Eine chemische Gleichung ist eine Aufzeichnung einer Reaktion unter Verwendung der Symbole der Elemente und der Formeln der daran beteiligten Verbindungen. Die relativen Mengen an Reaktanten und Produkten, ausgedrückt in Mol, werden durch numerische Koeffizienten in der vollständigen (ausgeglichenen) Reaktionsgleichung angegeben. Diese Verhältnisse werden manchmal als stöchiometrische Verhältnisse bezeichnet. Gegenwärtig gibt es eine zunehmende Tendenz, Angaben über den physikalischen Zustand von Edukten und Produkten in chemische Gleichungen aufzunehmen. Dies geschieht unter Verwendung der folgenden Bezeichnungen: (gas) oder bedeutet einen gasförmigen Zustand, (-flüssig, ) - fest, (-wässrige Lösung).

Eine chemische Gleichung kann auf der Grundlage experimentell ermittelter Kenntnisse der Reaktanten und Produkte der untersuchten Reaktion sowie durch Messen der relativen Mengen jedes Reaktanten und Produkts, die an der Reaktion teilnehmen, aufgestellt werden.

Schreiben einer chemischen Gleichung

Das Erstellen einer vollständigen chemischen Gleichung umfasst die folgenden vier Schritte.

1. Stufe. Die Reaktion verbal festhalten. Zum Beispiel,

2. Stufe. Ersetzen von verbalen Namen durch Formeln von Reagenzien und Produkten.

3. Stufe. Gleichungsausgleich (Bestimmung seiner Koeffizienten)

Eine solche Gleichung wird als ausgeglichen oder stöchiometrisch bezeichnet. Die Notwendigkeit, die Gleichung auszugleichen, ergibt sich aus der Tatsache, dass bei jeder Reaktion das Gesetz der Erhaltung der Materie erfüllt sein muss. Bezogen auf die als Beispiel betrachtete Reaktion bedeutet dies, dass darin kein einziges Magnesium-, Kohlenstoff- oder Sauerstoffatom entstehen oder verschwinden kann. Mit anderen Worten, die Anzahl der Atome jedes Elements auf der linken und rechten Seite einer chemischen Gleichung muss gleich sein.

4. Stufe. Angabe des körperlichen Zustands jedes Reaktionsteilnehmers.

Arten von chemischen Gleichungen

Betrachten Sie die folgende vollständige Gleichung:

Diese Gleichung beschreibt das gesamte Reaktionssystem als Ganzes. Vereinfacht lässt sich die betrachtete Reaktion aber auch mit der Ionengleichung darstellen.

Diese Gleichung enthält keine Informationen über Sulfationen, die nicht darin aufgeführt sind, da sie an der betrachteten Reaktion nicht teilnehmen. Solche Ionen werden Beobachterionen genannt.

Die Reaktion zwischen Eisen und Kupfer (II) ist ein Beispiel für Redoxreaktionen (s. Kap. 10). Es kann bedingt in zwei Reaktionen unterteilt werden, von denen eine die Reduktion und die andere die Oxidation beschreibt und gleichzeitig in der Gesamtreaktion auftritt:

Diese beiden Gleichungen werden Halbreaktionsgleichungen genannt. Sie werden besonders häufig in der Elektrochemie verwendet, um Prozesse zu beschreiben, die an Elektroden ablaufen (s. Kap. 10).

Interpretation chemischer Gleichungen

Betrachten Sie die folgende einfache stöchiometrische Gleichung:

Es kann auf zwei Arten interpretiert werden. Erstens reagiert gemäß dieser Gleichung ein Mol Wasserstoffmoleküle mit einem Mol Brommolekülen, um zwei Mol Bromwasserstoffmoleküle zu bilden.Diese Interpretation der chemischen Gleichung wird manchmal als ihre molare Interpretation bezeichnet.

Diese Gleichung kann aber auch so interpretiert werden, dass in der resultierenden Reaktion (siehe unten) ein Wasserstoffmolekül mit einem Brommolekül zu zwei Bromwasserstoffmolekülen reagiert.Eine solche Interpretation einer chemischen Gleichung wird manchmal als ihre molekulare Interpretation bezeichnet.

Sowohl molare als auch molekulare Interpretationen sind gleichermaßen gültig. Es wäre jedoch völlig falsch, aus der betrachteten Reaktionsgleichung zu schließen, dass ein Wasserstoffmolekül mit einem Brommolekül zu zwei Bromwasserstoffmolekülen kollidiert, da diese Reaktion wie die meisten anderen abläuft in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen. Die Gesamtheit aller dieser Stufen wird üblicherweise als Reaktionsmechanismus bezeichnet (s. Kap. 9). In unserem Beispiel umfasst die Reaktion die folgenden Schritte:

Die betrachtete Reaktion ist also eigentlich eine Kettenreaktion, an der Zwischenprodukte (Zwischenreagenzien), Radikale genannt, teilnehmen (siehe Kapitel 9). Der Mechanismus der betrachteten Reaktion schließt auch andere Stufen und Nebenreaktionen ein. Somit gibt die stöchiometrische Gleichung nur die resultierende Reaktion an. Sie gibt keine Auskunft über den Reaktionsmechanismus.

Berechnungen mit chemischen Gleichungen

Chemische Gleichungen sind der Ausgangspunkt für eine Vielzahl chemischer Berechnungen. Hier und später in diesem Buch werden einige Beispiele für solche Berechnungen gegeben.

Berechnung der Masse von Edukten und Produkten. Wir wissen bereits, dass eine ausgewogene chemische Gleichung die relativen molaren Mengen der an einer Reaktion beteiligten Reaktanten und Produkte angibt. Diese quantitativen Daten erlauben die Berechnung der Massen von Edukten und Produkten.

Berechnen Sie die Masse an Silberchlorid, die gebildet wird, wenn eine überschüssige Menge Kochsalzlösung zu einer Lösung gegeben wird, die 0,1 Mol Silber in Form von Ionen enthält

Der erste Schritt all dieser Berechnungen besteht darin, die Gleichung der betrachteten Reaktion zu schreiben: I

Da bei der Reaktion ein Überschuss an Chlorid-Ionen verwendet wird, kann davon ausgegangen werden, dass alle in der Lösung vorhandenen Ionen umgewandelt werden in. Die Reaktionsgleichung zeigt, dass aus einem Mol ein Mol Ionen entsteht. Daraus lässt sich die berechnen Masse der gebildeten wie folgt:

Somit,

Da g/mol also

Bestimmung der Konzentration von Lösungen. Berechnungen basierend auf stöchiometrischen Gleichungen liegen der quantitativen chemischen Analyse zugrunde. Betrachten Sie als Beispiel die Bestimmung der Konzentration einer Lösung aus einer bekannten Masse des bei der Reaktion gebildeten Produkts. Diese Art der quantitativen chemischen Analyse wird gravimetrische Analyse genannt.

Der Nitratlösung wurde eine Menge Kaliumjodidlösung zugesetzt, die ausreicht, um das gesamte Blei in Form von Jodid auszufällen Die Masse des resultierenden Jodids betrug 2,305 g Das Volumen der anfänglichen Nitratlösung war gleich.

Wir sind bereits auf die Gleichung der betrachteten Reaktion gestoßen:

Diese Gleichung zeigt, dass ein Mol Blei(II)nitrat benötigt wird, um ein Mol Jodid herzustellen. Bestimmen wir die molare Menge an Blei(II)-iodid, die bei der Reaktion gebildet wird. Soweit

Eine chemische Gleichung kann als Visualisierung einer chemischen Reaktion unter Verwendung der Zeichen der Mathematik und der chemischen Formeln bezeichnet werden. Eine solche Aktion spiegelt eine Art Reaktion wider, bei der neue Substanzen auftreten.

Chemische Aufgaben: Typen

Eine chemische Gleichung ist eine Folge chemischer Reaktionen. Sie basieren auf dem Massenerhaltungssatz beliebiger Substanzen. Es gibt nur zwei Arten von Reaktionen:

• Verbindungen - dazu gehören (es werden Atome komplexer Elemente durch Atome einfacher Reagenzien ersetzt), Austausch (Substitution von Komponenten zweier komplexer Substanzen), Neutralisation (Reaktion von Säuren mit Basen, Bildung von Salz und Wasser).
• Zersetzung - die Bildung von zwei oder mehr komplexen oder einfachen Substanzen aus einem Komplex, aber ihre Zusammensetzung ist einfacher.

Chemische Reaktionen können auch in Typen eingeteilt werden: exotherm (unter Wärmeabgabe) und endotherm (Wärmeaufnahme).

Diese Frage beschäftigt viele Studierende. Hier sind einige einfache Tipps, die Ihnen helfen, das Lösen chemischer Gleichungen zu lernen:

• Wunsch zu verstehen und zu meistern. Du darfst nicht von deinem Ziel abweichen.
• Theoretisches Wissen. Ohne sie ist es unmöglich, auch nur eine Elementarformel der Verbindung zu erstellen.
• Die Richtigkeit des Schreibens eines chemischen Problems - selbst der kleinste Fehler in der Bedingung wird alle Ihre Bemühungen, es zu lösen, zunichte machen.

Es ist wünschenswert, dass der Prozess des Lösens chemischer Gleichungen für Sie spannend ist. Dann werden die chemischen Gleichungen (wie man sie löst und welche Punkte Sie beachten müssen, werden wir in diesem Artikel analysieren) für Sie kein Problem mehr sein.

Probleme, die mit den Gleichungen chemischer Reaktionen gelöst werden

Zu diesen Aufgaben gehören:

• Ermitteln der Masse einer Komponente bei gegebener Masse eines anderen Reagenzes.
• Aufgaben für die Kombination "Masse-Maulwurf".
• Berechnungen für die Kombination "Volumen-Mol".
• Beispiele für den Begriff „Exzess“.
• Berechnungen mit Reagenzien, von denen eines nicht frei von Verunreinigungen ist.
• Aufgaben für den Zerfall des Reaktionsergebnisses und für Produktionsverluste.
• Probleme beim Finden einer Formel.
• Aufgaben, bei denen Reagenzien als Lösungen bereitgestellt werden.
• Aufgaben mit Mischungen.

Jeder dieser Aufgabentypen umfasst mehrere Untertypen, die meist im ersten Schulchemieunterricht ausführlich besprochen werden.

Chemische Gleichungen: So lösen

Es gibt einen Algorithmus, der hilft, fast jede Aufgabe dieser schwierigen Wissenschaft zu bewältigen. Um zu verstehen, wie man chemische Gleichungen richtig löst, müssen Sie einem bestimmten Muster folgen:

• Vergessen Sie beim Schreiben der Reaktionsgleichung nicht, die Koeffizienten einzustellen.
• Bestimmen Sie, wie Sie unbekannte Daten finden.
• Die Richtigkeit der Anwendung in der gewählten Anteilsformel oder die Verwendung des Begriffs "Stoffmenge".
• Achten Sie auf Maßeinheiten.

