Ecuația de reacție

În chimie există una Ecuația de reacție - numită și schemă de reacție - prescurtarea unei reacții chimice. Prezintă materialele inițiale și finale ale unei conversii a substanțelor în formula de notare, este uniformă la nivel internațional și este înțeleasă de toți chimiștii. Cu toate acestea, deoarece materialele inițiale și finale NU sunt aceleași când o substanță este convertită, expresia „ecuație” ar trebui lăsată în matematică, în timp ce în chimie este mai corect din punct de vedere tehnic să vorbim despre scheme de reacție care reflectă reacția chimică în notația formulă. Prin urmare, acest articol descrie mai detaliat acest termen tehnic de bază al chimiei și limbajul formulelor corespunzătoare, în timp ce schema de reacție din articol descrie Regulile explicate conform căruia o astfel de schemă de reacție (o astfel de reacție sau ecuație chimică) este formal corectă în limbajul formulelor chimiei creată devine.

Alte cunoștințe de specialitate recomandate

Cântărirea corectă cu balanțele de laborator: ghidul de cântărire

8 pași către o cântare curată - și 5 soluții pentru a o menține curată

Inspecție vizuală zilnică a balanțelor de laborator

Cuprins

Structura unei ecuații de reacție

Structura unei ecuații de reacție (o schemă de reacție) urmează anumite reguli din chimie, a căror aplicare este explicată în detaliu în articolul Schema de reacție la crearea acesteia. Pe scurt, se poate spune:

În partea stângă sunt formula chimică a materiilor prime (materii prime) - în partea dreaptă formula produselor. O săgeată de reacție este scrisă între (de exemplu), care indică direcția în care are loc reacția. Numerele cu majuscule sunt plasate și în fața formulelor. Acești coeficienți stoichiometrici ai substanțelor implicate indică câte molecule ale substanței respective sau câtă cantitate de substanță (în moli) este necesară, consumată sau generată. Ele trebuie alese în așa fel încât să se reproducă corect raporturile molare ale reactanților (condițiile lor stoichiometrice): Pentru fiecare element chimic trebuie să existe același număr de atomi pe partea stângă a unei ecuații de reacție ca pe partea dreaptă (numărul „unu” ca coeficientul stoichiometric nu apare deci ca factor, de exemplu). Acești „coeficienți stoichiometrici” sunt specificați în DIN 32642 numere stoichiometrice numit.

De exemplu, arderea gazului metan (formula: CH4) în gazul oxigenat (formula: 2 O2) devine dioxid de carbon și apă prin ecuație

descris. În acest exemplu există câte un atom pentru carbonul C (stânga în CH4 și dreapta în CO2), pentru hidrogenul H există patru atomi fiecare (stânga în CH4 și dreapta 2 în ambele H2O), iar pentru oxigenul O sunt, de asemenea, patru atomi fiecare (stânga fiecare două în O2 și în dreapta două în CO2 și câte unul în ambele H2O).

Posibile informații suplimentare în ecuațiile de reacție

Pentru clarificare, fazele reactanților sunt date într-o scurtă descriere în schema de reacție, cu condiția ca acest lucru să nu fie nesemnificativ pentru cazul în cauză.

Dacă este necesar, scrieți condițiile de reacție peste săgeată, de ex. furnizarea de energie de activare. Energia de reacție rezultată sau consumată este scrisă pe pagina în care apare sau trebuie consumată.

Pentru calculele termodinamice, entalpia reacției este adesea dată, de exemplu în ecuația de reacție a reacției oxihidrogen

Când se formează un mol de H2O lichid din H2 și O2 gazos, se eliberează 286 kJ de energie. Aici este esențial ca faza substanțelor implicate în reacție să fie de asemenea specificată, deoarece energia este convertită și în timpul tranzițiilor de fază. Căldura de reacție ΔH este de obicei dată la 25 ° C. O valoare pozitivă a lui indicatesH indică reacții endoterme, o valoare negativă reacții exoterme.

În chimie, diferite săgeți sunt utilizate în ecuațiile de reacție, al căror sens este definit exact:

Săgeată de reacție (→)
Săgeată de echilibru ()
Săgeată mezomerică (↔)
Săgeată de sinteză retro ()

Creați o ecuație de reacție

Folosind reacția hidrogen gazos (H2) și oxigen gazos (O2) pentru a forma apa (H2O), ar trebui descrisă crearea unei ecuații de reacție.

