Salah satu tugas terpenting dalam kimia adalah komposisi rumus kimia yang benar. Rumus kimia adalah representasi tertulis dari komposisi suatu zat kimia menggunakan sebutan dan indeks unsur Latin. Untuk menyusun rumus dengan benar, kita pasti membutuhkan tabel periodik dan pengetahuan tentang aturan sederhana. Itu cukup sederhana dan bahkan anak-anak pun dapat mengingatnya.
Cara membuat rumus kimia
Konsep utama dalam menyusun rumus kimia adalah “valensi”. Valensi adalah sifat suatu unsur untuk menampung sejumlah atom dalam suatu senyawa. Valensi suatu unsur kimia dapat dilihat pada tabel periodik, dan Anda juga perlu mengingat dan mampu menerapkan aturan umum sederhana.
- Valensi suatu logam selalu sama dengan nomor golongannya, asalkan logam tersebut termasuk dalam subkelompok utama. Misalnya kalium mempunyai valensi 1 dan kalsium mempunyai valensi 2.
- Non-logam sedikit lebih rumit. Suatu non-logam dapat memiliki valensi yang lebih tinggi dan lebih rendah. Valensi tertinggi sama dengan nomor golongan. Valensi terendah dapat ditentukan dengan mengurangkan nomor golongan unsur dari delapan. Jika digabungkan dengan logam, nonlogam selalu mempunyai valensi paling rendah. Oksigen selalu mempunyai valensi 2.
- Dalam senyawa dua nonlogam, unsur kimia yang terletak di sebelah kanan dan lebih tinggi pada tabel periodik memiliki valensi paling rendah. Namun, fluor selalu memiliki valensi 1.
- Dan satu lagi aturan penting saat menetapkan peluang! Jumlah valensi suatu unsur harus selalu sama dengan jumlah valensi unsur lain!
Mari kita konsolidasikan pengetahuan yang diperoleh dengan menggunakan contoh senyawa litium dan nitrogen. Logam litium mempunyai valensi 1. Nitrogen bukan logam terletak pada golongan 5 dan mempunyai valensi lebih tinggi yaitu 5 dan valensi lebih rendah yaitu 3. Seperti yang telah kita ketahui, dalam senyawa dengan logam, nonlogam selalu mempunyai valensi yang lebih rendah. valensi, jadi nitrogen dalam hal ini akan memiliki valensi tiga. Kami mengatur koefisien dan mendapatkan rumus yang diperlukan: Li 3 N.
Jadi, sederhananya, kita belajar cara menyusun rumus kimia! Dan untuk menghafal algoritma penyusunan rumus dengan lebih baik, kami telah menyiapkan representasi grafisnya.
Kata kunci : Kimia kelas 8. Segala rumus dan definisi, lambang besaran fisika, satuan ukuran, awalan untuk menyatakan satuan ukuran, hubungan antar satuan, rumus kimia, definisi dasar, singkatnya, tabel, diagram.
1. Simbol, nama dan satuan ukuran
beberapa besaran fisika yang digunakan dalam kimia
| Kuantitas fisik | Penamaan | Satuan |
| Waktu | T | Dengan |
| Tekanan | P | Pa, kPa |
| Jumlah zat | ν | tikus tanah |
| Massa zat | M | kg, g |
| Fraksi massa | ω | Tanpa dimensi |
| Masa molar | M | kg/mol, g/mol |
| Volume molar | Vn | m 3 /mol, l/mol |
| Volume suatu zat | V | m 3, l |
| Fraksi volume | Tanpa dimensi | |
| Massa atom relatif | Sebuah r | Tanpa dimensi |
| Tn | Tanpa dimensi | |
| Massa jenis relatif gas A terhadap gas B | D B (A) | Tanpa dimensi |
| Kepadatan materi | R | kg/m 3, g/cm 3, g/ml |
| Konstanta Avogadro | tidak ada | 1/mol |
| Suhu mutlak | T | K (Kelvin) |
| Suhu dalam Celsius | T | °C (derajat Celsius) |
| Efek termal dari reaksi kimia | Q | kJ/mol |
2. Hubungan antar satuan besaran fisika
3. Rumus kimia kelas 8
4. Definisi dasar di kelas 8
- Atom- partikel terkecil suatu zat yang tidak dapat dibagi secara kimia.
- Unsur kimia- jenis atom tertentu.
- Molekul- partikel terkecil suatu zat yang mempertahankan komposisi dan sifat kimianya serta terdiri dari atom.
- Zat sederhana- zat yang molekulnya terdiri dari atom-atom yang sejenis.
- Zat kompleks- zat yang molekulnya terdiri dari atom-atom yang berbeda jenis.
- Komposisi kualitatif suatu zat menunjukkan atom unsur apa yang terdiri darinya.
- Komposisi kuantitatif suatu zat menunjukkan jumlah atom setiap unsur dalam komposisinya.
- Rumus kimia- pencatatan konvensional komposisi kualitatif dan kuantitatif suatu zat menggunakan simbol dan indeks kimia.
- Satuan massa atom(amu) - satuan ukuran massa atom, sama dengan massa 1/12 atom karbon 12 C.
- Tikus tanah- banyaknya zat yang mengandung sejumlah partikel sama dengan jumlah atom dalam 0,012 kg karbon 12 C.
- Konstanta Avogadro (Tidak = 6*10 23 mol -1) - jumlah partikel yang terkandung dalam satu mol.
- Massa molar suatu zat (M ) adalah massa suatu zat yang diambil sebanyak 1 mol.
- Massa atom relatif elemen A R - perbandingan massa atom suatu unsur m 0 dengan 1/12 massa atom karbon 12 C.
- Berat molekul relatif zat M R - perbandingan massa molekul suatu zat dengan 1/12 massa atom karbon 12 C. Massa molekul relatif sama dengan jumlah massa atom relatif unsur-unsur kimia pembentuk senyawa, dengan mengambil memperhitungkan jumlah atom suatu unsur.
- Fraksi massa unsur kimia ω(X) menunjukkan berapa bagian massa molekul relatif zat X yang dimiliki oleh suatu unsur tertentu.
AJARAN ATOM-MOLEKULER
1. Ada zat yang berstruktur molekul dan nonmolekul.
2. Terdapat celah antar molekul, yang besarnya bergantung pada keadaan agregasi zat dan suhu.
3. Molekul-molekul bergerak terus menerus.
4. Molekul tersusun dari atom.
6. Atom mempunyai ciri massa dan ukuran tertentu.
Selama fenomena fisik, molekul dipertahankan; selama fenomena kimia, mereka biasanya dihancurkan. Atom-atom tersusun ulang selama fenomena kimia, membentuk molekul zat baru.
HUKUM KOMPOSISI MATERI KONSTAN
Setiap zat struktur molekul yang murni secara kimia, apa pun metode pembuatannya, memiliki komposisi kualitatif dan kuantitatif yang konstan.
VALENSI
Valensi adalah sifat suatu atom suatu unsur kimia untuk mengikat atau mengganti sejumlah atom unsur lain.
REAKSI KIMIA
Reaksi kimia adalah suatu fenomena yang mengakibatkan terbentuknya zat lain dari suatu zat. Reaktan adalah zat yang masuk ke dalam reaksi kimia. Produk reaksi adalah zat yang terbentuk sebagai hasil suatu reaksi.
Tanda-tanda reaksi kimia:
1. Pelepasan panas (ringan).
2. Perubahan warna.
3. Muncul bau.
4. Pembentukan sedimen.
5. Pelepasan gas.
- Persamaan kimia- merekam reaksi kimia menggunakan rumus kimia. Menunjukkan zat apa dan dalam jumlah berapa yang bereaksi dan diperoleh dari reaksi tersebut.
HUKUM KONSERVASI MASSA
Massa zat yang mengalami reaksi kimia sama dengan massa zat yang terbentuk sebagai hasil reaksi. Akibat reaksi kimia, atom tidak hilang atau muncul, tetapi tersusun ulang.
Golongan zat anorganik yang paling penting
Ringkasan pelajaran “Kimia kelas 8. Semua rumus dan definisi."
Topik selanjutnya: "".
2.1. Bahasa kimia dan bagian-bagiannya
Kemanusiaan menggunakan banyak bahasa yang berbeda. Kecuali bahasa alami(Jepang, Inggris, Rusia - totalnya lebih dari 2,5 ribu), ada juga bahasa buatan, misalnya Esperanto. Di antara bahasa buatan ada bahasa bermacam-macam ilmu pengetahuan. Jadi, dalam kimia mereka menggunakan miliknya sendiri, bahasa kimia.
Bahasa kimia– sistem simbol dan konsep yang dirancang untuk perekaman dan transmisi informasi kimia secara singkat, ringkas dan visual.
Pesan yang ditulis dalam sebagian besar bahasa alami dibagi menjadi kalimat, kalimat menjadi kata, dan kata menjadi huruf. Jika kita menyebut kalimat, kata, dan huruf sebagai bagian dari bahasa, maka kita dapat mengidentifikasi bagian-bagian serupa dalam bahasa kimia (Tabel 2).
Meja 2.Bagian dari bahasa kimia
Tidak mungkin menguasai bahasa apa pun dengan segera, hal ini juga berlaku untuk bahasa kimia. Oleh karena itu, untuk saat ini Anda hanya akan mengenal dasar-dasar bahasa ini: mempelajari beberapa “huruf”, belajar memahami arti “kata” dan “kalimat”. Di akhir bab ini Anda akan diperkenalkan nama zat kimia merupakan bagian integral dari bahasa kimia. Saat Anda belajar kimia, pengetahuan Anda tentang bahasa kimia akan berkembang dan mendalam.
BAHASA KIMIA.
1.Bahasa buatan apa yang Anda ketahui (selain yang disebutkan dalam teks buku teks)?