Am Ende ist es wichtig, die Aufgabe zu überprüfen. Während des Lösungsprozesses könnten Sie einen elementaren Fehler machen, der das Ergebnis der Entscheidung beeinflusst.

Grundregeln zum Aufstellen chemischer Gleichungen

Wenn Sie der richtigen Reihenfolge folgen, wird Sie die Frage, was chemische Gleichungen sind und wie sie gelöst werden, nicht stören:

• Formeln der reagierenden Substanzen (Reagenzien) stehen auf der linken Seite der Gleichung.
• Auf der rechten Seite der Gleichung stehen bereits die Formeln der Stoffe, die durch die Reaktion entstehen.

Die Formulierung der Reaktionsgleichung basiert auf dem Massenerhaltungssatz von Stoffen. Daher müssen beide Seiten der Gleichung gleich sein, dh mit der gleichen Anzahl von Atomen. Dies kann erreicht werden, wenn die Koeffizienten den Stoffformeln richtig vorangestellt werden.

Anordnung von Koeffizienten in einer chemischen Gleichung

Der Algorithmus zum Platzieren der Koeffizienten lautet wie folgt:

• Zähle auf der linken und rechten Seite der Gleichung die Atome jedes Elements.
• Bestimmung der sich ändernden Anzahl von Atomen in einem Element. Sie müssen auch N.O.K.
• Das Erhalten von Koeffizienten wird durch Dividieren von N.O.K. für Indizes. Achten Sie darauf, diese Zahlen vor die Formeln zu setzen.
• Der nächste Schritt besteht darin, die Anzahl der Atome neu zu berechnen. Manchmal ist es notwendig, eine Aktion zu wiederholen.

Die Gleichstellung der Anteile einer chemischen Reaktion erfolgt mit Hilfe von Koeffizienten. Die Berechnung der Indizes erfolgt über die Wertigkeit.

Für die erfolgreiche Aufstellung und Lösung chemischer Gleichungen ist es notwendig, die physikalischen Eigenschaften der Materie wie Volumen, Dichte, Masse zu berücksichtigen. Sie müssen auch den Zustand des reagierenden Systems (Konzentration, Temperatur, Druck) kennen und die Maßeinheiten dieser Größen verstehen.

Um die Frage zu verstehen, was chemische Gleichungen sind und wie man sie löst, ist es notwendig, die grundlegenden Gesetze und Konzepte dieser Wissenschaft zu verwenden. Um solche Probleme erfolgreich zu berechnen, ist es auch notwendig, sich die Fähigkeiten mathematischer Operationen zu merken oder zu beherrschen, um Aktionen mit Zahlen ausführen zu können. Wir hoffen, dass Ihnen mit unseren Tipps der Umgang mit chemischen Gleichungen leichter fällt.

Hauptgegenstand des Verständnisses in der Chemie sind die Reaktionen zwischen verschiedenen chemischen Elementen und Stoffen. Ein großes Bewusstsein für die Gültigkeit des Zusammenwirkens von Stoffen und Prozessen in chemischen Reaktionen ermöglicht es, diese zu beherrschen und für ihre eigenen Zwecke zu nutzen. Eine chemische Gleichung ist eine Methode zum Ausdrücken einer chemischen Reaktion, in der die Formeln der Ausgangssubstanzen und -produkte geschrieben sind, Indikatoren, die die Anzahl der Moleküle einer Substanz anzeigen. Chemische Reaktionen werden in Verknüpfungs-, Substitutions-, Zersetzungs- und Austauschreaktionen unterteilt. Unter ihnen dürfen auch Redox, Ionen, reversibel und irreversibel, exogen usw. unterschieden werden.

Anweisung

1. Bestimmen Sie, welche Substanzen in Ihrer Reaktion miteinander interagieren. Schreibe sie auf die linke Seite der Gleichung. Betrachten Sie zum Beispiel die chemische Reaktion zwischen Aluminium und Schwefelsäure. Ordnen Sie die Reagenzien auf der linken Seite an: Al + H2SO4 Als nächstes setzen Sie ein "Gleichheitszeichen", wie in einer mathematischen Gleichung. In der Chemie findet man einen nach rechts weisenden Pfeil oder zwei entgegengesetzt gerichtete Pfeile, ein „Zeichen der Reversibilität“. Durch die Wechselwirkung eines Metalls mit einer Säure entsteht ein Salz und Wasserstoff. Schreiben Sie die Reaktionsprodukte nach dem Gleichheitszeichen rechts: Al + H2SO4 \u003d Al2 (SO4) 3 + H2 Das Reaktionsschema wird erhalten.

2. Um eine chemische Gleichung zu schreiben, musst du die Exponenten finden. Auf der linken Seite des zuvor erhaltenen Schemas enthält Schwefelsäure Wasserstoff-, Schwefel- und Sauerstoffatome im Verhältnis 2:1:4, auf der rechten Seite befinden sich 3 Schwefelatome und 12 Sauerstoffatome in der Zusammensetzung des Salzes und 2 Wasserstoffatome im H2-Gasmolekül. Auf der linken Seite beträgt das Verhältnis dieser 3 Elemente 2:3:12.

3. Um die Anzahl der Schwefel- und Sauerstoffatome in der Zusammensetzung von Aluminium(III)-sulfat auszugleichen, stellen Sie den Indikator 3 auf der linken Seite der Gleichung vor die Säure, jetzt befinden sich auf der linken Seite sechs Wasserstoffatome. Um die Anzahl der Wasserstoffelemente auszugleichen, setzen Sie den Indikator 3 auf der rechten Seite davor. Jetzt ist das Verhältnis der Atome in beiden Teilen 2:1:6.

4. Es bleibt, die Anzahl von Aluminium auszugleichen. Da das Salz zwei Metallatome enthält, setzen Sie vor dem Aluminium auf der linken Seite des Diagramms eine 2. Als Ergebnis erhalten Sie die Reaktionsgleichung für dieses Schema: 2Al + 3H2SO4 \u003d Al2 (SO4) 3 + 3H2

Eine Reaktion ist die Umwandlung einer Chemikalie in eine andere. Und die Formel, um sie mit Hilfe spezieller Symbole zu schreiben, ist die Gleichung dieser Reaktion. Es gibt verschiedene Arten chemischer Wechselwirkungen, aber die Regel zum Schreiben ihrer Formeln ist identisch.

Du wirst brauchen

• Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew

Anweisung

1. Die Ausgangssubstanzen, die reagieren, stehen auf der linken Seite der Gleichung. Sie werden Reagenzien genannt. Die Aufzeichnung erfolgt mit Hilfe spezieller Symbole, die beliebige Substanzen bezeichnen. Zwischen Reagenzsubstanzen wird ein Pluszeichen gesetzt.

2. Auf der rechten Seite der Gleichung steht die Formel der resultierenden ein oder mehreren Substanzen, die als Reaktionsprodukte bezeichnet werden. Anstelle eines Gleichheitszeichens wird zwischen der linken und rechten Seite der Gleichung ein Pfeil platziert, der die Richtung der Reaktion anzeigt.

3. Wenn Sie später die Formeln der Reaktanten und Reaktionsprodukte schreiben, müssen Sie die Indikatoren der Reaktionsgleichung anordnen. Dies geschieht, damit nach dem Massenerhaltungssatz der Materie die Anzahl der Atome desselben Elements im linken und rechten Teil der Gleichung gleich bleibt.

4. Um die Indikatoren richtig anzuordnen, müssen Sie alle Substanzen erkennen, die an der Reaktion teilnehmen. Dazu wird eines der Elemente genommen und die Anzahl seiner Atome links und rechts verglichen. Wenn es anders ist, müssen Sie ein Vielfaches der Zahlen finden, die die Anzahl der Atome einer bestimmten Substanz im linken und rechten Teil angeben. Danach wird diese Zahl durch die Anzahl der Atome der Substanz im entsprechenden Teil der Gleichung geteilt, und für jeden ihrer Teile wird ein Indikator erhalten.

5. Da der Indikator vor der Formel steht und für jeden darin enthaltenen Stoff gilt, besteht der nächste Schritt darin, die erhaltenen Daten mit der Nummer eines anderen Stoffes zu vergleichen, der Teil der Formel ist. Dies erfolgt analog zum ersten Element und unter Berücksichtigung des vorhandenen Kennzeichens für jede Formel.

6. Später, nachdem alle Elemente der Formel geparst wurden, wird eine abschließende Überprüfung der Übereinstimmung des linken und rechten Teils durchgeführt. Dann kann die Reaktionsgleichung als vollständig betrachtet werden.

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In den Gleichungen chemischer Reaktionen ist es unmöglich, die linke und rechte Seite zu vertauschen. Andernfalls wird sich ein Schema eines völlig anderen Prozesses herausstellen.

Hilfreicher Rat
Die Anzahl der Atome sowohl der einzelnen Reagenzsubstanzen als auch der Substanzen, aus denen die Reaktionsprodukte bestehen, wird unter Verwendung des Periodensystems der chemischen Elemente von D.I. bestimmt. Mendelejew

Wie wenig überraschend die Natur für einen Menschen ist: Im Winter hüllt sie die Erde in eine Schneedecke, im Frühling offenbart sie alles Lebendige wie Popcornflakes, im Sommer tobt sie in einem Farbenrausch, im Herbst setzt sie Pflanzen in Brand rotes Feuer ... Und nur wenn man darüber nachdenkt und genau hinschaut, erkennt man, was hinter all diesen gewohnten Veränderungen steckt, sind schwierige physikalische Prozesse und CHEMISCHE REAKTIONEN. Und um alle Lebewesen zu untersuchen, muss man chemische Gleichungen lösen können. Die Hauptanforderung beim Ausgleichen chemischer Gleichungen ist die Kenntnis des Erhaltungssatzes der Stoffzahl: 1) Die Stoffzahl vor der Reaktion ist gleich der Stoffzahl nach der Reaktion; 2) Die Gesamtzahl der Stoffe vor der Reaktion ist gleich der Gesamtzahl der Stoffe nach der Reaktion.

Anweisung

1. Um das chemische "Beispiel" abzugleichen, müssen Sie einige Schritte befolgen Die gleichung Reaktionen im Allgemeinen. Dazu werden unbekannte Indikatoren vor den Stoffformeln mit den Buchstaben des lateinischen Alphabets (x, y, z, t usw.) bezeichnet. Lassen Sie es erforderlich sein, die Reaktion der Kombination von Wasserstoff und Sauerstoff auszugleichen, wodurch Wasser erhalten wird. Setzen Sie vor den Wasserstoff-, Sauerstoff- und Wassermolekülen die lateinischen Buchstaben (x, y, z) - Indikatoren.