Creați interpretare

Observația poate fi utilizată pentru a crea substanțele finale pentru o ecuație de reacție. Știm că apare o substanță nouă. Această substanță nu poate fi hidrogen sau oxigen. Prin urmare, noua substanță trebuie să fie o combinație între un atom de hidrogen și un atom de oxigen. Deci avem:

Notați valorile stoichiometrice

H2 și O2 au valența 0, deoarece aceste molecule constau doar dintr-un singur tip de atom. În HO, H are valența + I și O are valența -II. Acum trebuie să calculăm numerele atomice de H și O pentru produs. Formăm cel mai mic multiplu comun al valorilor:

Acum numărul atomic al acestui kgV este împărțit la valența elementului. Pentru H:

Și pentru O numărul atomic este:

Deci produsul trebuie să fie H2O. Pentru a o verifica, se analizează dacă molecula are o valență totală de 0:

Ecuația reacției este acum:

Determinați factorii

În ultima ecuație ar exista doi atomi de hidrogen (1 H2) și doi atomi de oxigen (1 O2) printre reactanți, dar în produsul de reacție există doi atomi de hidrogen (1 H2) și un atom de oxigen (1 O). Deci, trebuie să scrieți un 2 în fața produsului de reacție:

Cu toate acestea, doi atomi de hidrogen nu sunt suficienți pentru materiile prime, deci trebuie să scrieți și un 2 în fața H2.

Taxe de sold

În unele ecuații de reacție, acum trebuie să adăugați sarcinile. Adăugăm H + sau (OH) - pe partea de ieșire, astfel încât să avem aceeași sarcină pe ambele ecuații de reacție.

Exemplu: partea de ieșire are încărcare +1 și partea de capăt are încărcare +2, atunci trebuie să

Dacă partea de ieșire are încărcare +2 și partea de ieșire are încărcare +1, atunci trebuie să

Adăuga. Acești ioni reacționează apoi cu restul de H + sau (OH) - pentru a forma H2O.

Rezultat

Ecuația reacției este acum:

Mai multe ecuații

În loc de notația completă cu formule empirice complete, cationii sau anionii care nu reacționează cu ei pot fi, de asemenea, eliminați din ecuația reacției. Ecuațiile de reacție create în acest mod sunt de ex. B.:

Utilizarea ecuațiilor de reacție: calcularea vânzărilor

Pentru a calcula metabolismul unei reacții, ecuația reacției este utilizată cu ajutorul cantității de substanță în moli. Bazele acestei metode de calcul pot fi găsite în articolul stoichiometrie (calcule de specialitate în chimie). De exemplu, ecuația de reacție descrisă mai sus pentru arderea gazului metan este luată pe scurt. Schema de reacție este:

Se spune calitativ: metanul și oxigenul reacționează pentru a forma dioxid de carbon și apă.

Se spune cantitativ: 1 mol de gaz metan și 2 moli de oxigen duc la 1 mol de dioxid de carbon + 2 moli de vapori de apă.

Deoarece 1 mol de gaz ocupă 22,4 L spațiu în condiții normale, se mai spune:

22,4 L metan + 44,8 L oxigen rezultă 22,4 L dioxid de carbon + 44,8 L vapori de apă.

Deoarece 1 mol de C cântărește 12 g, 1 mol de metan 16 g, 1 mol de oxigen 32 g, 1 mol de apă 18 g și 1 mol de dioxid de carbon 44 g, se mai spune:

16 g metan + 64 g oxigen duc la 44 g dioxid de carbon + 36 g vapori de apă.

Prin urmare, există 80 g de materii prime (materii prime) și 80 g materiale finale (produse). Fiecare 16 g de gaz metan (22,4 L) se transformă în 44 g de dioxid de carbon.

Calcule similare de conversie sunt posibile pentru orice altă reacție chimică pentru care schema de reacție a fost creată. Cantitățile necesare de materii prime sau cantitățile de produs realizabile teoretic (cu randament de 100%) pot fi calculate utilizând scheme de reacție și mase molare. Pentru eșantionul de activitate Cât de mult hidrogen este produs atunci când 1 g de litiu reacționează cu apa? un astfel de exemplu poate fi găsit în articolul despre stoichiometrie.