2.Apa perbedaan bahasa alami dengan bahasa buatan?
3. Menurut Anda apakah mungkin untuk mendeskripsikan fenomena kimia tanpa menggunakan bahasa kimia? Jika tidak, mengapa tidak? Jika ya, apa kelebihan dan kekurangan deskripsi tersebut?
2.2. Simbol unsur kimia
Lambang suatu unsur kimia melambangkan unsur itu sendiri atau salah satu atom unsur tersebut.
Setiap lambang tersebut merupakan singkatan nama latin suatu unsur kimia, terdiri dari satu atau dua huruf abjad latin (untuk abjad latin lihat Lampiran 1). Simbolnya ditulis dengan huruf kapital. Simbol, serta nama Rusia dan Latin dari beberapa unsur, diberikan pada Tabel 3. Informasi tentang asal usul nama Latin juga diberikan di sana. Tidak ada aturan umum untuk pengucapan simbol, oleh karena itu Tabel 3 juga menunjukkan “pembacaan” simbol, yaitu bagaimana simbol tersebut dibaca dalam rumus kimia.
Tidak mungkin mengganti nama suatu unsur dengan lambang dalam tuturan lisan, tetapi dalam teks tulisan tangan atau cetakan hal ini diperbolehkan, namun tidak dianjurkan.Saat ini diketahui 110 unsur kimia, 109 di antaranya mempunyai nama dan lambang yang disetujui oleh Internasional. Persatuan Kimia Murni dan Terapan (IUPAC).
Tabel 3 memberikan informasi hanya tentang 33 elemen. Inilah unsur-unsur yang pertama kali akan Anda temui saat mempelajari kimia. Nama Rusia (dalam urutan abjad) dan simbol semua elemen diberikan dalam Lampiran 2.
Tabel 3.Nama dan lambang beberapa unsur kimia
Nama |
||||
Latin |
Menulis |
|||
| - | Menulis |
Asal |
- | - |
| Nitrogen | N itrogenium | Dari bahasa Yunani "melahirkan sendawa" | "en" | |
| Aluminium | Al aluminium | Dari lat. "tawas" | "aluminium" | |
| Argon | Ar pergi | Dari bahasa Yunani "tidak aktif" | "argon" | |
| Barium | Ba rium | Dari bahasa Yunani " berat" | "barium" | |
| membosankan | B forum | Dari bahasa Arab "mineral putih" | "boron" | |
| Brom | Sdr ya ampun | Dari bahasa Yunani "berbau" | "brom" | |
| Hidrogen | H hidrogenium | Dari bahasa Yunani "melahirkan air" | "abu" | |
| Helium | Dia ium | Dari bahasa Yunani " Matahari" | "helium" | |
| Besi | Fe rum | Dari lat. "pedang" | "besi" | |
| Emas | Au Rum | Dari lat. "pembakaran" | "aurum" | |
| Yodium | SAYA odum | Dari bahasa Yunani "ungu" | "yodium" | |
| Kalium | K aluminium | Dari bahasa Arab "larutan alkali" | "kalium" | |
| Kalsium | Ca kalsium | Dari lat. "batu gamping" | "kalsium" | |
| Oksigen | HAI xygenium | Dari bahasa Yunani "penghasil asam" | " HAI " | |
| Silikon | Ya licium | Dari lat. "batu api" | "silisium" | |
| kripton | Kr ypton | Dari bahasa Yunani "tersembunyi" | "kripton" | |
| Magnesium | M A G nesium | Dari namanya Semenanjung Magnesia | "magnesium" | |
| mangan | M A N ganum | Dari bahasa Yunani "pembersihan" | "mangan" | |
| Tembaga | Cu prum | Dari bahasa Yunani nama HAI. Siprus | "tembaga" | |
| Sodium | Tidak trium | Dari bahasa Arab, "deterjen" | "sodium" | |
| Neon | Tidak pada | Dari bahasa Yunani " baru" | "neon" | |
| Nikel | Tidak kolom | Dari dia. "St. Nicholas Tembaga" | "nikel" | |
| Air raksa | H ydrar G kamu | lat. "perak cair" | "air raksa" | |
| Memimpin | P lum B um | Dari lat. nama paduan timbal dan timah. | "timah hitam" | |
| Sulfur | S belerang | Dari bahasa Sansekerta "bubuk yang mudah terbakar" | "es" | |
| Perak | A R G masuk | Dari bahasa Yunani " lampu" | "argentum" | |
| Karbon | C arboneum | Dari lat. " batu bara" | "tse" | |
| Fosfor | P fosfor | Dari bahasa Yunani "pembawa cahaya" | "peh" | |
| Fluor | F Luorum | Dari lat. kata kerja "mengalir" | "fluor" | |
| Klorin | Kl forum | Dari bahasa Yunani "kehijauan" | "klorin" | |
| Kromium | C H R omium | Dari bahasa Yunani "pewarna" | "krom" | |
| sesium | C ae S ium | Dari lat. "langit biru" | "cesium" | |
| Seng | Z Saya N air mani | Dari dia. "timah" | "seng" | |
2.3. Rumus kimia
Digunakan untuk menunjuk zat kimia rumus kimia.
Untuk zat molekuler, rumus kimia dapat menunjukkan satu molekul zat tertentu.
Informasi tentang suatu zat mungkin berbeda-beda, sehingga ada yang berbeda-beda jenis rumus kimia.
Berdasarkan kelengkapan informasinya, rumus kimia dibagi menjadi empat jenis utama: protozoa,
molekuler, struktural Dan spasial.
Subskrip dalam rumus paling sederhana tidak memiliki pembagi persekutuan.
Indeks "1" tidak digunakan dalam rumus.
Contoh rumus paling sederhana: air - H 2 O, oksigen - O, belerang - S, fosfor oksida - P 2 O 5, butana - C 2 H 5, asam fosfat - H 3 PO 4, natrium klorida (garam meja) - NaCl.
Rumus air yang paling sederhana (H 2 O) menunjukkan bahwa air mengandung unsur hidrogen(H) dan elemen oksigen(O), dan di bagian mana pun (bagian adalah bagian dari sesuatu yang dapat dibagi tanpa kehilangan sifat-sifatnya.) air, jumlah atom hidrogen adalah dua kali jumlah atom oksigen.
Jumlah partikel, termasuk jumlah atom, dilambangkan dengan huruf latin N. Menunjukkan jumlah atom hidrogen – N H, dan jumlah atom oksigen adalah N Oh, kita bisa menulis itu
Atau N H: N HAI=2:1.
Rumus paling sederhana dari asam fosfat (H 3 PO 4) menunjukkan bahwa asam fosfat mengandung atom hidrogen, atom fosfor dan atom oksigen, dan perbandingan jumlah atom unsur-unsur tersebut dalam setiap bagian asam fosfat adalah 3:1:4, yaitu
NH: N P: N HAI=3:1:4.
Rumus paling sederhana dapat dikompilasi untuk zat kimia apa pun, dan sebagai tambahan, untuk zat molekuler, dapat dikompilasi Formula molekul.
Contoh rumus molekul: air - H 2 O, oksigen - O 2, belerang - S 8, fosfor oksida - P 4 O 10, butana - C 4 H 10, asam fosfat - H 3 PO 4.
Zat nonmolekul tidak mempunyai rumus molekul.
Urutan penulisan simbol unsur dalam rumus sederhana dan rumus molekul ditentukan oleh kaidah bahasa kimia yang akan Anda pahami saat mempelajari kimia. Informasi yang disampaikan oleh rumus ini tidak dipengaruhi oleh urutan simbol.
Dari tanda-tanda yang mencerminkan struktur zat, kita hanya akan menggunakannya untuk saat ini pukulan valensi("berlari"). Tanda ini menunjukkan adanya antar atom yang disebut Ikatan kovalen(jenis koneksi apa ini dan apa saja fitur-fiturnya, Anda akan segera mengetahuinya).
Dalam molekul air, atom oksigen dihubungkan melalui ikatan sederhana (tunggal) dengan dua atom hidrogen, tetapi atom hidrogen tidak terikat satu sama lain. Inilah tepatnya yang ditunjukkan dengan jelas oleh rumus struktur air. 
Contoh lain: molekul belerang S8. Dalam molekul ini, 8 atom belerang membentuk cincin beranggota delapan, di mana setiap atom belerang terhubung ke dua atom lainnya melalui ikatan sederhana. Bandingkan rumus struktur belerang dengan model tiga dimensi molekulnya yang ditunjukkan pada Gambar. 3. Perlu diketahui bahwa rumus struktur belerang tidak menunjukkan bentuk molekulnya, tetapi hanya menunjukkan urutan hubungan atom melalui ikatan kovalen.
Rumus struktur asam fosfat menunjukkan bahwa dalam molekul zat ini, salah satu dari empat atom oksigen hanya terikat pada atom fosfor melalui ikatan rangkap, dan atom fosfor, pada gilirannya, terhubung ke tiga atom oksigen lagi melalui ikatan tunggal. . Masing-masing dari ketiga atom oksigen ini juga dihubungkan melalui ikatan sederhana dengan salah satu dari tiga atom hidrogen yang ada dalam molekul.
Bandingkan model tiga dimensi molekul metana berikut dengan rumus spasial, struktur, dan molekulnya:
|
|
|
Dalam rumus spasial metana, guratan valensi berbentuk baji, seolah-olah dalam perspektif, menunjukkan atom hidrogen mana yang “lebih dekat dengan kita” dan mana yang “lebih jauh dari kita”.
Terkadang rumus spasial menunjukkan panjang ikatan dan sudut antar ikatan dalam suatu molekul, seperti yang ditunjukkan pada contoh molekul air.