2. Stellen Sie für jedes Element auf der Grundlage des physikalischen Gleichgewichts mathematische Gleichungen auf und erhalten Sie ein Gleichungssystem. Nehmen Sie in diesem Beispiel für Wasserstoff links 2x, weil es den Index „2“ hat, rechts - 2z, Tee hat auch den Index „2“, es stellt sich heraus 2x=2z, otsel, x=z. Für Sauerstoff nehmen Sie 2y auf der linken Seite, weil es einen Index „2“ gibt, auf der rechten Seite - z, es gibt keinen Index für Tee, was bedeutet, dass es gleich eins ist, was normalerweise nicht geschrieben wird. Es stellt sich heraus, 2y=z und z=0,5y.

Beachten Sie!
Wenn eine größere Anzahl chemischer Elemente an der Gleichung beteiligt ist, wird die Aufgabe nicht komplizierter, sondern nimmt an Volumen zu, was nicht erschreckt werden sollte.

Hilfreicher Rat
Es ist auch möglich, Reaktionen mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitstheorie auszugleichen, indem man die Wertigkeiten chemischer Elemente verwendet.

Tipp 4: Wie man eine Redoxreaktion komponiert

Redoxreaktionen sind Reaktionen mit Änderung der Oxidationsstufe. Es kommt oft vor, dass die Ausgangsstoffe gegeben sind und es notwendig ist, die Produkte ihrer Wechselwirkung aufzuschreiben. Gelegentlich kann dieselbe Substanz in unterschiedlichen Umgebungen unterschiedliche Endprodukte ergeben.

Anweisung

1. Je nach Reaktionsmedium, aber auch je nach Oxidationsgrad verhält sich die Substanz unterschiedlich. Ein Stoff ist in seiner höchsten Oxidationsstufe immer ein Oxidationsmittel und in seiner niedrigsten Oxidationsstufe ein Reduktionsmittel. Um ein saures Milieu herzustellen, wird traditionell Schwefelsäure (H2SO4) verwendet, seltener Salpetersäure (HNO3) und Salzsäure (HCl). Ggf. alkalisches Milieu herstellen, Natronlauge (NaOH) und Kalilauge (KOH) verwenden. Schauen wir uns einige Beispiele für Substanzen an.

2. MnO4(-1)-Ion. In saurer Umgebung verwandelt es sich in Mn (+2), eine farblose Lösung. Wenn das Medium neutral ist, wird MnO2 gebildet, es bildet sich ein brauner Niederschlag. In alkalischem Milieu erhält man MnO4 (+2), eine grüne Lösung.

3. Wasserstoffperoxid (H2O2). Handelt es sich um ein Oxidationsmittel, d.h. nimmt Elektronen auf, dann wandelt es sich in neutralen und alkalischen Medien nach dem Schema: H2O2 + 2e = 2OH (-1). Im sauren Milieu erhalten wir: H2O2 + 2H(+1) + 2e = 2H2O Vorausgesetzt, Wasserstoffperoxid ist ein Reduktionsmittel, d.h. gibt Elektronen ab, in saurem Medium entsteht O2, in alkalischem Medium O2 + H2O. Wenn H2O2 in eine Umgebung mit einem starken Oxidationsmittel gelangt, wird es selbst zu einem Reduktionsmittel.

4. Das Cr2O7-Ion ist ein Oxidationsmittel; in einer sauren Umgebung verwandelt es sich in 2Cr(+3), die eine grüne Farbe haben. Aus dem Cr(+3)-Ion in Gegenwart von Hydroxidionen, d.h. im alkalischen Milieu entsteht gelbes CrO4(-2).

5. Lassen Sie uns ein Beispiel für die Zusammensetzung der Reaktion geben: KI + KMnO4 + H2SO4 - Bei dieser Reaktion befindet sich Mn in seiner höchsten Oxidationsstufe, dh es ist ein Oxidationsmittel, das Elektronen aufnimmt. Die Umgebung ist sauer, Schwefelsäure (H2SO4) zeigt uns das. Das Reduktionsmittel ist hier I (-1), es gibt Elektronen ab und erhöht gleichzeitig seine Oxidationsstufe. Wir schreiben die Reaktionsprodukte auf: KI + KMnO4 + H2SO4 - MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O. Wir ordnen die Indikatoren nach der Methode des elektronischen Gleichgewichts oder der Halbreaktionsmethode an, wir erhalten: 10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O.

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Vergessen Sie nicht, Indikatoren zu Ihren Reaktionen hinzuzufügen!

Chemische Reaktionen sind Wechselwirkungen von Stoffen, begleitet von einer Änderung ihrer Zusammensetzung. Mit anderen Worten, die in die Reaktion eintretenden Stoffe entsprechen nicht den aus der Reaktion resultierenden Stoffen. Eine Person trifft stündlich, jede Minute auf ähnliche Interaktionen. Auch in seinem Körper ablaufende Teeprozesse (Atmung, Proteinsynthese, Verdauung etc.) sind chemische Reaktionen.

Anweisung

1. Jede chemische Reaktion muss korrekt geschrieben werden. Eine der Hauptanforderungen ist, dass die Anzahl der Atome des gesamten Elements von Stoffen auf der linken Seite der Reaktion (sie werden „Ausgangsstoffe“ genannt) der Anzahl von Atomen desselben Elements in den Stoffen auf der rechten Seite entspricht (sie werden „Reaktionsprodukte“ genannt). Mit anderen Worten, die Aufzeichnung der Reaktion muss ausgeglichen werden.

2. Schauen wir uns ein konkretes Beispiel an. Was passiert, wenn in der Küche ein Gasbrenner angezündet wird? Erdgas reagiert mit Luftsauerstoff. Diese Oxidationsreaktion ist so exotherm, dh unter Wärmeabgabe, dass eine Flamme entsteht. Mit deren Unterstützung kochen Sie entweder Speisen oder erhitzen bereits gekochte Speisen.

3. Nehmen Sie der Einfachheit halber an, dass Erdgas nur aus einer seiner Komponenten besteht – Methan, das die Formel CH4 hat. Denn wie soll man diese Reaktion komponieren und ausgleichen?

4. Bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, also bei der Oxidation von Kohlenstoff durch Sauerstoff, entsteht Kohlendioxid. Sie kennen seine Formel: CO2. Was entsteht, wenn im Methan enthaltener Wasserstoff mit Sauerstoff oxidiert wird? Definitiv Wasser in Form von Dampf. Selbst der entfernteste Mensch von der Chemie kennt seine Formel auswendig: H2O.

5. Es stellt sich heraus, dass auf der linken Seite der Reaktion die Ausgangsstoffe notiert werden: CH4 + O2, auf der rechten Seite jeweils die Reaktionsprodukte: CO2 + H2O.

6. Die Vorabaufzeichnung dieser chemischen Reaktion wird weiter sein: CH4 + O2 = CO2 + H2O.

7. Gleichen Sie die obige Reaktion aus, dh erreichen Sie die Grundregel: Die Anzahl der Atome des gesamten Elements im linken und rechten Teil der chemischen Reaktion muss identisch sein.

8. Sie können sehen, dass die Anzahl der Kohlenstoffatome gleich ist, aber die Anzahl der Sauerstoff- und Wasserstoffatome unterschiedlich ist. Auf der linken Seite befinden sich 4 Wasserstoffatome und auf der rechten Seite nur 2. Setzen Sie daher den Indikator 2 vor die Wasserformel. Erhalten Sie: CH4 + O2 \u003d CO2 + 2H2O.

9. Die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome werden ausgeglichen, jetzt bleibt es, dasselbe mit Sauerstoff zu tun. Auf der linken Seite befinden sich 2 Sauerstoffatome und auf der rechten Seite 4. Wenn Sie den Index 2 vor das Sauerstoffmolekül setzen, erhalten Sie die endgültige Aufzeichnung der Methanoxidationsreaktion: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

Eine Reaktionsgleichung ist eine bedingte Aufzeichnung eines chemischen Prozesses, bei dem einige Substanzen mit einer Änderung ihrer Eigenschaften in andere umgewandelt werden. Zur Erfassung chemischer Reaktionen werden Stoffformeln und Kenntnisse über die chemischen Eigenschaften von Verbindungen verwendet.

Anweisung

1. Schreiben Sie die Formeln richtig nach ihren Namen. Nehmen wir an, Aluminiumoxid Al&sub2;O&sub3;, Index 3 von Aluminium (entsprechend seinem Oxidationszustand in dieser Verbindung) in der Nähe von Sauerstoff und Index 2 (Oxidationszustand von Sauerstoff) in der Nähe von Aluminium. Wenn die Oxidationsstufe +1 oder -1 ist, wird der Index nicht gesetzt. Zum Beispiel müssen Sie die Formel für Ammoniumnitrat aufschreiben. Nitrat ist der Säurerest von Salpetersäure (-NO?, s.o. -1), Ammonium (-NH?, s.o. +1). Die Formel für Ammoniumnitrat ist also NH? NEIN?. Gelegentlich wird die Oxidationsstufe im Namen der Verbindung angegeben. Schwefeloxid (VI) - SO&sub2;, Siliziumoxid (II) SiO. Manche Urstoffe (Gase) werden mit Index 2 geschrieben: Cl?, J?, F?, O?, H? usw.

2. Sie müssen wissen, welche Substanzen reagieren. Sichtbare Reaktionszeichen: Gasentwicklung, Farbumwandlung und Niederschlag. Nicht selten verlaufen die Reaktionen ohne sichtbare Veränderungen. Beispiel 1: Neutralisationsreaktion H?SO? + 2 NaOH? Na?SO? + 2 H?O Natriumhydroxid reagiert mit Schwefelsäure, um ein lösliches Salz aus Natriumsulfat und Wasser zu bilden. Das Natriumion wird abgespalten und mit dem Säurerest vereinigt, wodurch der Wasserstoff ersetzt wird. Die Reaktion verläuft ohne äußere Anzeichen. Beispiel 2: Jodoformtest С?H?OH + 4 J? + 6 NaOH?CHJ? + 5 NaJ + HCOONa + 5 H?O Die Reaktion verläuft in mehreren Stufen. Das Endergebnis ist die Ausfällung von gelben Jodoformkristallen (gute Reaktion auf Alkohole). Beispiel 3: Zn + K?SO? ? Die Reaktion ist undenkbar, denn Bei einer Reihe von Metallspannungen ist Zink später als Kalium und kann es nicht aus Verbindungen verdrängen.

