum světla
- označuje, že všechna činidla jsou v pevném stavu agregace a mezi nimi není žádná voda
- Různé položky mohou být uvedeny oddělené čárkami. Například v rovnici položka znamená reakční médium
![{\displaystyle {\ce {6CO2{}+6H2O->[hv,{\text{chlorofyl}}]C6H12O6{}+6O2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2c2bb5ad8b28a3d81204e901bb6d78867a571786)
![{\displaystyle {\ce {->[{\text{chlorofyl}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cdcd331de131d7941c5f98a244091551a3f80dc3)
V označení +Q znamená uvolňování tepla a v označení -Q znamená absorpci tepla. Takové rovnice se nazývají termochemické rovnice. Pokud je +Q na konci, znamená to, že reakce je exotermická, a pokud -Q - endotermická.
Záznam znamená, že nedochází k žádné reakci. I když můžete napsat pravou stranu rovnice, přesto ponechat znaménko ≠, například:
Kurz
Chemické rovnice se zpravidla zapisují s nejmenšími celočíselnými koeficienty. Pokud před chemickým vzorcem není žádný koeficient, předpokládá se, že je roven jedné. Kontrola materiálové bilance, tedy počtu atomů na levé a pravé straně, může být následující: před nejsložitější chemický vzorec se umístí koeficient 1. Dále se koeficienty umístí před vzorce v takovém způsobem, že počet atomů každého z prvků na levé a pravé straně rovnice je roven . Pokud je jeden z koeficientů zlomkový, pak by se všechny koeficienty měly vynásobit číslem ve jmenovateli zlomkového koeficientu. Pokud je koeficient 1 před vzorcem, pak se vynechává.
Jedním ze způsobů, jak vyrovnat počet atomů v chemické rovnici, je výběr koeficientů.
Uspořádání koeficientů při chemické reakci spalování metanu:
1CH4 + 02C02 + H20 _ _ _ _Počet atomů uhlíku na levé a pravé straně je stejný. Dalším prvkem pro rovnováhu je vodík. Nalevo jsou 4 atomy vodíku, napravo 2, pro vyrovnání počtu atomů vodíku dejte před vodu faktor 2, jako výsledek:
1CH4 + 02C02 + 2H20 _ _ _ _Kontrola správného umístění koeficientů v libovolné chemické rovnici se provádí počítáním počtu atomů kyslíku, pokud je počet atomů kyslíku stejný na levé a pravé straně, pak jsou koeficienty umístěny správně.
1CH4 + 202C02 + 2H20 _ _ _ _Před molekulami CH 4 a CO 2 je koeficient 1 vynechán.
CH4 + 2O2C02 + 2H20 _ _ _ _Pro složitější případy se používá matematická metoda vyrovnávacích reakcí sestavením soustavy lineárních algebraických rovnic a Garciaova metoda (obdoba Gaussovy matematické metody).
Redoxní reakce
Redoxní reakce jsou protiparalelní chemické reakce, ke kterým dochází se změnou oxidačních stavů atomů tvořících reaktanty, které se realizují redistribucí elektronů mezi oxidujícím atomem a redukujícím atomem. Jakákoli redoxní reakce je jednotou dvou opačných transformací - oxidace a redukce, probíhajících současně a bez oddělení jedné od druhé.
Při sestavování rovnice pro redoxní reakci je nutné určit redukční činidlo, oxidační činidlo a počet daných a přijatých elektronů. Koeficienty se zpravidla volí buď metodou elektronové bilance , nebo metodou elektron-iontové bilance (někdy se tato metoda nazývá metoda poloviční reakce ).
Psaní iontových rovnic
Iontové rovnice jsou chemické rovnice, ve kterých jsou elektrolyty zapsány jako disociované ionty. Iontové rovnice se používají k zápisu substitučních reakcí a výměnných reakcí ve vodných roztocích. Příklad, výměnná reakce, interakce chloridu vápenatého a dusičnanu stříbrného za vzniku sraženiny chloridu stříbrného:
CaCl 2 (l) + 2AgN03 (l) Ca(NO 3 ) 2 (l) + 2AgCl (tv)úplná iontová rovnice:
Ca 2+ + 2Cl - + 2Ag + + 2NO 3 - Ca 2+ + 2NO 3 - + 2AgCl (pevná látka)Viz také
Poznámky
- ↑ Crosland, MP Použití diagramů jako chemických „rovnic“ v přednáškách Williama Cullena a Josepha Blacka // Annals of Science : deník. - 1959. - Sv. 15 , č. 2 . - S. 75-90 . - doi : 10.1080/00033795900200088 .
- ↑ Chemické rovnice / Gabrielyan O.S. Chemistry. 8. třída. - M. Drofa, 2013. - 288 s. (str. 160)
- ↑ IUPAC Gold Book internetové vydání: " rovnice chemické reakce ".
- ↑ Marshall, Hugh. Navrhované úpravy znaku rovnosti pro použití v chemické notaci // Proceedings of the Royal Society of Edinburgh: journal. - 1902. - Sv. 24 . - str. 85-87 . - doi : 10.1017/S0370164600007720 .
Literatura
- Levitsky M. Jazyk chemiků // Chemie a život. - 2000. - č. 1. - S.50-52.
- Kudryavtsev A. A. Kompilace chemických rovnic - 4. vydání, revidováno. a další, 1968-359 s.
- Berg L. G. Gromakov S. D. Zoroatskaya I. V. Averko-Antonovich I. N. Metody výběru koeficientů v chemických rovnicích - Kazan: Publishing House of Kazan University, 1959.- 148 s.
- Leenson I. A. Sudé nebo liché - M.: Chemistry, 1987. - 176 s.
Odkazy
 Slovníky a encyklopedie |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||