Zat nonmolekul tidak mengandung molekul. Untuk kemudahan perhitungan kimia dalam zat non-molekul, disebut satuan rumus.
Contoh komposisi satuan rumus beberapa zat: 1) silikon dioksida (pasir kuarsa, kuarsa) SiO 2 – satuan rumus terdiri dari satu atom silikon dan dua atom oksigen; 2) natrium klorida (garam meja) NaCl – satuan rumusnya terdiri dari satu atom natrium dan satu atom klor; 3) besi Fe - satuan rumus terdiri dari satu atom besi, seperti halnya molekul, satuan rumus adalah bagian terkecil dari suatu zat yang mempertahankan sifat kimianya.
Tabel 4
Informasi disampaikan melalui berbagai jenis rumus
Jenis rumus |
Informasi disampaikan dengan rumus. |
|
| Yang paling sederhana Molekuler Struktural Spasial |
|
|
Sekarang mari kita pertimbangkan, dengan menggunakan contoh, informasi apa yang diberikan oleh berbagai jenis rumus kepada kita.
1. Zat: asam asetat. Rumus paling sederhana adalah CH 2 O, rumus molekul C 2 H 4 O 2, rumus struktur
Rumus paling sederhana memberitahu kita hal itu
1) asam asetat mengandung karbon, hidrogen dan oksigen;
2) pada zat ini jumlah atom karbon berhubungan dengan jumlah atom hidrogen dan jumlah atom oksigen, yaitu 1:2:1, yaitu N H: N C: N HAI = 1:2:1.
Formula molekul menambahkan itu
3) dalam molekul asam asetat terdapat 2 atom karbon, 4 atom hidrogen, dan 2 atom oksigen.
Formula struktural menambahkan itu
4, 5) dalam suatu molekul, dua atom karbon dihubungkan satu sama lain melalui ikatan sederhana; salah satunya, sebagai tambahan, terikat pada tiga atom hidrogen, masing-masing dengan ikatan tunggal, dan yang lainnya dengan dua atom oksigen, satu dengan ikatan rangkap dan yang lainnya dengan ikatan tunggal; atom oksigen terakhir masih terikat dengan ikatan sederhana dengan atom hidrogen keempat.
2. Zat: natrium klorida.
Rumus paling sederhana adalah NaCl.
1) Natrium klorida mengandung natrium dan klorin.
2) Dalam zat ini, jumlah atom natrium sama dengan jumlah atom klor.
3. Zat: besi.
Rumus paling sederhana adalah Fe.
1) Zat ini hanya mengandung zat besi, yaitu zat sederhana.
4. Zat: asam trimetafosfat . Rumus paling sederhana adalah HPO 3, rumus molekul H 3 P 3 O 9, rumus struktur
1) Asam trimetafosfat mengandung hidrogen, fosfor dan oksigen.
2) N H: N P: N HAI = 1:1:3.
3) Molekulnya terdiri dari tiga atom hidrogen, tiga atom fosfor, dan sembilan atom oksigen.
4, 5) Tiga atom fosfor dan tiga atom oksigen, bergantian membentuk siklus beranggota enam. Semua koneksi dalam siklus itu sederhana. Selain itu, setiap atom fosfor terhubung ke dua atom oksigen lagi, satu dengan ikatan rangkap dan yang lainnya dengan ikatan tunggal. Masing-masing dari tiga atom oksigen yang dihubungkan melalui ikatan sederhana dengan atom fosfor juga dihubungkan melalui ikatan sederhana dengan atom hidrogen.
| Asam fosfat – H 3 PO 4(nama lain asam ortofosfat) adalah zat berstruktur molekul kristal transparan, tidak berwarna, meleleh pada suhu 42 o C. Zat ini larut sangat baik dalam air bahkan menyerap uap air dari udara (higroskopis). Asam fosfat diproduksi dalam jumlah besar dan digunakan terutama dalam produksi pupuk fosfat, tetapi juga dalam industri kimia, produksi korek api, dan bahkan konstruksi. Selain itu, asam fosfat digunakan dalam pembuatan semen dalam teknologi kedokteran gigi dan termasuk dalam banyak obat-obatan. Asam ini cukup murah, sehingga di beberapa negara, seperti Amerika Serikat, asam fosfat yang sangat murni, yang sangat encer dengan air, ditambahkan ke minuman menyegarkan untuk menggantikan asam sitrat yang mahal. |
| Metana - CH 4. Jika Anda memiliki kompor gas di rumah, maka Anda menjumpai zat ini setiap hari: gas alam yang terbakar di pembakar kompor Anda terdiri dari 95% metana. Metana merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau dengan titik didih –161 o C. Jika bercampur dengan udara, bersifat mudah meledak, hal ini menjelaskan terjadinya ledakan dan kebakaran yang terkadang terjadi di tambang batu bara (nama lain dari metana adalah fireamp). Nama ketiga metana - gas rawa - disebabkan oleh fakta bahwa gelembung gas khusus ini muncul dari dasar rawa, yang terbentuk sebagai akibat dari aktivitas bakteri tertentu. Dalam industri, metana digunakan sebagai bahan bakar dan bahan mentah untuk produksi zat lain.Metana adalah yang paling sederhana hidrokarbon. Golongan zat ini juga mencakup etana (C 2 H 6), propana (C 3 H 8), etilen (C 2 H 4), asetilena (C 2 H 2) dan banyak zat lainnya. |
Tabel 5.Contoh berbagai jenis rumus untuk beberapa zat-
Kimia adalah ilmu tentang zat, sifat-sifatnya, dan transformasinya
.
Artinya, jika tidak terjadi apa-apa pada zat di sekitar kita, maka hal tersebut tidak berlaku pada kimia. Tapi apa maksudnya “tidak terjadi apa-apa”? Jika badai petir tiba-tiba menimpa kita di ladang, dan kita semua basah kuyup, seperti yang mereka katakan, “sampai ke kulit”, maka bukankah ini sebuah transformasi: lagipula, pakaian itu kering, tetapi menjadi basah.
Misalnya, jika Anda mengambil paku besi, kikir, lalu rakit serbuk besi (Fe) , lalu bukankah ini juga transformasi: ada paku - menjadi bubuk. Tetapi jika Anda kemudian merakit perangkat dan melaksanakannya memperoleh oksigen (O2): memanaskan kalium permanganat(KMpO 4) dan kumpulkan oksigen dalam tabung reaksi, lalu masukkan serbuk besi panas tersebut ke dalamnya, kemudian akan menyala dengan nyala api yang terang dan setelah terbakar akan berubah menjadi bubuk berwarna coklat. Dan ini juga merupakan sebuah transformasi. Jadi di mana chemistrynya? Padahal dalam contoh-contoh ini bentuk (paku besi) dan kondisi pakaian (kering, basah) berubah, namun hal tersebut bukanlah transformasi. Faktanya paku itu sendiri adalah suatu zat (besi), dan tetap demikian meskipun bentuknya berbeda, dan pakaian kita menyerap air dari hujan dan kemudian menguapkannya ke atmosfer. Airnya sendiri tidak berubah. Jadi apa transformasi dari sudut pandang kimia?
Dari sudut pandang kimia, transformasi adalah fenomena yang disertai dengan perubahan komposisi suatu zat. Mari kita ambil contoh paku yang sama. Tidak masalah apa bentuknya setelah dikikir, tetapi setelah bagian-bagiannya dikumpulkan serbuk besi ditempatkan di atmosfer oksigen - itu berubah menjadi oksida besi(Fe 2 HAI 3 ) . Jadi, ada yang berubah? Ya, itu telah berubah. Ada zat yang disebut paku, tetapi di bawah pengaruh oksigen, zat baru terbentuk - unsur oksida kelenjar. Persamaan molekul Transformasi ini dapat diwakili oleh simbol kimia berikut:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
Bagi seseorang yang belum tahu tentang kimia, pertanyaan langsung muncul. Apa itu "persamaan molekul", apa itu Fe? Mengapa angka “4”, “3”, “2”? Berapakah bilangan kecil “2” dan “3” pada rumus Fe 2 O 3? Ini berarti sudah waktunya untuk membereskan semuanya secara berurutan.
Tanda-tanda unsur kimia.
Terlepas dari kenyataan bahwa kimia mulai dipelajari di kelas 8, dan beberapa bahkan lebih awal, banyak orang mengenal ahli kimia besar Rusia D.I.Mendeleev. Dan tentu saja, “Tabel Periodik Unsur Kimia” yang terkenal. Jika tidak, lebih sederhananya disebut “Tabel Periodik”.
Dalam tabel ini, elemen-elemen disusun dalam urutan yang sesuai. Sampai saat ini yang diketahui sekitar 120. Banyak nama unsur yang sudah kita ketahui sejak lama. Ini adalah: besi, aluminium, oksigen, karbon, emas, silikon. Sebelumnya, kita menggunakan kata-kata ini tanpa berpikir panjang, mengidentifikasikannya dengan benda: baut besi, kawat aluminium, oksigen di atmosfer, cincin emas, dll. dll. Namun nyatanya, semua zat ini (baut, kawat, cincin) terdiri dari unsur-unsurnya yang bersesuaian. Paradoksnya adalah bahwa elemen tersebut tidak dapat disentuh atau diambil. Bagaimana? Mereka ada di tabel periodik, tapi Anda tidak bisa mengambilnya! Iya benar sekali. Unsur kimia adalah konsep abstrak (yaitu abstrak), dan digunakan dalam kimia, serta ilmu-ilmu lain, untuk perhitungan, pembuatan persamaan, dan pemecahan masalah. Setiap elemen berbeda satu sama lain karena memiliki karakteristiknya masing-masing konfigurasi elektron suatu atom. Jumlah proton dalam inti atom sama dengan jumlah elektron pada orbitalnya. Misalnya, hidrogen adalah unsur nomor 1. Atomnya terdiri dari 1 proton dan 1 elektron. Helium adalah elemen #2. Atomnya terdiri dari 2 proton dan 2 elektron. Litium adalah elemen #3. Atomnya terdiri dari 3 proton dan 3 elektron. Darmstadtium – elemen No.110. Atomnya terdiri dari 110 proton dan 110 elektron.