3. Das Massenerhaltungsgesetz besagt, dass die Masse der Reaktanten gleich der Masse der gebildeten Stoffe ist. Eine kompetente Aufzeichnung einer chemischen Reaktion ist die halbe Miete. Sie müssen Indikatoren einrichten. Beginnen Sie mit dem Ausgleich mit den Verbindungen, in deren Formeln große Indizes vorhanden sind. K?Cr?O? + 14 HCl? 2CrCl? + 2 KCl + 3 Cl?? + 7 HO seine Formel enthält den größten Index (7). Eine solche Genauigkeit bei der Aufzeichnung von Reaktionen ist erforderlich, um Masse, Volumen, Konzentration, freigesetzte Energie und andere Größen zu berechnen. Seien Sie aufmerksam. Erinnern Sie sich an die gebräuchlichsten Formeln von Säuren und Basen sowie Säureresten.

Tipp 7: Redoxgleichungen ermitteln

Eine chemische Reaktion ist ein Prozess der Reinkarnation von Substanzen, der mit einer Änderung ihrer Zusammensetzung auftritt. Die Stoffe, die an der Reaktion teilnehmen, werden als Ausgangsstoffe bezeichnet, und diejenigen, die als Ergebnis dieses Prozesses entstehen, als Produkte. Es kommt vor, dass im Laufe einer chemischen Reaktion die Elemente, aus denen die Ausgangsstoffe bestehen, ihren Oxidationszustand ändern. Das heißt, sie können die Elektronen anderer Menschen annehmen und ihre eigenen abgeben. In beiden Fällen ändert sich ihre Ladung. Solche Reaktionen werden Redoxreaktionen genannt.

Anweisung

1. Schreiben Sie die genaue Gleichung für die chemische Reaktion auf, die Sie in Betracht ziehen. Schauen Sie sich an, welche Elemente in der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe enthalten sind und welche Oxidationsstufen diese Elemente haben. Vergleichen Sie später diese Zahlen mit den Oxidationsstufen der gleichen Elemente auf der rechten Seite der Reaktion.

2. Wenn sich die Oxidationsstufe geändert hat, ist diese Reaktion Redox. Wenn die Oxidationsstufen aller Elemente gleich blieben, dann nein.

3. Hier ist zum Beispiel die weithin bekannte Reaktion guter Qualität zum Nachweis des Sulfations SO4 ^2-. Seine Essenz ist, dass Bariumsulfat, das die Formel BaSO4 hat, in Wasser praktisch unlöslich ist. Wenn es gebildet wird, fällt es sofort in Form eines dichten, schweren weißen Niederschlags aus. Schreiben Sie eine Gleichung für eine ähnliche Reaktion auf, sagen wir BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl.

4. Es stellt sich heraus, dass aus der Reaktion ersichtlich ist, dass zusätzlich zum Niederschlag von Bariumsulfat Natriumchlorid gebildet wurde. Ist diese Reaktion eine Redoxreaktion? Nein, ist es nicht, denn kein einziges Element, das Teil der Ausgangsstoffe ist, hat seine Oxidationsstufe geändert. Sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der chemischen Gleichung hat Barium eine Oxidationsstufe von +2, Chlor -1, Natrium +1, Schwefel +6, Sauerstoff -2.

5. Und hier ist die Reaktion Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Ist es Redox? Elemente der Ausgangsstoffe: Zink (Zn), Wasserstoff (H) und Chlor (Cl). Sehen Sie, was ihre Oxidationsstufen sind? Für Zink ist es wie bei jeder einfachen Substanz gleich 0, für Wasserstoff ist es +1, für Chlor ist es -1. Und was sind die Oxidationsstufen dieser gleichen Elemente auf der rechten Seite der Reaktion? In Chlor blieb es unerschütterlich, dh gleich -1. Aber für Zink wurde es gleich +2 und für Wasserstoff - 0 (aus der Tatsache, dass Wasserstoff in Form einer einfachen Substanz freigesetzt wurde - Gas). Daher ist diese Reaktion eine Redoxreaktion.

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Die kanonische Gleichung einer Ellipse wird aus diesen Überlegungen zusammengestellt, dass die Summe der Entfernungen von jedem Punkt der Ellipse zu 2 ihrer Brennpunkte immer stetig ist. Durch Festlegen dieses Wertes und Verschieben des Punktes entlang der Ellipse ist es möglich, die Gleichung der Ellipse zu bestimmen.

Du wirst brauchen

• Blatt Papier, Kugelschreiber.

Anweisung

1. Geben Sie zwei Fixpunkte F1 und F2 auf der Ebene an. Der Abstand zwischen den Punkten sei gleich einem festen Wert F1F2= 2s.

2. Zeichnen Sie eine gerade Linie auf ein Blatt Papier, die die Koordinatenlinie der Abszissenachse ist, und zeichnen Sie die Punkte F2 und F1. Diese Punkte sind die Brennpunkte der Ellipse. Der Abstand vom gesamten Fokuspunkt zum Ursprung muss den gleichen Wert haben, c.

3. Zeichnen Sie die y-Achse und bilden Sie so ein kartesisches Koordinatensystem und schreiben Sie die Grundgleichung, die die Ellipse definiert: F1M + F2M = 2a. Der M-Punkt repräsentiert den aktuellen Punkt der Ellipse.

4. Bestimmen Sie den Wert der Segmente F1M und F2M mit dem Satz des Pythagoras. Denken Sie daran, dass Punkt M aktuelle Koordinaten (x, y) relativ zum Ursprung hat, und in Bezug auf Punkt F1, sagen wir, Punkt M hat Koordinaten (x + c, y), das heißt, die „x“-Koordinate erhält eine Verschiebung . Somit muss im Ausdruck des Satzes von Pythagoras einer der Terme gleich dem Quadrat des Werts (x + c) oder des Werts (x-c) sein.

5. Setzen Sie die Ausdrücke für den Betrag der Vektoren F1M und F2M in das Grundverhältnis der Ellipse und des Quadrats auf beiden Seiten der Gleichung ein, indem Sie im Voraus eine der Quadratwurzeln auf die rechte Seite der Gleichung verschieben und die Klammern öffnen. Nachdem Sie die identischen Terme reduziert haben, teilen Sie das resultierende Verhältnis durch 4a und erhöhen Sie es erneut auf die zweite Potenz.

6. Geben Sie ähnliche Terme an und sammeln Sie Terme mit demselben Faktor des Quadrats der Variablen „x“. Nehmen Sie das Quadrat der Variablen "X" heraus.

7. Nehmen Sie das Quadrat einer Größe (z. B. b) als Differenz zwischen den Quadraten von a und c und dividieren Sie den resultierenden Ausdruck durch das Quadrat dieser neuen Größe. So haben Sie die kanonische Gleichung einer Ellipse erhalten, auf deren linker Seite die Summe der Quadrate der Koordinaten dividiert durch die Beträge der Achsen und auf der linken Seite Eins steht.

Hilfreicher Rat
Um die Erfüllung der Aufgabe zu überprüfen, können Sie das Massenerhaltungsgesetz verwenden.

Chemie ist die Wissenschaft von Stoffen, ihren Eigenschaften und Umwandlungen. .
Das heißt, wenn den Stoffen um uns herum nichts passiert, dann gilt das nicht für die Chemie. Aber was heißt "nichts passiert"? Wenn uns plötzlich ein Gewitter auf dem Feld erwischte und wir alle nass wurden, wie sie sagen, „bis auf die Haut“, dann ist das keine Verwandlung: Die Kleidung war schließlich trocken, wurde aber nass.

Wenn Sie zum Beispiel einen Eisennagel nehmen, bearbeiten Sie ihn mit einer Feile und montieren Sie ihn dann Eisenspäne (Fe) , dann ist das auch keine Verwandlung: Da war ein Nagel - er wurde zu Pulver. Aber wenn danach das Gerät zusammenbauen und halten Gewinnung von Sauerstoff (O 2): Aufheizen Kaliumpermanganat(KMpo 4) und sammle Sauerstoff in einem Reagenzglas, und lege dann diese Eisenspäne glühend "zu rot" hinein, dann werden sie mit heller Flamme auflodern und nach dem Verbrennen zu einem braunen Pulver werden. Und das ist auch eine Transformation. Wo bleibt also die Chemie? Obwohl sich in diesen Beispielen die Form (Eisennagel) und der Kleidungszustand (trocken, nass) ändern, handelt es sich nicht um Transformationen. Tatsache ist, dass der Nagel selbst, da er eine Substanz (Eisen) war, trotz seiner anderen Form so blieb, und unsere Kleidung das Wasser des Regens aufsaugte und dann in die Atmosphäre verdunstete. Das Wasser selbst hat sich nicht verändert. Was also sind Transformationen im Sinne der Chemie?

Umwandlungen sind aus chemischer Sicht solche Phänomene, die mit einer Veränderung der Zusammensetzung eines Stoffes einhergehen. Nehmen wir den gleichen Nagel als Beispiel. Es spielt keine Rolle, welche Form es nach der Ablage angenommen hat, sondern nachdem es von ihm gesammelt wurde Eisenspäne in einer Sauerstoffatmosphäre platziert - es verwandelte sich in Eisenoxid(Fe 2 Ö 3 ) . Hat sich also wirklich etwas geändert? Ja, hat es. Es gab eine Nagelsubstanz, aber unter dem Einfluss von Sauerstoff wurde eine neue Substanz gebildet - Elementoxid Drüse. molekulare Gleichung Diese Transformation kann durch die folgenden chemischen Symbole dargestellt werden:

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)

Für einen Chemie-Uneingeweihten stellen sich sofort Fragen. Was ist die "Molekülgleichung", was ist Fe? Warum gibt es Zahlen "4", "3", "2"? Was bedeuten die kleinen Zahlen "2" und "3" in der Formel Fe 2 O 3? Das bedeutet, dass es an der Zeit ist, die Dinge in Ordnung zu bringen.

Anzeichen von chemischen Elementen.

Trotz der Tatsache, dass sie in der 8. Klasse anfangen, Chemie zu studieren, und einige sogar früher, kennen viele Menschen den großen russischen Chemiker D. I. Mendeleev. Und natürlich sein berühmtes „Periodensystem der chemischen Elemente“. Ansonsten heißt es einfacher "Mendelejews Tisch".