Setiap unsur ditandai dengan simbol tertentu, huruf latin, dan mempunyai bacaan tertentu yang diterjemahkan dari bahasa latin. Misalnya hidrogen mempunyai simbol "N", dibaca sebagai "hidrogenium" atau "abu". Silikon mempunyai lambang “Si” yang dibaca “silisium”. Air raksa memiliki simbol "HG" dan dibaca sebagai "hydrargyrum". Dan seterusnya. Semua notasi ini dapat ditemukan di buku teks kimia kelas 8 mana pun. Hal utama bagi kita sekarang adalah memahami bahwa ketika menyusun persamaan kimia, kita perlu mengoperasikan simbol-simbol unsur yang ditunjukkan.
Zat sederhana dan kompleks.
Melambangkan berbagai zat dengan lambang tunggal unsur kimia (Hg air raksa, Fe besi, Cu tembaga, Zn seng, Al aluminium) pada dasarnya kita menyatakan zat sederhana, yaitu zat yang terdiri dari atom-atom yang sejenis (mengandung jumlah proton dan neutron yang sama dalam suatu atom). Misalnya zat besi dan belerang berinteraksi, maka persamaannya akan berbentuk penulisan sebagai berikut:
Fe + S = FeS (2)
Zat sederhana antara lain logam (Ba, K, Na, Mg, Ag), serta nonlogam (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Selain itu, kita juga harus memperhatikannya
perhatian khusus pada fakta bahwa semua logam dilambangkan dengan simbol tunggal: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, dll., dan non-logam dapat berupa simbol sederhana: C, S, P atau mungkin memiliki indeks berbeda yang menunjukkan struktur molekulnya: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. Kedepannya, hal ini akan menjadi sangat penting saat menyusun persamaan. Sama sekali tidak sulit untuk menebak bahwa zat kompleks adalah zat yang terbentuk dari atom-atom yang berbeda jenis, misalnya,
1). Oksida:
aluminium oksida Al 2 O 3, 
natrium oksida Na2O,
oksida tembaga CuO,
seng oksida ZnO,
titanium oksida Ti2O3,
karbon monoksida atau karbon monoksida (+2) BERSAMA,
belerang oksida (+6) JADI 3
2). Alasan:
besi hidroksida(+3) Fe(OH)3,
tembaga hidroksida Cu(OH)2,
kalium hidroksida atau alkali kalium KOH,
natrium hidroksida NaOH.
3). Asam:
asam hidroklorik HCl,
asam sulfat H2SO3,
Asam sendawa HNO3
4). garam:
natrium tiosulfat Na 2 S 2 O 3 ,
sodium sulfat atau garam Glauber Na2SO4,
kalsium karbonat atau batu gamping CaCO 3,
tembaga klorida CuCl2
5). Bahan organik:
natrium asetat CH3COONa,
metana bab 4,
asetilen C 2 H 2,
glukosa C 6 H 12 O 6
Terakhir, setelah kita mengetahui struktur berbagai zat, kita dapat mulai menulis persamaan kimia.
Persamaan kimia.
Kata “equation” sendiri berasal dari kata “equalize”, yakni menyamakan kedudukan. membagi sesuatu menjadi bagian yang sama. Dalam matematika, persamaan merupakan inti dari ilmu ini. Misalnya, Anda dapat memberikan persamaan sederhana yang ruas kiri dan kanannya sama dengan “2”:
40: (9 + 11) = (50 x 2) : (80 – 30);
Dan dalam persamaan kimia prinsip yang sama: ruas kiri dan kanan persamaan harus sesuai dengan jumlah atom dan unsur yang sama yang berpartisipasi di dalamnya. Atau, jika persamaan ion diberikan, maka di dalamnya jumlah partikel juga harus memenuhi persyaratan ini. Persamaan kimia adalah representasi konvensional dari reaksi kimia menggunakan rumus kimia dan simbol matematika. Persamaan kimia pada dasarnya mencerminkan reaksi kimia tertentu, yaitu proses interaksi zat, di mana zat baru muncul. Misalnya saja, itu perlu menulis persamaan molekul reaksi di mana mereka ambil bagian barium klorida BaCl 2 dan asam sulfat H 2 SO 4. Sebagai hasil dari reaksi ini, terbentuk endapan yang tidak larut - barium sulfat BaSO 4 dan asam hidroklorik HCl:
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (3)
Pertama-tama perlu dipahami bahwa bilangan besar “2” di depan zat HCl disebut koefisien, dan bilangan kecil “2”, “4” berdasarkan rumus BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 disebut indeks. Koefisien dan indeks dalam persamaan kimia bertindak sebagai pengali, bukan penjumlahan. Untuk menulis persamaan kimia dengan benar, Anda perlu menetapkan koefisien dalam persamaan reaksi. Sekarang mari kita mulai menghitung atom unsur-unsur di ruas kiri dan kanan persamaan. Ruas kiri persamaan: zat BaCl 2 mengandung 1 atom barium (Ba), 2 atom klor (Cl). Pada zat H 2 SO 4 : 2 atom hidrogen (H), 1 atom belerang (S) dan 4 atom oksigen (O). Persamaan ruas kanan: pada zat BaSO 4 terdapat 1 atom barium (Ba), 1 atom belerang (S) dan 4 atom oksigen (O), pada zat HCl: 1 atom hidrogen (H) dan 1 klorin atom (Cl). Oleh karena itu, di ruas kanan persamaan, jumlah atom hidrogen dan klor adalah setengah jumlah atom di ruas kiri. Oleh karena itu, sebelum rumus HCl di ruas kanan persamaan, perlu diletakkan koefisien “2”. Jika sekarang kita menjumlahkan jumlah atom unsur-unsur yang berpartisipasi dalam reaksi ini, baik di kiri maupun di kanan, kita memperoleh keseimbangan berikut:
Pada kedua ruas persamaan, jumlah atom unsur-unsur yang ikut serta dalam reaksi adalah sama, sehingga tersusun dengan benar.
Persamaan kimia dan reaksi kimia
Seperti yang telah kita ketahui, persamaan kimia adalah cerminan dari reaksi kimia. Reaksi kimia adalah fenomena di mana terjadi transformasi suatu zat menjadi zat lain. Di antara keanekaragamannya, dua jenis utama dapat dibedakan:
1). Reaksi majemuk
2). Reaksi penguraian.
Sebagian besar reaksi kimia termasuk dalam reaksi adisi, karena perubahan komposisinya jarang terjadi pada suatu zat jika tidak terkena pengaruh eksternal (pelarutan, pemanasan, paparan cahaya). Tidak ada yang lebih baik dalam mencirikan fenomena atau reaksi kimia selain perubahan yang terjadi selama interaksi dua zat atau lebih. Fenomena tersebut dapat terjadi secara spontan dan disertai dengan kenaikan atau penurunan suhu, efek cahaya, perubahan warna, pembentukan sedimen, pelepasan produk gas, dan kebisingan.
Untuk lebih jelasnya, kami menyajikan beberapa persamaan yang mencerminkan proses reaksi senyawa yang kami peroleh natrium klorida(NaCl), seng klorida(ZnCl2), endapan perak klorida(AgCl), aluminium klorida(AlCl 3)
Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)
CuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + Cu (5)
AgNO 3 + KCl = AgCl + 2KNO 3 (6)
3HCl + Al(OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O (7)
Di antara reaksi-reaksi senyawa, perhatian khusus harus diberikan pada hal-hal berikut: : pengganti (5), menukarkan (6), dan sebagai kasus khusus dari reaksi pertukaran - reaksi penetralan (7).
Reaksi substitusi mencakup reaksi di mana atom-atom suatu zat sederhana menggantikan atom-atom salah satu unsur dalam suatu zat kompleks. Pada contoh (5), atom seng menggantikan atom tembaga dari larutan CuCl 2, sedangkan seng masuk ke dalam garam larut ZnCl 2, dan tembaga dilepaskan dari larutan dalam keadaan logam.
Reaksi pertukaran mencakup reaksi di mana dua zat kompleks bertukar bagian penyusunnya. Dalam kasus reaksi (6), garam larut AgNO 3 dan KCl, ketika kedua larutan digabungkan, membentuk endapan garam AgCl yang tidak larut. Pada saat yang sama, mereka menukar bagian-bagian penyusunnya - kation dan anion. Kation kalium K+ ditambahkan ke anion NO3, dan kation perak Ag+ ditambahkan ke anion Cl -.
Kasus reaksi pertukaran yang khusus dan khusus adalah reaksi netralisasi. Reaksi netralisasi mencakup reaksi di mana asam bereaksi dengan basa, menghasilkan pembentukan garam dan air. Pada contoh (7), asam klorida HCl bereaksi dengan basa Al(OH) 3 membentuk garam AlCl 3 dan air. Dalam hal ini, kation aluminium Al 3+ dari basa ditukar dengan anion Cl - dari asam. Apa yang terjadi pada akhirnya netralisasi asam klorida.
Reaksi penguraian mencakup reaksi di mana dua atau lebih zat baru, sederhana atau kompleks, tetapi dengan komposisi yang lebih sederhana, terbentuk dari satu zat kompleks. Contoh reaksi termasuk reaksi yang proses 1) terurai. Potasium nitrat(KNO 3) dengan pembentukan kalium nitrit (KNO 2) dan oksigen (O 2); 2). Kalium permanganat(KMnO 4): terbentuk kalium manganat (K 2 MnO 4), oksida mangan(MnO 2) dan oksigen (O 2); 3). Kalsium karbonat atau marmer; dalam proses terbentuk karbonatgas(CO2) dan kalsium oksida(CaO)
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO3 = CaO + CO2 (10)
Pada reaksi (8), satu zat kompleks dan satu zat sederhana terbentuk dari zat kompleks. Pada reaksi (9) ada dua kompleks dan satu sederhana. Pada reaksi (10) terdapat dua zat kompleks, tetapi komposisinya lebih sederhana
Semua kelas zat kompleks dapat mengalami dekomposisi:
1). Oksida: oksida perak 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)
2). Hidroksida: besi hidroksida 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). Asam: asam sulfat H 2 JADI 4 = JADI 3 + H 2 O (13)
4). garam: kalsium karbonat CaCO3 = CaO + CO2 (14)
5). Bahan organik: fermentasi alkohol glukosa
C 6 H 12 O 6 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)
Menurut klasifikasi lain, semua reaksi kimia dapat dibagi menjadi dua jenis: disebut reaksi yang melepaskan panas eksotermik, dan reaksi yang terjadi dengan penyerapan panas - endotermik. Kriteria untuk proses tersebut adalah efek termal dari reaksi. Biasanya, reaksi eksotermik mencakup reaksi oksidasi, mis. interaksi dengan oksigen, misalnya pembakaran metana:
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q (16)
dan untuk reaksi endoterm - reaksi dekomposisi yang telah diberikan di atas (11) - (15). Tanda Q di akhir persamaan menunjukkan apakah kalor dilepaskan (+Q) atau diserap (-Q) selama reaksi:
CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)
Anda juga dapat mempertimbangkan semua reaksi kimia menurut jenis perubahan bilangan oksidasi unsur-unsur yang terlibat dalam transformasinya. Misalnya, dalam reaksi (17), unsur-unsur yang berpartisipasi di dalamnya tidak mengubah bilangan oksidasinya:
Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca +2 O -2 +C +4 O 2 -2 (18)
Dan dalam reaksi (16), unsur-unsur mengubah bilangan oksidasinya:
2Mg 0 + O 2 0 = 2Mg +2 O -2
Reaksi jenis ini adalah redoks . Mereka akan dipertimbangkan secara terpisah. Untuk menyusun persamaan reaksi jenis ini, Anda harus menggunakan metode setengah reaksi dan melamar persamaan keseimbangan elektronik.
Setelah memaparkan berbagai jenis reaksi kimia, Anda dapat melanjutkan ke prinsip penyusunan persamaan kimia, atau dengan kata lain memilih koefisien di sisi kiri dan kanan.
Mekanisme penyusunan persamaan kimia.
Apapun jenis reaksi kimianya, pencatatannya (persamaan kimia) harus memenuhi syarat bahwa jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
Ada persamaan (17) yang tidak memerlukan pemerataan, yaitu. penempatan koefisien. Namun dalam banyak kasus, seperti pada contoh (3), (7), (15), perlu dilakukan tindakan yang bertujuan untuk menyamakan ruas kiri dan kanan persamaan. Prinsip apa yang harus diikuti dalam kasus seperti ini? Apakah ada sistem untuk memilih peluang? Ada, dan tidak hanya satu. Sistem tersebut meliputi:
1). Pemilihan koefisien menurut rumus yang diberikan.
2). Kompilasi berdasarkan valensi zat yang bereaksi.
3). Susunan zat-zat yang bereaksi menurut bilangan oksidasinya.
Dalam kasus pertama, diasumsikan bahwa kita mengetahui rumus zat yang bereaksi sebelum dan sesudah reaksi. Misalnya diberikan persamaan berikut:
N 2 + O 2 →N 2 O 3 (19)
Secara umum diterima bahwa sampai tercapai persamaan antara atom-atom unsur sebelum dan sesudah reaksi, tanda sama dengan (=) tidak ditempatkan dalam persamaan, tetapi diganti dengan panah (→). Sekarang mari kita beralih ke penyesuaian sebenarnya. Di ruas kiri persamaan terdapat 2 atom nitrogen (N 2) dan dua atom oksigen (O 2), dan di ruas kanan terdapat dua atom nitrogen (N 2) dan tiga atom oksigen (O 3). Tidak perlu menyamakan jumlah atom nitrogen, tetapi dalam hal oksigen perlu dicapai kesetaraan, karena sebelum reaksi ada dua atom yang terlibat, dan setelah reaksi ada tiga atom. Mari kita buat diagram berikut:
sebelum reaksi setelah reaksi
HAI 2 HAI 3
Mari kita tentukan kelipatan terkecil antara jumlah atom yang diberikan, hasilnya adalah “6”.
HAI 2 HAI 3
\ 6 /
Mari kita bagi angka di sisi kiri persamaan oksigen ini dengan “2”. Kita mendapatkan angka “3” dan memasukkannya ke dalam persamaan yang akan diselesaikan:
N 2 + 3O 2 →N 2 O 3
Kita juga membagi angka “6” di ruas kanan persamaan dengan “3”. Kita mendapatkan angka “2”, dan juga memasukkannya ke dalam persamaan yang akan diselesaikan:
N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
Jumlah atom oksigen pada ruas kiri dan kanan persamaan menjadi sama, masing-masing 6 atom:
Namun jumlah atom nitrogen pada kedua ruas persamaan tidak akan bersesuaian satu sama lain:
Yang kiri mempunyai dua atom, yang kanan mempunyai empat atom. Oleh karena itu, untuk mencapai kesetaraan, jumlah nitrogen di sisi kiri persamaan perlu digandakan, dengan menetapkan koefisien ke “2”:
Dengan demikian, kesetaraan dalam nitrogen diamati dan, secara umum, persamaannya berbentuk:
2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3
Sekarang dalam persamaan Anda dapat memberi tanda sama dengan alih-alih panah:
2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)
Mari kita beri contoh lain. Persamaan reaksi berikut diberikan:
P + Cl 2 → PCl 5
Di ruas kiri persamaan terdapat 1 atom fosfor (P) dan dua atom klor (Cl 2), dan di ruas kanan terdapat satu atom fosfor (P) dan lima atom oksigen (Cl 5). Tidak perlu menyamakan jumlah atom fosfor, tetapi dalam hal klorin perlu dicapai kesetaraan, karena sebelum reaksi ada dua atom yang terlibat, dan setelah reaksi ada lima atom. Mari kita buat diagram berikut:
sebelum reaksi setelah reaksi
Kl 2 Kl 5
Mari kita tentukan kelipatan terkecil antara jumlah atom tertentu, yaitu “10”.
Kl 2 Kl 5
\ 10 /
Bagilah angka di sisi kiri persamaan klorin dengan “2”. Mari kita ambil angka “5” dan memasukkannya ke dalam persamaan yang akan diselesaikan:
P + 5Cl 2 → PCl 5
Kita juga membagi angka “10” di ruas kanan persamaan dengan “5”. Kita mendapatkan angka “2”, dan juga memasukkannya ke dalam persamaan yang akan diselesaikan:
P + 5Cl 2 → 2РCl 5
Jumlah atom klor pada ruas kiri dan kanan persamaan menjadi sama, masing-masing 10 atom:
Namun jumlah atom fosfor pada kedua ruas persamaan tidak akan bersesuaian satu sama lain:
Oleh karena itu, untuk mencapai kesetaraan, jumlah fosfor di ruas kiri persamaan perlu digandakan dengan menetapkan koefisien “2”:
Dengan demikian, kesetaraan fosfor diamati dan, secara umum, persamaannya berbentuk:
2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
Saat menyusun persamaan oleh valensi harus diberikan penentuan valensi dan menetapkan nilai untuk elemen paling terkenal. Valensi merupakan salah satu konsep yang digunakan sebelumnya, namun saat ini tidak digunakan di sejumlah program sekolah. Namun dengan bantuannya lebih mudah untuk menjelaskan prinsip-prinsip penyusunan persamaan reaksi kimia. Valensi dipahami sebagai jumlah ikatan kimia yang dapat dibentuk suatu atom dengan atom lain atau atom lain . Valensi tidak mempunyai tanda (+ atau -) dan ditunjukkan dengan angka romawi, biasanya di atas lambang unsur kimia, misalnya:
Dari mana nilai-nilai tersebut berasal? Bagaimana cara menggunakannya saat menulis persamaan kimia? Nilai numerik valensi suatu unsur bertepatan dengan nomor golongannya dalam Tabel Periodik Unsur Kimia oleh DI Mendeleev (Tabel 1).
Untuk elemen lainnya nilai valensi mungkin mempunyai nilai lain, tetapi tidak pernah lebih besar dari jumlah kelompok dimana nilai tersebut berada. Selain itu, untuk bilangan golongan genap (IV dan VI), valensi unsur hanya bernilai genap, dan untuk bilangan ganjil dapat bernilai genap dan ganjil (Tabel 2).