In dieser Tabelle befinden sich die Elemente in der entsprechenden Reihenfolge. Bis heute sind etwa 120 von ihnen bekannt, die Namen vieler Elemente sind uns seit langem bekannt. Diese sind: Eisen, Aluminium, Sauerstoff, Kohlenstoff, Gold, Silizium. Bisher haben wir diese Wörter ohne zu zögern verwendet und sie mit Objekten identifiziert: einem Eisenbolzen, einem Aluminiumdraht, Sauerstoff in der Atmosphäre, einem goldenen Ring usw. usw. Aber tatsächlich bestehen alle diese Substanzen (Bolzen, Draht, Ring) aus ihren jeweiligen Elementen. Das ganze Paradoxon ist, dass das Element nicht berührt, aufgenommen werden kann. Wie so? Sie stehen im Periodensystem, aber Sie können sie nicht nehmen! Ja, genau so. Ein chemisches Element ist ein abstraktes (d. h. abstraktes) Konzept und wird in der Chemie jedoch wie in anderen Wissenschaften für Berechnungen, das Aufstellen von Gleichungen und das Lösen von Problemen verwendet. Jedes Element unterscheidet sich vom anderen dadurch, dass es durch sein eigenes gekennzeichnet ist elektronische Konfiguration eines Atoms. Die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms ist gleich der Anzahl der Elektronen in seinen Orbitalen. Zum Beispiel ist Wasserstoff Element Nr. 1. Sein Atom besteht aus 1 Proton und 1 Elektron. Helium ist Element Nummer 2. Sein Atom besteht aus 2 Protonen und 2 Elektronen. Lithium ist Element Nummer 3. Sein Atom besteht aus 3 Protonen und 3 Elektronen. Darmstadtium - Elementnummer 110. Sein Atom besteht aus 110 Protonen und 110 Elektronen.

Jedes Element wird durch ein bestimmtes Symbol, lateinische Buchstaben, gekennzeichnet und hat eine bestimmte Lesart in der Übersetzung aus dem Lateinischen. Zum Beispiel hat Wasserstoff das Symbol "N", gelesen als "Hydrogenium" oder "Asche". Silizium hat das Symbol "Si", das als "Silicium" gelesen wird. Quecksilber hat ein Symbol "HG" und wird als "hydrargyrum" gelesen. Usw. All diese Bezeichnungen findet man in jedem Chemie-Lehrbuch für die 8. Klasse. Für uns ist es jetzt wichtig zu verstehen, dass beim Erstellen chemischer Gleichungen mit den angegebenen Symbolen der Elemente gearbeitet werden muss.

Einfache und komplexe Substanzen.

Bezeichnung verschiedener Substanzen mit einzelnen Symbolen chemischer Elemente (Hg Merkur, Fe Eisen, Cu Kupfer, Zn Zink, Al Aluminium) bezeichnen wir im Wesentlichen einfache Substanzen, also Substanzen, die aus Atomen der gleichen Art bestehen (mit der gleichen Anzahl von Protonen und Neutronen in einem Atom). Wenn beispielsweise Eisen- und Schwefelsubstanzen interagieren, nimmt die Gleichung die folgende Form an:

Fe + S = FeS (2)

Einfache Substanzen umfassen Metalle (Ba, K, Na, Mg, Ag) sowie Nichtmetalle (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Und Sie sollten darauf achten
besondere Aufmerksamkeit auf die Tatsache, dass alle Metalle durch einzelne Symbole angezeigt werden: K, Ba, Ca, Al, V, Mg usw., und Nichtmetalle - entweder durch einfache Symbole: C, S, P oder können unterschiedliche Indizes haben geben ihre molekulare Struktur an: H 2 , Cl 2 , O 2 , J 2 , P 4 , S 8 . Dies wird in Zukunft bei der Formulierung von Gleichungen von großer Bedeutung sein. Es ist überhaupt nicht schwer zu erraten, dass komplexe Substanzen Substanzen sind, die aus Atomen verschiedener Art gebildet werden, zum Beispiel

ein). Oxide:
Aluminium Oxid Al 2 O 3,

Natriumoxid Na2O
Kupferoxid CuO,
Zinkoxid ZnO
Titanoxid Ti2O3,
Kohlenmonoxid oder Kohlenmonoxid (+2) CO
Schwefeloxid (+6) SO 3

2). Gründe dafür:
Eisenhydroxid(+3) Fe(OH)3,
Kupferhydroxid Cu(OH)2,
Kaliumhydroxid bzw Kaliumalkali KOH,
Natriumhydroxid NaOH.

3). Säuren:
Salzsäure HCl
schweflige Säure H2SO3,
Salpetersäure HNO3

4). Salze:
Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3,
Natriumsulfat oder Glaubersalz Na 2 SO 4,
Kalziumkarbonat oder Kalkstein CaCO3,
Kupferchlorid CuCl2

5). organisches Material:
Natriumacetat CH3COOHha,
Methan CH4,
Acetylen C2H2,
Glucose C 6 H 12 O 6

Nachdem wir schließlich die Struktur verschiedener Substanzen aufgeklärt haben, können wir damit beginnen, chemische Gleichungen aufzustellen.

Chemische Gleichung.

Das Wort „Gleichung“ selbst leitet sich vom Wort „equalize“ ab, d.h. etwas in gleiche Teile teilen In der Mathematik sind Gleichungen fast das Wesen dieser Wissenschaft. Zum Beispiel können Sie eine so einfache Gleichung angeben, in der die linke und die rechte Seite gleich "2" sind:

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 - 30);

Und in chemischen Gleichungen das gleiche Prinzip: Die linke und die rechte Seite der Gleichung müssen der gleichen Anzahl von Atomen entsprechen, den an ihnen beteiligten Elementen. Oder, wenn eine Ionengleichung gegeben ist, dann darin Anzahl der Partikel muss diese Anforderung ebenfalls erfüllen. Eine chemische Gleichung ist eine bedingte Aufzeichnung einer chemischen Reaktion unter Verwendung chemischer Formeln und mathematischer Zeichen. Eine chemische Gleichung spiegelt von Natur aus eine bestimmte chemische Reaktion wider, dh den Vorgang der Wechselwirkung von Stoffen, bei dem neue Stoffe entstehen. Es ist zum Beispiel notwendig eine Molekulargleichung schreiben Reaktionen, die teilnehmen Bariumchlorid BaCl 2 und Schwefelsäure H 2 SO 4. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht ein unlöslicher Niederschlag - Bariumsulfat BaSO 4 und Salzsäure HCl:

ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)

Zunächst muss man verstehen, dass die große Zahl „2“ vor der Substanz HCl als Koeffizient bezeichnet wird und die kleinen Zahlen „2“, „4“ unter den Formeln ВаСl 2, H 2 SO 4 , BaSO 4 werden Indizes genannt. Sowohl die Koeffizienten als auch die Indizes in chemischen Gleichungen spielen die Rolle von Faktoren, nicht von Termen. Um eine chemische Gleichung richtig zu schreiben, ist es notwendig Ordnen Sie die Koeffizienten in der Reaktionsgleichung an. Fangen wir nun an, die Atome der Elemente auf der linken und rechten Seite der Gleichung zu zählen. Auf der linken Seite der Gleichung: Der Stoff BaCl 2 enthält 1 Bariumatom (Ba), 2 Chloratome (Cl). Im Stoff H 2 SO 4: 2 Wasserstoffatome (H), 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O). Auf der rechten Seite der Gleichung: In der Substanz BaSO 4 gibt es 1 Bariumatom (Ba) 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O), in der HCl-Substanz: 1 Wasserstoffatom (H) und 1 Chloratom (Cl). Daraus folgt, dass auf der rechten Seite der Gleichung die Anzahl der Wasserstoff- und Chloratome halb so groß ist wie auf der linken Seite. Daher muss vor der HCl-Formel auf der rechten Seite der Gleichung der Koeffizient "2" eingesetzt werden. Wenn wir nun links und rechts die Anzahl der Atome der an dieser Reaktion beteiligten Elemente addieren, erhalten wir folgende Bilanz:

In beiden Teilen der Gleichung ist die Anzahl der Atome der an der Reaktion beteiligten Elemente gleich, daher ist sie richtig.

Chemische Gleichung und chemische Reaktionen

Wie wir bereits herausgefunden haben, spiegeln chemische Gleichungen chemische Reaktionen wider. Chemische Reaktionen sind solche Phänomene, bei denen die Umwandlung eines Stoffes in einen anderen stattfindet. Unter ihrer Vielfalt können zwei Haupttypen unterschieden werden:

ein). Verbindungsreaktionen
2). Zersetzungsreaktionen.

Die überwiegende Mehrheit der chemischen Reaktionen gehören zu den Additionsreaktionen, da es bei einem einzelnen Stoff ohne äußere Einflüsse (Auflösung, Erwärmung, Licht) kaum zu Veränderungen in seiner Zusammensetzung kommen kann. Nichts charakterisiert ein chemisches Phänomen oder eine Reaktion so sehr wie die Veränderungen, die auftreten, wenn zwei oder mehr Substanzen interagieren. Solche Phänomene können spontan auftreten und von Temperaturanstieg oder -abfall, Lichteffekten, Farbveränderung, Sedimentation, Freisetzung gasförmiger Produkte, Lärm begleitet sein.

Zur Verdeutlichung stellen wir mehrere Gleichungen vor, die die Prozesse der zusammengesetzten Reaktionen widerspiegeln, während derer wir erhalten Natriumchlorid(NaCl), Zinkchlorid(ZnCl 2), Silberchlorid-Niederschlag(AgCl), Aluminiumchlorid(AlCl3)

Cl 2 + 2Na = 2NaCl (4)

CuCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl \u003d AgCl + 2KNO 3 (6)

3 HCl + Al (OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3 H 2 O (7)

Unter den Reaktionen der Verbindung sollte das Folgende besonders beachtet werden : Auswechslung (5), Austausch (6) und als Spezialfall der Austauschreaktion die Reaktion Neutralisation (7).

Substitutionsreaktionen umfassen solche, bei denen Atome einer einfachen Substanz die Atome eines der Elemente in einer komplexen Substanz ersetzen. In Beispiel (5) ersetzen Zinkatome Kupferatome aus der CuCl 2 -Lösung, während Zink in das lösliche ZnCl 2 -Salz übergeht und Kupfer im metallischen Zustand aus der Lösung freigesetzt wird.

Austauschreaktionen sind Reaktionen, bei denen zwei komplexe Stoffe ihre Bestandteile austauschen. Im Fall von Reaktion (6) bilden die löslichen Salze von AgNO 3 und KCl, wenn beide Lösungen abgelassen werden, einen unlöslichen Niederschlag des AgCl-Salzes. Dabei tauschen sie ihre Bestandteile aus - Kationen und Anionen. Kaliumkationen K + sind an NO 3 -Anionen und Silberkationen Ag + – an Cl – -Anionen gebunden.