Tentu saja, ada pengecualian terhadap nilai valensi untuk beberapa unsur, tetapi dalam setiap kasus tertentu, poin ini biasanya ditentukan. Sekarang mari kita perhatikan prinsip umum penyusunan persamaan kimia berdasarkan valensi tertentu untuk unsur-unsur tertentu. Paling sering, metode ini dapat diterima dalam hal menyusun persamaan reaksi kimia senyawa zat sederhana, misalnya, ketika berinteraksi dengan oksigen ( reaksi oksidasi). Katakanlah Anda perlu menampilkan reaksi oksidasi aluminium. Namun mari kita ingat kembali bahwa logam ditandai dengan atom tunggal (Al), dan non-logam dalam wujud gas ditandai dengan indeks “2” - (O 2). Pertama, mari kita tulis skema reaksi umum:
Al + О 2 →AlО
Pada tahap ini, belum diketahui ejaan yang benar untuk aluminium oksida. Dan pada tahap inilah pengetahuan tentang valensi unsur akan membantu kita. Untuk aluminium dan oksigen, mari kita letakkan di atas rumus yang diharapkan dari oksida ini:
AKU AKU AKU II
Al O
Setelah itu, “cross”-on-”cross” untuk simbol elemen ini kita akan meletakkan indeks yang sesuai di bagian bawah:
AKU AKU AKU II
Al 2 HAI 3
Komposisi suatu senyawa kimia Al 2 O 3 ditentukan. Diagram persamaan reaksi selanjutnya akan berbentuk:
Al+ O 2 →Al 2 O 3
Tinggal menyamakan bagian kiri dan kanannya. Mari kita lanjutkan dengan cara yang sama seperti dalam menyusun persamaan (19). Mari kita samakan jumlah atom oksigen dengan mencari kelipatan terkecil:
sebelum reaksi setelah reaksi
HAI 2 HAI 3
\ 6 /
Mari kita bagi angka di sisi kiri persamaan oksigen ini dengan “2”. Mari kita ambil angka “3” dan memasukkannya ke dalam persamaan yang sedang diselesaikan. Kita juga membagi angka “6” di ruas kanan persamaan dengan “3”. Kita mendapatkan angka “2”, dan juga memasukkannya ke dalam persamaan yang akan diselesaikan:
Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Untuk mencapai kesetaraan dalam aluminium, kuantitasnya perlu disesuaikan di sisi kiri persamaan dengan mengatur koefisien ke “4”:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Dengan demikian, kesetaraan untuk aluminium dan oksigen diamati dan, secara umum, persamaannya akan mengambil bentuk akhirnya:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)
Dengan menggunakan metode valensi, Anda dapat memprediksi zat apa yang terbentuk selama reaksi kimia dan seperti apa rumusnya. Misalkan senyawa tersebut bereaksi dengan nitrogen dan hidrogen dengan valensi III dan I yang bersesuaian. Mari kita tuliskan skema reaksi umum:
N 2 + N 2 → NH
Untuk nitrogen dan hidrogen, mari kita letakkan valensinya di atas rumus yang diharapkan dari senyawa ini:
Seperti sebelumnya, “cross”-on-”cross” untuk simbol elemen ini, mari kita letakkan indeks yang sesuai di bawah:
AKU AKU AKU AKU
NH3
Diagram persamaan reaksi selanjutnya akan berbentuk:
N 2 + N 2 → NH 3
Menyamakan dengan cara yang terkenal, melalui kelipatan terkecil untuk hidrogen sama dengan “6”, kita memperoleh koefisien yang diperlukan dan persamaan secara keseluruhan:
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 (23)
Saat menyusun persamaan menurut keadaan oksidasi reaktan, perlu diingat bahwa bilangan oksidasi suatu unsur tertentu adalah jumlah elektron yang diterima atau dilepaskan selama reaksi kimia. Keadaan oksidasi dalam senyawa Pada dasarnya, ini secara numerik bertepatan dengan nilai valensi suatu unsur. Tapi mereka berbeda tandanya. Misalnya, untuk hidrogen, valensinya adalah I, dan bilangan oksidasinya adalah (+1) atau (-1). Untuk oksigen, valensinya adalah II, dan bilangan oksidasinya adalah -2. Untuk nitrogen, valensinya adalah I, II, III, IV, V, dan bilangan oksidasinya adalah (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , dll. . Bilangan oksidasi unsur-unsur yang paling sering digunakan dalam persamaan diberikan pada Tabel 3.
Dalam kasus reaksi senyawa, prinsip penyusunan persamaan berdasarkan bilangan oksidasi sama dengan prinsip penyusunan persamaan berdasarkan valensi. Sebagai contoh, mari kita berikan persamaan oksidasi klor dengan oksigen, di mana klor membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +7. Mari kita tuliskan persamaan yang diharapkan:
Cl 2 + O 2 → ClO
Mari kita tempatkan bilangan oksidasi atom-atom yang bersangkutan pada senyawa yang diusulkan ClO:
Seperti dalam kasus sebelumnya, kami menetapkan bahwa diperlukan rumus majemuk akan berbentuk:
7 -2
Kl 2 O 7
Persamaan reaksinya akan berbentuk sebagai berikut:
Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7
Menyamakan oksigen, mencari kelipatan terkecil antara dua dan tujuh, sama dengan “14”, pada akhirnya kita mendapatkan persamaan:
2Cl 2 + 7O 2 = 2Cl 2 O 7 (24)
Metode yang sedikit berbeda harus digunakan dengan bilangan oksidasi ketika menyusun reaksi pertukaran, netralisasi, dan substitusi. Dalam beberapa kasus, sulit untuk mengetahui: senyawa apa yang terbentuk selama interaksi zat kompleks?
Bagaimana cara mengetahui: apa yang akan terjadi pada proses reaksi?
Memang, bagaimana Anda mengetahui produk reaksi apa yang mungkin timbul selama reaksi tertentu? Misalnya, apa yang terbentuk ketika barium nitrat dan kalium sulfat bereaksi?
Ba(NO 3) 2 + K 2 JADI 4 → ?
Mungkin BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Atau Ba + NO 3 JADI 4 + K 2? Atau sesuatu yang lain? Tentu saja, senyawa berikut akan terbentuk selama reaksi ini: BaSO 4 dan KNO 3. Bagaimana hal ini diketahui? Dan bagaimana cara menulis rumus zat yang benar? Mari kita mulai dengan apa yang paling sering diabaikan: konsep “reaksi pertukaran”. Artinya dalam reaksi-reaksi ini zat-zat saling bertukar bagian penyusunnya. Karena reaksi pertukaran sebagian besar dilakukan antara basa, asam atau garam, maka bagian yang akan ditukar adalah kation logam (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), ion H + atau OH -, anion - residu asam, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). Secara umum reaksi pertukaran dapat diberikan dalam notasi berikut:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
Dimana Kt1 dan Kt2 adalah kation logam (1) dan (2), serta An1 dan An2 adalah anion yang bersesuaian (1) dan (2). Perlu diingat bahwa dalam senyawa sebelum dan sesudah reaksi, kation selalu menempati urutan pertama, dan anion berada di urutan kedua. Oleh karena itu, jika terjadi reaksi potasium klorida Dan perak nitrat, keduanya dalam keadaan terlarut
KCl + AgNO 3 →
kemudian dalam prosesnya terbentuk zat KNO 3 dan AgCl dan persamaan yang sesuai akan berbentuk:
KCl + AgNO 3 =KNO 3 + AgCl (26)
Selama reaksi netralisasi, proton dari asam (H+) akan bergabung dengan anion hidroksil (OH -) membentuk air (H 2 O):
HCl + KOH = KCl + H 2 O (27)
Bilangan oksidasi kation logam dan muatan anion residu asam ditunjukkan dalam tabel kelarutan zat (asam, garam dan basa dalam air). Garis horizontal menunjukkan kation logam, dan garis vertikal menunjukkan anion residu asam.
Berdasarkan hal ini, ketika menyusun persamaan reaksi pertukaran, pertama-tama perlu ditentukan di sisi kiri bilangan oksidasi partikel yang menerima proses kimia ini. Misalnya, Anda perlu menulis persamaan interaksi antara kalsium klorida dan natrium karbonat.Mari kita buat diagram awal reaksi ini:
CaCl + NaCO 3 →
Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →
Setelah melakukan tindakan “silang”-ke- “silang” yang sudah diketahui, kami menentukan rumus sebenarnya dari zat awal:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
Berdasarkan prinsip pertukaran kation dan anion (25), kami akan menetapkan rumus awal zat yang terbentuk selama reaksi:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
Mari kita letakkan muatan yang sesuai di atas kation dan anionnya:
Ca 2+ CO 3 2- + Na + Cl -
Rumus zat ditulis dengan benar, sesuai dengan muatan kation dan anion. Mari kita buat persamaan lengkap dengan menyamakan ruas kiri dan kanannya untuk natrium dan klor:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl (28)
Contoh lainnya, berikut persamaan reaksi netralisasi antara barium hidroksida dan asam fosfat:
VaON + NPO 4 →
Mari kita tempatkan muatan yang sesuai pada kation dan anion:
Ba 2+ OH - + H + PO 4 3- →
Mari kita tentukan rumus sebenarnya dari zat awal:
Ba(OH)2 + H3PO4→
Berdasarkan prinsip pertukaran kation dan anion (25), kami akan menetapkan rumus awal untuk zat yang terbentuk selama reaksi, dengan memperhatikan bahwa selama reaksi pertukaran salah satu zat harus berupa air:
Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 2+ PO 4 3- + H 2 O
Mari kita tentukan notasi yang benar untuk rumus garam yang terbentuk selama reaksi:
Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Mari kita samakan ruas kiri persamaan barium:
3Ba (OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Karena di ruas kanan persamaan residu asam ortofosfat diambil dua kali, (PO 4) 2, maka di sebelah kiri juga perlu digandakan jumlahnya:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Tetap mencocokkan jumlah atom hidrogen dan oksigen di sisi kanan air. Karena di sebelah kiri jumlah atom hidrogen adalah 12, di sebelah kanan juga harus sesuai dengan dua belas, oleh karena itu sebelum rumus air perlu atur koefisiennya“6” (karena molekul air sudah memiliki 2 atom hidrogen). Untuk oksigen, persamaan juga diperhatikan: di kiri adalah 14 dan di kanan adalah 14. Jadi, persamaan tersebut memiliki bentuk penulisan yang benar:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)
Kemungkinan reaksi kimia
Dunia terdiri dari berbagai macam zat. Jumlah varian reaksi kimia di antara keduanya juga tidak terhitung banyaknya. Tetapi bisakah kita, setelah menuliskan persamaan ini atau itu di atas kertas, mengatakan bahwa suatu reaksi kimia akan sesuai dengannya? Ada kesalahpahaman bahwa jika itu benar atur peluangnya dalam persamaan, maka hal itu akan layak dalam praktiknya. Misalnya saja jika kita ambil larutan asam sulfat dan memasukkannya ke dalamnya seng, maka Anda dapat mengamati proses evolusi hidrogen:
Zn+ H 2 JADI 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)
Namun jika tembaga diteteskan ke dalam larutan yang sama, maka proses pelepasan gas tidak akan terlihat. Reaksinya tidak mungkin dilakukan.