Ein besonderer Sonderfall von Austauschreaktionen ist die Neutralisationsreaktion. Neutralisationsreaktionen sind Reaktionen, bei denen Säuren mit Basen zu Salz und Wasser reagieren. In Beispiel (7) reagiert Salzsäure HCl mit Base Al(OH) 3 unter Bildung von AlCl 3 -Salz und Wasser. Dabei werden Aluminiumkationen Al 3+ aus der Base gegen Cl-Anionen - aus der Säure ausgetauscht. Infolgedessen passiert es Salzsäure neutralisation.

Zu den Zersetzungsreaktionen gehören solche, bei denen aus einem komplexen zwei oder mehr neue einfache oder komplexe Stoffe, jedoch mit einfacherer Zusammensetzung, gebildet werden. Als Reaktionen kann man solche anführen, bei denen 1) zerfallen. Kaliumnitrat(KNO 3) unter Bildung von Kaliumnitrit (KNO 2) und Sauerstoff (O 2); 2). Kaliumpermanganat(KMnO 4): Kaliummanganat wird gebildet (K 2 MnO 4), Manganoxid(MnO 2) und Sauerstoff (O 2); 3). Kalziumkarbonat bzw Marmor; dabei entstehen KohlensäureGas(CO 2 ) und Calciumoxid(Cao)

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (10)

In Reaktion (8) wird aus einem komplexen Stoff ein Komplex und ein einfacher Stoff gebildet. In Reaktion (9) gibt es zwei komplexe und eine einfache. In Reaktion (10) gibt es zwei komplexe Substanzen, aber einfacher in der Zusammensetzung

Alle Klassen komplexer Substanzen werden zersetzt:

ein). Oxide: Silberoxid 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)

2). Hydroxide: Eisenhydroxid 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O (12)

3). Säuren: Schwefelsäure H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (13)

4). Salze: Kalziumkarbonat CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)

5). organisches Material: alkoholische Gärung von Glucose

C 6 H 12 O 6 \u003d 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 (15)

Nach einer anderen Einteilung lassen sich alle chemischen Reaktionen in zwei Typen einteilen: Reaktionen, die unter Freisetzung von Wärme ablaufen, werden sie genannt exotherm, und Reaktionen, die mit der Aufnahme von Wärme einhergehen - endothermisch. Das Kriterium für solche Prozesse ist thermische Wirkung der Reaktion. Zu den exothermen Reaktionen gehören in der Regel Oxidationsreaktionen, d.h. Wechselwirkungen mit Sauerstoff Methanverbrennung:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

und zu endothermen Reaktionen – Zersetzungsreaktionen, bereits oben angegeben (11) – (15). Das Q-Zeichen am Ende der Gleichung gibt an, ob bei der Reaktion Wärme abgegeben (+Q) oder aufgenommen (-Q) wird:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 - Q (17)

Sie können auch alle chemischen Reaktionen nach der Art der Änderung des Oxidationsgrades der an ihrer Umwandlung beteiligten Elemente betrachten. In Reaktion (17) beispielsweise ändern die daran beteiligten Elemente ihre Oxidationsstufen nicht:

Ca +2 C +4 O 3 -2 \u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)

Und in Reaktion (16) ändern die Elemente ihre Oxidationsstufen:

2Mg 0 + O 2 0 \u003d 2Mg +2 O -2

Diese Arten von Reaktionen sind Redox . Sie werden gesondert betrachtet. Um Gleichungen für Reaktionen dieses Typs zu formulieren, müssen sie verwendet werden Halbreaktionsverfahren und bewerben Elektronische Gleichgewichtsgleichung.

Nachdem Sie verschiedene Arten chemischer Reaktionen durchgeführt haben, können Sie mit dem Prinzip der Erstellung chemischer Gleichungen fortfahren, dh mit der Auswahl von Koeffizienten in ihrem linken und rechten Teil.

Mechanismen zum Erstellen chemischer Gleichungen.

Welchem ​​Typ auch immer diese oder jene chemische Reaktion angehört, ihre Aufzeichnung (chemische Gleichung) muss der Bedingung der Gleichheit der Anzahl der Atome vor der Reaktion und nach der Reaktion entsprechen.

Es gibt Gleichungen (17), die keiner Anpassung bedürfen, d. h. Platzierung der Koeffizienten. Aber in den meisten Fällen, wie in den Beispielen (3), (7), (15), ist es notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, die darauf abzielen, die linke und rechte Seite der Gleichung auszugleichen. Welche Grundsätze sind in solchen Fällen zu beachten? Gibt es ein System bei der Auswahl der Koeffizienten? Es gibt und nicht eins. Zu diesen Systemen gehören:

ein). Auswahl der Koeffizienten nach vorgegebenen Formeln.

2). Zusammenstellung nach den Wertigkeiten der Reaktanden.

3). Zusammenstellung nach den Oxidationsstufen der Reaktanden.

Im ersten Fall wird davon ausgegangen, dass wir die Formeln der Reaktanten sowohl vor als auch nach der Reaktion kennen. Zum Beispiel die folgende Gleichung gegeben:

N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)

Es ist allgemein anerkannt, dass bis zur Feststellung der Gleichheit zwischen den Atomen der Elemente vor und nach der Reaktion das Gleichheitszeichen (=) nicht in die Gleichung eingesetzt, sondern durch einen Pfeil (→) ersetzt wird. Kommen wir nun zum eigentlichen Balancing. Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich 2 Stickstoffatome (N 2) und zwei Sauerstoffatome (O 2), und auf der rechten Seite befinden sich zwei Stickstoffatome (N 2) und drei Sauerstoffatome (O 3). Es ist nicht notwendig, es durch die Anzahl der Stickstoffatome auszugleichen, aber durch Sauerstoff ist es notwendig, Gleichheit zu erreichen, da vor der Reaktion zwei Atome beteiligt waren und nach der Reaktion drei Atome vorhanden waren. Lassen Sie uns das folgende Diagramm erstellen:

vor der Reaktion nach der Reaktion
O 2 O 3

Lassen Sie uns das kleinste Vielfache zwischen der gegebenen Anzahl von Atomen definieren, es wird "6" sein.

O 2 O 3
\ 6 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Sauerstoffgleichung durch „2“. Wir erhalten die Zahl "3", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein:

N 2 + 3O 2 →N 2 O 3

Außerdem dividieren wir die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Die Anzahl der Sauerstoffatome sowohl im linken als auch im rechten Teil der Gleichung wurde jeweils gleich 6 Atome:

Aber die Anzahl der Stickstoffatome auf beiden Seiten der Gleichung stimmt nicht überein:

Auf der linken Seite befinden sich zwei Atome, auf der rechten Seite vier Atome. Um Gleichheit zu erreichen, muss daher die Stickstoffmenge auf der linken Seite der Gleichung verdoppelt werden, wobei der Koeffizient "2" gesetzt wird:

Somit wird die Gleichheit für Stickstoff beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die Form an:

2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Jetzt können Sie in der Gleichung anstelle eines Pfeils ein Gleichheitszeichen setzen:

2N 2 + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3 (20)

Nehmen wir ein anderes Beispiel. Die folgende Reaktionsgleichung ist gegeben:

P + Cl 2 → PCl 5

Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich 1 Phosphoratom (P) und zwei Chloratome (Cl 2), und auf der rechten Seite befinden sich ein Phosphoratom (P) und fünf Sauerstoffatome (Cl 5). Es ist nicht notwendig, es durch die Anzahl der Phosphoratome auszugleichen, aber für Chlor ist es notwendig, Gleichheit zu erreichen, da vor der Reaktion zwei Atome beteiligt waren und nach der Reaktion fünf Atome vorhanden waren. Lassen Sie uns das folgende Diagramm erstellen:

vor der Reaktion nach der Reaktion
Cl 2 Cl 5

Lassen Sie uns das kleinste Vielfache zwischen der gegebenen Anzahl von Atomen definieren, es wird "10" sein.

Cl 2 Cl 5
\ 10 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Gleichung für Chlor durch „2“. Wir erhalten die Zahl "5", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein:

Р + 5Cl 2 → РCl 5

Wir teilen auch die Zahl "10" für die rechte Seite der Gleichung durch "5". Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

Р + 5Cl 2 → 2РCl 5

Die Anzahl der Chloratome sowohl im linken als auch im rechten Teil der Gleichung wurde jeweils gleich 10 Atome:

Aber die Anzahl der Phosphoratome auf beiden Seiten der Gleichung stimmt nicht überein:

Um Gleichheit zu erreichen, muss daher die Phosphormenge auf der linken Seite der Gleichung verdoppelt werden, wobei der Koeffizient "2" gesetzt wird:

Somit wird die Gleichheit für Phosphor beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die Form an:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Beim Schreiben von Gleichungen nach Wertigkeit muss gegeben werden Definition von Valenz und setzen Sie Werte für die bekanntesten Elemente. Wertigkeit ist eines der früher verwendeten Konzepte, das derzeit in einer Reihe von Schulprogrammen nicht verwendet wird. Aber mit seiner Hilfe ist es einfacher, die Prinzipien der Erstellung von Gleichungen chemischer Reaktionen zu erklären. Mit Valenz ist gemeint die Anzahl der chemischen Bindungen, die ein Atom mit einem anderen oder anderen Atomen bilden kann . Wertigkeit hat kein Vorzeichen (+ oder -) und wird durch römische Ziffern angegeben, normalerweise über den Symbolen chemischer Elemente, zum Beispiel:

Woher kommen diese Werte? Wie wendet man sie bei der Erstellung chemischer Gleichungen an? Die Zahlenwerte der Wertigkeiten der Elemente stimmen mit ihrer Gruppennummer des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev überein (Tabelle 1).

Für andere Elemente Wertigkeitswerte können andere Werte haben, aber nie größer als die Nummer der Gruppe, in der sie sich befinden. Darüber hinaus nehmen die Wertigkeiten der Elemente für eine gerade Anzahl von Gruppen (IV und VI) nur gerade Werte an, und für ungerade können sie sowohl gerade als auch ungerade Werte haben (Tabelle.2).

Natürlich gibt es für einige Elemente Ausnahmen von den Wertigkeitswerten, aber im Einzelfall werden diese Punkte normalerweise angegeben. Betrachten wir nun das allgemeine Prinzip der Erstellung chemischer Gleichungen für bestimmte Wertigkeiten bestimmter Elemente. Am häufigsten ist diese Methode akzeptabel, wenn Gleichungen für chemische Reaktionen zum Kombinieren einfacher Substanzen erstellt werden, beispielsweise bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff ( Oxidationsreaktionen). Angenommen, Sie möchten die Oxidationsreaktion anzeigen Aluminium. Aber denken Sie daran, dass Metalle durch einzelne Atome (Al) und Nichtmetalle, die sich in einem gasförmigen Zustand befinden, mit Indizes "2" - (O 2) bezeichnet werden. Zuerst schreiben wir das allgemeine Schema der Reaktion:

Al + O 2 → AlO

Zu diesem Zeitpunkt ist noch nicht bekannt, wie die richtige Schreibweise für Aluminiumoxid lauten sollte. Und gerade auf dieser Stufe wird uns die Kenntnis der Wertigkeiten der Elemente zu Hilfe kommen. Für Aluminium und Sauerstoff setzen wir sie über die vorgeschlagene Formel für dieses Oxid:

IIIIII
Al O

Danach "kreuzen"-auf-"kreuzen" diese Symbole der Elemente die entsprechenden Indizes darunter:

IIIIII
Al 2 O 3

Zusammensetzung einer chemischen Verbindung Al 2 O 3 bestimmt. Das weitere Schema der Reaktionsgleichung hat die Form:

Al + O 2 → Al 2 O 3

Es bleibt nur, den linken und rechten Teil davon auszugleichen. Dabei gehen wir genauso vor wie bei der Formulierung von Gleichung (19). Wir gleichen die Anzahl der Sauerstoffatome aus, indem wir auf das kleinste Vielfache zurückgreifen:

vor der Reaktion nach der Reaktion

O 2 O 3
\ 6 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Sauerstoffgleichung durch „2“. Wir erhalten die Zahl "3", setzen sie in die zu lösende Gleichung ein. Außerdem dividieren wir die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl "2", setzen Sie sie einfach in die zu lösende Gleichung ein:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Um die Gleichheit für Aluminium zu erreichen, muss seine Menge auf der linken Seite der Gleichung angepasst werden, indem der Koeffizient "4" eingestellt wird:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Somit wird die Gleichheit für Aluminium und Sauerstoff beobachtet und im Allgemeinen nimmt die Gleichung die endgültige Form an:

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3 (22)

Mit der Wertigkeitsmethode lässt sich vorhersagen, welcher Stoff bei einer chemischen Reaktion entsteht, wie seine Formel aussehen wird. Angenommen, Stickstoff und Wasserstoff mit den entsprechenden Valenzen III und I gehen in die Reaktion der Verbindung ein, schreiben wir das allgemeine Reaktionsschema:

N 2 + H 2 → NH

Für Stickstoff und Wasserstoff tragen wir die Wertigkeiten über der vorgeschlagenen Formel dieser Verbindung auf:

Wie zuvor "Kreuz"-auf-"Kreuz" für diese Elementsymbole, setzen wir die entsprechenden Indizes unten:

IIII
NH 3

Das weitere Schema der Reaktionsgleichung hat die Form:

N 2 + H 2 → NH 3

Wenn wir auf die bereits bekannte Weise durch das kleinste Vielfache für Wasserstoff gleich "6" ausgleichen, erhalten wir die gewünschten Koeffizienten und die Gleichung als Ganzes:

N2 + 3H2 \u003d 2NH3 (23)

Beim Erstellen von Gleichungen für Oxidationsstufen Bei reagierenden Substanzen muss daran erinnert werden, dass der Oxidationsgrad eines Elements die Anzahl der Elektronen ist, die bei einer chemischen Reaktion aufgenommen oder abgegeben werden. Die Oxidationsstufe in Verbindungen stimmt im Grunde numerisch mit den Werten der Elementvalenzen überein. Aber sie unterscheiden sich im Vorzeichen. Beispielsweise ist für Wasserstoff die Wertigkeit I und die Oxidationsstufe (+1) oder (-1). Für Sauerstoff ist die Wertigkeit II und die Oxidationsstufe ist (-2). Für Stickstoff sind die Wertigkeiten I, II, III, IV, V und die Oxidationsstufen sind (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , usw. . Die Oxidationsstufen der am häufigsten in Gleichungen verwendeten Elemente sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Bei zusammengesetzten Reaktionen ist das Prinzip der Zusammenstellung von Gleichungen nach Oxidationsstufen das gleiche wie bei der Zusammenstellung nach Valenzen. Geben wir zum Beispiel die Reaktionsgleichung für die Oxidation von Chlor mit Sauerstoff an, in der Chlor eine Verbindung mit einer Oxidationsstufe von +7 bildet. Schreiben wir die vorgeschlagene Gleichung:

Cl 2 + O 2 → ClO

Wir tragen die Oxidationsstufen der entsprechenden Atome über die vorgeschlagene ClO-Verbindung:

Wie in den vorherigen Fällen stellen wir fest, dass das Gewünschte zusammengesetzte Formel wird die Form annehmen:

7 -2
Cl 2 O 7

Die Reaktionsgleichung nimmt die folgende Form an:

Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7

Ausgleichen für Sauerstoff, Finden des kleinsten Vielfachen zwischen zwei und sieben, gleich "14", stellen wir schließlich die Gleichheit fest:

2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (24)

Eine etwas andere Methode muss mit Oxidationsstufen verwendet werden, wenn Austausch-, Neutralisations- und Substitutionsreaktionen zusammengestellt werden. In einigen Fällen ist es schwierig herauszufinden: Welche Verbindungen entstehen bei der Wechselwirkung komplexer Substanzen?

Woher wissen Sie, was bei einer Reaktion passiert?

Woher wissen Sie eigentlich: Welche Reaktionsprodukte können im Verlauf einer bestimmten Reaktion entstehen? Was entsteht zum Beispiel, wenn Bariumnitrat und Kaliumsulfat reagieren?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 →?

Vielleicht VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4? Oder Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Oder etwas anderes? Natürlich werden während dieser Reaktion Verbindungen gebildet: BaSO 4 und KNO 3. Und wie ist das bekannt? Und wie schreibt man Stoffformeln? Beginnen wir mit dem, was am häufigsten übersehen wird: dem eigentlichen Konzept der „Austauschreaktion“. Das bedeutet, dass sich bei diesen Reaktionen die Stoffe in ihren Bestandteilen untereinander verändern. Da die Austauschreaktionen meistens zwischen Basen, Säuren oder Salzen durchgeführt werden, sind die Teile, mit denen sie sich ändern, Metallkationen (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), H + -Ionen oder OH -, Anionen - Säurereste, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). Im Allgemeinen kann die Austauschreaktion in der folgenden Notation angegeben werden:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Dabei sind Kt1 und Kt2 die Metallkationen (1) und (2) und An1 und An2 die ihnen entsprechenden Anionen (1) und (2). In diesem Fall muss berücksichtigt werden, dass in Verbindungen vor und nach der Reaktion an erster Stelle immer Kationen und an zweiter Stelle Anionen eingebaut werden. Daher, wenn es reagiert Kaliumchlorid und Silbernitrat, beide in Lösung

KCl + AgNO 3 →

dann werden dabei die Substanzen KNO 3 und AgCl gebildet und die entsprechende Gleichung nimmt die Form an:

KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl (26)

Bei Neutralisationsreaktionen verbinden sich Protonen von Säuren (H +) mit Hydroxylanionen (OH -) zu Wasser (H 2 O):

HCl + KOH \u003d KCl + H 2 O (27)

Die Oxidationsstufen von Metallkationen und die Ladungen von Anionen von Säureresten sind in der Tabelle der Löslichkeit von Substanzen (Säuren, Salze und Basen in Wasser) angegeben. Metallkationen sind horizontal gezeigt, und Anionen von Säureresten sind vertikal gezeigt.

Darauf aufbauend müssen bei der Aufstellung der Austauschreaktionsgleichung zunächst die Oxidationsstufen der in diesem chemischen Prozess aufgenommenen Teilchen auf deren linker Seite ermittelt werden. Zum Beispiel müssen Sie eine Gleichung für die Wechselwirkung zwischen Calciumchlorid und Natriumcarbonat aufstellen.Lassen Sie uns das anfängliche Schema für diese Reaktion erstellen:

CaCl + NaCO 3 →

Ca 2+ Cl – + Na + CO 3 2– →

Nachdem wir die bereits bekannte „Cross“-to-Cross“-Aktion durchgeführt haben, ermitteln wir die realen Formeln der Ausgangsstoffe:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) stellen wir die vorläufigen Formeln der während der Reaktion gebildeten Substanzen auf:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl

Wir tragen die entsprechenden Ladungen über ihren Kationen und Anionen auf:

Ca 2+ CO 3 2- + Na + Cl -

Substanzformeln entsprechend den Ladungen von Kationen und Anionen korrekt geschrieben werden. Stellen wir eine vollständige Gleichung auf, indem wir den linken und rechten Teil davon in Bezug auf Natrium und Chlor gleichsetzen:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl (28)

Als weiteres Beispiel hier die Gleichung für die Neutralisationsreaktion zwischen Bariumhydroxid und Phosphorsäure:

VaON + NPO 4 →

Wir legen die entsprechenden Ladungen über Kationen und Anionen:

Ba 2+ OH – + H + RO 4 3– →

Lassen Sie uns die echten Formeln der Ausgangsmaterialien definieren:

Va(OH) 2 + H 3 RO 4 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) stellen wir die vorläufigen Formeln der während der Reaktion gebildeten Substanzen auf, wobei wir berücksichtigen, dass bei der Austauschreaktion eine der Substanzen notwendigerweise Wasser sein muss:

Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 2+ RO 4 3- + H 2 O

Lassen Sie uns die korrekte Aufzeichnung der Formel des während der Reaktion gebildeten Salzes bestimmen:

Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

Setzen Sie die linke Seite der Gleichung für Barium gleich:

3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

Da auf der rechten Seite der Gleichung der Phosphorsäurerest zweimal genommen wird, (PO 4) 2, muss auf der linken Seite auch seine Menge verdoppelt werden:

3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

Es bleibt, die Anzahl der Wasserstoff- und Sauerstoffatome auf der rechten Seite des Wassers anzupassen. Da die Gesamtzahl der Wasserstoffatome auf der linken Seite 12 beträgt, muss sie auf der rechten Seite auch zwölf entsprechen, daher ist dies vor der Wasserformel erforderlich einen Koeffizienten setzen„6“ (da im Wassermolekül bereits 2 Wasserstoffatome vorhanden sind). Auch für Sauerstoff gilt Gleichheit: links 14 und rechts 14. Die Gleichung hat also die richtige Schreibweise:

3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)

Möglichkeit chemischer Reaktionen

Die Welt besteht aus einer Vielzahl von Substanzen. Die Anzahl der Varianten chemischer Reaktionen zwischen ihnen ist ebenfalls unübersehbar. Aber können wir, nachdem wir diese oder jene Gleichung auf Papier geschrieben haben, behaupten, dass ihr eine chemische Reaktion entsprechen wird? Es gibt ein Missverständnis, dass, wenn das Recht Quoten vereinbaren in der Gleichung, dann wird es in der Praxis machbar sein. Wenn wir zum Beispiel nehmen Schwefelsäurelösung und hineinfallen Zink, dann können wir den Prozess der Wasserstoffentwicklung beobachten:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 (30)

Wenn jedoch Kupfer in dieselbe Lösung abgesenkt wird, wird der Prozess der Gasentwicklung nicht beobachtet. Die Reaktion ist nicht durchführbar.