Cu+ H 2 JADI 4 ≠
Jika asam sulfat pekat diambil, maka akan bereaksi dengan tembaga:
Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
Dalam reaksi (23) antara gas nitrogen dan hidrogen, kita amati kesetimbangan termodinamika, itu. berapa banyak molekul amonia NH 3 terbentuk per satuan waktu, jumlah yang sama akan terurai kembali menjadi nitrogen dan hidrogen. Pergeseran kesetimbangan kimia dapat dicapai dengan meningkatkan tekanan dan menurunkan suhu
N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Jika Anda mengambil larutan kalium hidroksida dan menuangkannya padanya larutan natrium sulfat, maka tidak ada perubahan yang teramati, reaksi tidak akan dapat terjadi:
KOH + Na 2 JADI 4 ≠
Larutan natrium klorida bila bereaksi dengan brom tidak akan membentuk brom, padahal reaksi ini dapat digolongkan sebagai reaksi substitusi:
NaCl + Br 2 ≠
Apa alasan terjadinya perbedaan tersebut? Intinya tidak cukup hanya menentukan dengan benar rumus majemuk, Anda perlu mengetahui secara spesifik interaksi logam dengan asam, terampil menggunakan tabel kelarutan zat, dan mengetahui aturan substitusi dalam rangkaian aktivitas logam dan halogen. Artikel ini hanya menguraikan prinsip paling dasar tentang caranya menetapkan koefisien dalam persamaan reaksi, Bagaimana menulis persamaan molekul, Bagaimana menentukan komposisi suatu senyawa kimia.
Kimia, sebagai ilmu pengetahuan, sangat beragam dan beragam. Artikel di atas hanya mencerminkan sebagian kecil dari proses yang terjadi di dunia nyata. Jenis, persamaan termokimia, elektrolisa, proses sintesis organik dan masih banyak lagi. Namun lebih lanjut tentang itu di artikel mendatang.
situs web, ketika menyalin materi secara keseluruhan atau sebagian, diperlukan tautan ke sumber aslinya.
Nah, untuk melengkapi perkenalan kita dengan alkohol, saya juga akan memberikan rumus zat terkenal lainnya - kolesterol. Tidak semua orang tahu bahwa itu adalah alkohol monohidrat!
|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\
Saya menandai gugus hidroksil di dalamnya dengan warna merah.
Asam karboksilat
Setiap pembuat anggur tahu bahwa anggur harus disimpan tanpa akses ke udara. Jika tidak maka akan menjadi asam. Namun ahli kimia mengetahui alasannya - jika Anda menambahkan atom oksigen lain ke dalam alkohol, Anda akan mendapatkan asam.Mari kita lihat rumus asam yang diperoleh dari alkohol yang sudah kita kenal:
| Zat | Rumus kerangka | Rumus kotor | ||
|---|---|---|---|---|
| Asam metana (asam format) |
H/C`|O|\OH | HCOOH | HAI//\OH | |
| Asam etanoat (asam asetat) |
H-C-C\OH; H|#C|H | CH3-COOH | /`|O|\OH | |
| Asam propanat (asam metilasetat) |
H-C-C-C\OH; H|#2|H; H|#3|H | CH3-CH2-COOH | \/`|O|\OH | |
| Asam butanoat (asam butirat) |
H-C-C-C-C\OH; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H | CH3-CH2-CH2-COOH | /\/`|O|\OH | |
| Rumus umum | (Kanan)-C\OH | (R)-COOH atau (R)-CO2H | (R)/`|O|\OH |
Ciri khas asam organik adalah adanya gugus karboksil (COOH), yang memberikan sifat asam pada zat tersebut.
Siapa pun yang pernah mencoba cuka tahu bahwa cuka itu sangat asam. Alasannya adalah adanya asam asetat di dalamnya. Biasanya cuka meja mengandung antara 3 dan 15% asam asetat, dengan sisanya (kebanyakan) air. Konsumsi asam asetat dalam bentuk murni menimbulkan bahaya bagi kehidupan.
Asam karboksilat dapat memiliki banyak gugus karboksil. Dalam hal ini mereka disebut: dibasic, kesukuan dll...
Produk makanan mengandung banyak asam organik lainnya. Berikut ini beberapa di antaranya:
Nama asam ini sesuai dengan produk makanan yang dikandungnya. Ngomong-ngomong, perlu diketahui bahwa di sini ada asam yang juga memiliki gugus hidroksil, ciri khas alkohol. Zat yang demikian disebut asam hidroksikarboksilat(atau asam hidroksi).
Di bagian bawah, di bawah masing-masing asam, terdapat tanda yang menunjukkan nama kelompok zat organik yang termasuk di dalamnya.
Radikal
Radikal adalah konsep lain yang mempengaruhi rumus kimia. Kata itu sendiri mungkin diketahui semua orang, namun dalam bidang kimia, radikal tidak memiliki kesamaan dengan politisi, pemberontak, dan warga negara lain yang memiliki posisi aktif.
Ini hanyalah pecahan molekul. Dan sekarang kita akan mencari tahu apa yang membuat mereka istimewa dan mengenal cara baru menulis rumus kimia.
Rumus umum telah disebutkan beberapa kali dalam teks: alkohol - (R)-OH dan asam karboksilat - (R)-COOH. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa -OH dan -COOH adalah gugus fungsi. Tapi R adalah seorang radikal. Tak heran jika ia digambarkan dengan huruf R.
Untuk lebih spesifiknya, radikal monovalen adalah bagian dari molekul yang tidak memiliki satu atom hidrogen. Nah, jika Anda mengurangi dua atom hidrogen, Anda mendapatkan radikal divalen.
Radikal dalam kimia mendapat namanya sendiri. Beberapa diantaranya bahkan mendapat sebutan latin yang mirip dengan sebutan unsur. Selain itu, terkadang dalam rumus radikal dapat ditunjukkan dalam bentuk yang disingkat, lebih mengingatkan pada rumus kasar.
Semua ini ditunjukkan pada tabel berikut.
| Nama | Formula struktural | Penamaan | Rumus singkat | Contoh alkohol | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| metil | CH3-() | Aku | CH3 | (Saya)-OH | CH3OH | |
| Etil | CH3-CH2-() | dan lain-lain | C2H5 | (Et)-OH | C2H5OH | |
| aku memotongnya | CH3-CH2-CH2-() | PR | C3H7 | (Pr)-OH | C3H7OH | |
| Isopropil | H3C\CH(*`/H3C*)-() | saya-Pr | C3H7 | (i-Pr)-OH | (CH3)2CHOH | |
| Fenil | `/`=`\//-\\-{} | Ph | C6H5 | (Ph)-OH | C6H5OH | |
Saya pikir semuanya jelas di sini. Saya hanya ingin menarik perhatian Anda ke kolom yang memberikan contoh alkohol. Beberapa radikal ditulis dalam bentuk yang menyerupai rumus kasar, namun gugus fungsinya ditulis terpisah. Misalnya CH3-CH2-OH berubah menjadi C2H5OH.
Dan untuk rantai bercabang seperti isopropil, digunakan struktur dengan tanda kurung.
Ada juga fenomena seperti Radikal bebas. Ini adalah kaum radikal yang, karena alasan tertentu, telah terpisah dari kelompok fungsional. Dalam hal ini, salah satu aturan yang digunakan untuk mulai mempelajari rumusnya dilanggar: jumlah ikatan kimia tidak lagi sesuai dengan valensi salah satu atom. Ya, atau kita dapat mengatakan bahwa salah satu koneksi menjadi terbuka di salah satu ujungnya. Radikal bebas biasanya hidup dalam waktu singkat karena molekulnya cenderung kembali ke keadaan stabil.
Pengantar nitrogen. Amina
Saya mengusulkan untuk mengenal unsur lain yang merupakan bagian dari banyak senyawa organik. Ini nitrogen.
Dilambangkan dengan huruf latin N dan mempunyai valensi tiga.
Mari kita lihat zat apa saja yang diperoleh jika nitrogen ditambahkan ke hidrokarbon biasa:
| Zat | Rumus struktur yang diperluas | Rumus struktur yang disederhanakan | Rumus kerangka | Rumus kotor |
|---|---|---|---|---|
| aminometana (metilamina) |
HCN\H;H|#C|H | CH3-NH2 | \NH2 | |
| aminoetana (etilamina) |
H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H | CH3-CH2-NH2 | /\NH2 | |
| Dimetilamin | HCN<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H | $L(1,3)Jam/T<_(A80,w+)CH3>\dCH3 | /N<_(y-.5)H>\ | |
| aminobenzena (Anilin) |
H\N|C\\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||C<`\H>/ | NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/ | NH2|\|`/`\`|/_o | |
| Trietilamina | $kemiringan(45)HC-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; T|#5|T;T|#6|T; #N`|C<`-H><-H>`|C<`-H><-H>`|H | CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3 | \/N<`|/>\| |
Seperti yang mungkin sudah Anda duga dari namanya, semua zat ini digabungkan dengan nama umum amina. Gugus fungsi ()-NH2 disebut gugus amino. Berikut beberapa rumus umum amina:
Secara umum, tidak ada inovasi khusus di sini. Jika rumus-rumus ini jelas bagi Anda, maka Anda dapat dengan aman mempelajari kimia organik lebih lanjut menggunakan buku teks atau Internet.