Cu + H 2 SO 4 ≠

Wenn konzentrierte Schwefelsäure eingenommen wird, reagiert sie mit Kupfer:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

Bei der Reaktion (23) zwischen Stickstoff- und Wasserstoffgasen thermodynamisches Gleichgewicht, jene. wie viele Moleküle Ammoniak NH 3 wird pro Zeiteinheit gebildet, die gleiche Anzahl davon zerfällt wieder in Stickstoff und Wasserstoff. Verschiebung im chemischen Gleichgewicht kann durch Erhöhen des Drucks und Erniedrigen der Temperatur erreicht werden

N2 + 3H2 \u003d 2NH3

Wenn du nimmst Kalilauge und darüber gießen Natriumsulfatlösung, dann werden keine Änderungen beobachtet, die Reaktion ist nicht durchführbar:

KOH + Na 2 SO 4 ≠

Natriumchloridlösung Bei der Wechselwirkung mit Brom wird kein Brom gebildet, obwohl diese Reaktion einer Substitutionsreaktion zugeschrieben werden kann:

NaCl + Br 2 ≠

Was sind die Gründe für solche Abweichungen? Tatsache ist, dass es nicht ausreicht, nur richtig zu definieren zusammengesetzte Formeln, müssen Sie die Besonderheiten der Wechselwirkung von Metallen mit Säuren kennen, die Tabelle der Löslichkeit von Substanzen geschickt verwenden, die Substitutionsregeln in der Reihe der Aktivitäten von Metallen und Halogenen kennen. Dieser Artikel skizziert nur die grundlegendsten Prinzipien, wie Ordnen Sie die Koeffizienten in den Reaktionsgleichungen an, als Molekulargleichungen schreiben, als die Zusammensetzung einer chemischen Verbindung bestimmen.

Die Chemie als Wissenschaft ist äußerst vielfältig und facettenreich. Dieser Artikel spiegelt nur einen kleinen Teil der Prozesse wider, die in der realen Welt stattfinden. Typen, thermochemische Gleichungen, Elektrolyse, organische Syntheseprozesse und vieles mehr. Aber dazu mehr in zukünftigen Artikeln.

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Um eine bestimmte chemische Reaktion zu charakterisieren, ist es notwendig, eine Aufzeichnung machen zu können, die die Bedingungen für den Ablauf einer chemischen Reaktion aufzeigt, zeigt, welche Stoffe reagiert und welche entstanden sind. Dazu werden Schemata chemischer Reaktionen verwendet.

Schema einer chemischen Reaktion- ein bedingtes Protokoll, aus dem hervorgeht, welche Stoffe an der Reaktion teilnehmen, welche Reaktionsprodukte gebildet werden und unter welchen Bedingungen die Reaktion abläuft, als Beispiel die Reaktion der Wechselwirkung von Kohle und Sauerstoff. Planen diese Reaktion wird wie folgt geschrieben:

C + O2 → CO2

Kohle reagiert mit Sauerstoff zu Kohlendioxid

Kohlenstoff und Sauerstoff- Bei dieser Reaktion sind die Reagenzien und das resultierende Kohlendioxid das Produkt der Reaktion. Schild " → ” bezeichnet den Fortgang der Reaktion. Oft sind die Bedingungen, unter denen die Reaktion abläuft, über dem Pfeil angegeben.

• Schild « t ° → » bedeutet, dass die Reaktion beim Erhitzen abläuft.
• Schild "R →" steht für Druck
• Schild «hv→»- dass die Reaktion unter Lichteinfluss abläuft. Auch über dem Pfeil können zusätzliche an der Reaktion beteiligte Substanzen angezeigt werden.
• Zum Beispiel, "O2 →". Wenn durch eine chemische Reaktion ein gasförmiger Stoff entsteht, steht im Reaktionsschema nach der Formel dieses Stoffes das Zeichen „ → ". Bildet sich im Laufe der Reaktion ein Niederschlag, wird dies durch das Zeichen " → ».
• Wenn zum Beispiel Kreidepulver erhitzt wird (es enthält einen Stoff mit der chemischen Formel CaCO3), entstehen zwei Stoffe: Branntkalk CaO und Kohlendioxid. Das Reaktionsschema ist wie folgt geschrieben:

СaCO3 t° → CaO + CO2

Erdgas besteht also hauptsächlich aus Methan CH4, wenn es auf 1500 ° C erhitzt wird, verwandelt es sich in zwei andere Gase: Wasserstoff H2 und Acetylen C2H2. Das Reaktionsschema ist wie folgt geschrieben:

CH4-Temperatur → C2H2 + H2.

Es ist wichtig, chemische Reaktionsschemata nicht nur zeichnen zu können, sondern auch zu verstehen, was sie bedeuten. Betrachten Sie ein anderes Reaktionsschema:

H2O elektrischer Strom → H2 + O2

Dieses Schema bedeutet, dass sich Wasser unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms in zwei einfache gasförmige Substanzen zersetzt: Wasserstoff und Sauerstoff. Das Schema einer chemischen Reaktion ist eine Bestätigung des Massenerhaltungssatzes und zeigt, dass chemische Elemente während einer chemischen Reaktion nicht verschwinden, sondern sich nur zu neuen chemischen Verbindungen umlagern.

Gleichungen für chemische Reaktionen

Nach dem Massenerhaltungssatz ist die Ausgangsmasse der Produkte immer gleich der Masse der erhaltenen Reagenzien. Die Anzahl der Atome der Elemente vor und nach der Reaktion ist immer gleich, die Atome ordnen sich nur um und bilden neue Stoffe. Kehren wir zu den zuvor beschriebenen Reaktionsschemata zurück:

СaCO3 t° → CaO + CO2

C + O2CO2.

In diesen Reaktionsschemata ist das Zeichen " → “ kann durch das Zeichen „=“ ersetzt werden, da klar ist, dass die Anzahl der Atome vor und nach den Reaktionen gleich ist. Die Einträge sehen wie folgt aus:

СaCO3 = CaO + CO2

C + O2 = CO2.

Diese Aufzeichnungen werden als Gleichungen chemischer Reaktionen bezeichnet, dh sie sind Aufzeichnungen von Reaktionsschemata, in denen die Anzahl der Atome vor und nach der Reaktion gleich ist.

chemische Reaktionsgleichung- bedingte Aufzeichnung einer chemischen Reaktion mittels chemischer Formeln, was dem Erhaltungssatz der Masse eines Stoffes entspricht

Wenn wir die anderen zuvor angegebenen Gleichungsschemata betrachten, können wir das sehen Auf den ersten Blick ist bei ihnen der Massenerhaltungssatz nicht erfüllt:

CH4-Temperatur → C2H2 + H2.

Es ist ersichtlich, dass sich auf der linken Seite des Diagramms ein Kohlenstoffatom befindet und auf der rechten Seite zwei. Wasserstoffatome sind gleichmäßig verteilt und es gibt vier davon im linken und rechten Teil. Lassen Sie uns dieses Diagramm in eine Gleichung umwandeln. Dafür ist es notwendig ausgleichen die Anzahl der Kohlenstoffatome. Gleichen Sie chemische Reaktionen mit Koeffizienten aus, die den Stoffformeln vorangestellt werden. Damit die Anzahl der Kohlenstoffatome links und rechts gleich wird, muss auf der linken Seite des Diagramms offensichtlich vor der Methanformel gesetzt werden Koeffizient 2:

2CH4 Temperatur → C2H2 + H2

Es ist zu sehen, dass die Kohlenstoffatome links und rechts jetzt gleich verteilt sind, je zwei. Aber jetzt ist die Anzahl der Wasserstoffatome nicht gleich. Auf der linken Seite ihrer Gleichung 2∙4 = 8. Auf der rechten Seite der Gleichung befinden sich 4 Wasserstoffatome (zwei davon im Acetylenmolekül und zwei weitere im Wasserstoffmolekül). Wenn Sie Acetylen einen Koeffizienten voranstellen, wird die Gleichheit der Kohlenstoffatome verletzt. Wir setzen einen Koeffizienten 3 vor das Wasserstoffmolekül:

2CH4 = C2H2 + 3H2

Jetzt ist die Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome auf beiden Seiten der Gleichung gleich. Der Massenerhaltungssatz ist erfüllt! Betrachten wir ein weiteres Beispiel. Reaktionsschema Na + H2O → NaOH + H2 muss in eine Gleichung umgewandelt werden. In diesem Schema ist die Anzahl der Wasserstoffatome unterschiedlich. Es sind zwei links und zwei rechts drei Atome. Setzen Sie den Faktor 2 davor NaOH.

Na + H2O → 2NaOH + H2

Dann befinden sich auf der rechten Seite vier Wasserstoffatome, daher Koeffizient 2 muss vor der Wasserformel hinzugefügt werden:

Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Lassen Sie uns die Anzahl der Natriumatome ausgleichen:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Nun ist die Anzahl aller Atome vor und nach der Reaktion gleich. Somit können wir schließen: um ein chemisches reaktionsschema in eine chemische reaktionsgleichung umzuwandeln, ist es notwendig, die anzahl aller atome, aus denen die reaktanten und reaktionsprodukte bestehen, mit koeffizienten auszugleichen. Die Koeffizienten werden den Stoffformeln vorangestellt. Lassen Sie uns über chemische Reaktionsgleichungen zusammenfassen

• Ein chemisches Reaktionsschema ist eine bedingte Aufzeichnung, die zeigt, welche Substanzen reagieren, welche Reaktionsprodukte gebildet werden und unter welchen Bedingungen die Reaktion abläuft.
• Reaktionsschemata verwenden Symbole, die die Merkmale ihres Verlaufs anzeigen.
• Die chemische Reaktionsgleichung ist eine bedingte Aufzeichnung einer chemischen Reaktion mittels chemischer Formeln, die dem Erhaltungssatz der Masse eines Stoffes entspricht
• Das Schema einer chemischen Reaktion wird in eine Gleichung umgewandelt, indem die Koeffizienten vor die Stoffformeln gestellt werden