Namun saya juga ingin berbicara tentang rumus dalam kimia anorganik. Anda akan melihat betapa mudahnya memahaminya setelah mempelajari struktur molekul organik.
Rumus rasional
Tidak boleh disimpulkan bahwa kimia anorganik lebih mudah dibandingkan kimia organik. Tentu saja, molekul anorganik cenderung terlihat lebih sederhana karena cenderung tidak membentuk struktur kompleks seperti hidrokarbon. Tapi kemudian kita harus mempelajari lebih dari seratus unsur yang menyusun tabel periodik. Dan unsur-unsur ini cenderung bergabung menurut sifat kimianya, tetapi dengan banyak pengecualian.
Jadi, aku tidak akan memberitahumu semua ini. Topik artikel saya adalah rumus kimia. Dan semuanya relatif sederhana dengan mereka.
Paling sering digunakan dalam kimia anorganik rumus rasional. Dan sekarang kita akan mencari tahu perbedaannya dari yang sudah kita kenal.
Pertama, mari berkenalan dengan elemen lain - kalsium. Ini juga merupakan elemen yang sangat umum.
Itu ditunjuk Ca dan mempunyai valensi dua. Mari kita lihat senyawa apa saja yang terbentuk dengan karbon, oksigen, dan hidrogen yang kita kenal.
| Zat | Formula struktural | Rumus rasional | Rumus kotor |
|---|---|---|---|
| Kalsium oksida | Ca=O | CaO | |
| Kalsium hidroksida | H-O-Ca-O-H | Ca(OH)2 | |
| Kalsium karbonat | $kemiringan(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1 | CaCO3 | |
| Kalsium bikarbonat | H O/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH | Ca(HCO3)2 | |
| Asam karbonat | H|O\C|O`|/O`|H | H2CO3 |
Sekilas terlihat bahwa rumus rasional merupakan persilangan antara rumus struktural dan rumus kasar. Namun belum jelas bagaimana cara memperolehnya. Untuk memahami arti rumus ini, Anda perlu mempertimbangkan reaksi kimia yang melibatkan zat.
Kalsium dalam bentuk murni adalah logam putih lunak. Hal ini tidak terjadi di alam. Namun sangat mungkin untuk membelinya di toko bahan kimia. Biasanya disimpan dalam toples khusus tanpa akses udara. Karena di udara bereaksi dengan oksigen. Sebenarnya itu sebabnya hal itu tidak terjadi di alam.
Jadi, reaksi kalsium dengan oksigen:
2Ca + O2 -> 2CaO
Angka 2 sebelum rumus suatu zat berarti 2 molekul terlibat dalam reaksi.
Kalsium dan oksigen menghasilkan kalsium oksida. Zat ini juga tidak terdapat di alam karena bereaksi dengan air:
CaO + H2O -> Ca(OH2)
Hasilnya adalah kalsium hidroksida. Jika Anda perhatikan lebih dekat rumus strukturnya (pada tabel sebelumnya), Anda dapat melihat bahwa ia dibentuk oleh satu atom kalsium dan dua gugus hidroksil, yang sudah kita kenal.
Ini adalah hukum kimia: jika gugus hidroksil ditambahkan ke zat organik, alkohol diperoleh, dan jika ditambahkan ke logam, diperoleh hidroksida.
Namun kalsium hidroksida tidak terdapat di alam karena adanya karbon dioksida di udara. Saya rasa semua orang telah mendengar tentang gas ini. Ini terbentuk selama respirasi manusia dan hewan, pembakaran batu bara dan produk minyak bumi, selama kebakaran dan letusan gunung berapi. Oleh karena itu, ia selalu hadir di udara. Tapi ia juga larut dengan baik dalam air, membentuk asam karbonat:
CO2 + H2O<=>H2CO3
Tanda<=>menunjukkan bahwa reaksi dapat berlangsung dua arah pada kondisi yang sama.
Jadi, kalsium hidroksida, yang dilarutkan dalam air, bereaksi dengan asam karbonat dan berubah menjadi kalsium karbonat yang sedikit larut:
Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O
Panah bawah berarti zat tersebut mengalami pengendapan sebagai akibat dari reaksi.
Dengan kontak lebih lanjut kalsium karbonat dengan karbon dioksida dengan adanya air, terjadi reaksi reversibel dengan pembentukan garam asam - kalsium bikarbonat, yang sangat larut dalam air.
CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2
Proses ini mempengaruhi kesadahan air. Ketika suhu naik, bikarbonat berubah kembali menjadi karbonat. Oleh karena itu, di daerah dengan air sadah, kerak terbentuk di ketel.
Kapur, batu kapur, marmer, tufa dan banyak mineral lainnya sebagian besar terdiri dari kalsium karbonat. Hal ini juga ditemukan di karang, cangkang moluska, tulang binatang, dll...
Namun jika kalsium karbonat dipanaskan dengan api yang sangat tinggi, maka akan berubah menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida.
Cerita singkat tentang siklus kalsium di alam ini seharusnya menjelaskan mengapa diperlukan formula rasional. Jadi, rumus rasional ditulis sedemikian rupa sehingga gugus fungsinya terlihat. Dalam kasus kami, ini adalah:
Selain itu, unsur-unsur individu - Ca, H, O (dalam oksida) - juga merupakan kelompok independen.Ion
Saya pikir ini saatnya untuk mengenal ion. Kata ini mungkin sudah tidak asing lagi bagi semua orang. Dan setelah mempelajari gugus fungsi, kita tidak perlu mengeluarkan biaya apa pun untuk mengetahui apa itu ion-ion tersebut.
Secara umum, sifat ikatan kimia biasanya adalah beberapa unsur melepaskan elektron sementara unsur lain memperolehnya. Elektron adalah partikel yang bermuatan negatif. Suatu unsur dengan elektron yang lengkap mempunyai muatan nol. Jika dia melepaskan sebuah elektron, maka muatannya menjadi positif, dan jika dia menerimanya, maka muatannya menjadi negatif. Misalnya, hidrogen hanya memiliki satu elektron, yang mudah dilepaskan dan berubah menjadi ion positif. Ada entri khusus untuk ini dalam rumus kimia:
H2O<=>H^+ + OH^-
Di sini kita melihatnya sebagai hasilnya disosiasi elektrolitik air terurai menjadi ion hidrogen yang bermuatan positif dan gugus OH yang bermuatan negatif. Ion OH^- disebut ion hidroksida. Jangan bingung dengan gugus hidroksil, yang bukan merupakan ion, melainkan bagian dari suatu jenis molekul. Tanda + atau - di pojok kanan atas menunjukkan muatan ion.
Tapi asam karbonat tidak pernah ada sebagai zat independen. Faktanya, ini adalah campuran ion hidrogen dan ion karbonat (atau ion bikarbonat):
H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-
Ion karbonat mempunyai muatan 2-. Ini berarti bahwa dua elektron telah ditambahkan ke dalamnya.
Ion yang bermuatan negatif disebut anion. Biasanya ini termasuk residu asam.
Ion bermuatan positif - kation. Paling sering ini adalah hidrogen dan logam.
Dan di sini Anda mungkin dapat memahami sepenuhnya arti rumus rasional. Kation ditulis terlebih dahulu, diikuti oleh anion. Padahal rumusnya tidak mengandung biaya apapun.
Anda mungkin sudah menebak bahwa ion tidak hanya dapat dijelaskan dengan rumus rasional. Berikut adalah rumus kerangka anion bikarbonat:
Di sini muatan ditunjukkan tepat di sebelah atom oksigen, yang menerima elektron ekstra dan karenanya kehilangan satu baris. Sederhananya, setiap elektron tambahan mengurangi jumlah ikatan kimia yang digambarkan dalam rumus struktur. Sebaliknya, jika suatu simpul rumus struktur mempunyai tanda +, maka simpul tersebut mempunyai tongkat tambahan. Seperti biasa, fakta ini perlu ditunjukkan dengan sebuah contoh. Namun di antara zat-zat yang kita kenal, tidak ada satu pun kation yang terdiri dari beberapa atom.
Dan zat tersebut adalah amonia. Larutannya dalam air sering disebut amonia dan disertakan dalam kotak P3K apa pun. Amonia adalah senyawa hidrogen dan nitrogen dan memiliki rumus rasional NH3. Perhatikan reaksi kimia yang terjadi jika amonia dilarutkan dalam air:
NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-
Hal yang sama, tetapi menggunakan rumus struktur:
H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H
Di sisi kanan kita melihat dua ion. Mereka terbentuk sebagai hasil perpindahan satu atom hidrogen dari molekul air ke molekul amonia. Tapi atom ini bergerak tanpa elektronnya. Anion sudah tidak asing lagi bagi kita - ini adalah ion hidroksida. Dan kationnya disebut amonium. Ini menunjukkan sifat yang mirip dengan logam. Misalnya, mungkin bergabung dengan residu asam. Zat yang terbentuk dari penggabungan amonium dengan anion karbonat disebut amonium karbonat: (NH4)2CO3.
Berikut persamaan reaksi interaksi amonium dengan anion karbonat, ditulis dalam bentuk rumus struktur:
2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|H
Namun dalam bentuk ini persamaan reaksi diberikan untuk tujuan demonstrasi. Biasanya persamaan menggunakan rumus rasional:
2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3
Sistem bukit
Jadi, kita dapat berasumsi bahwa kita telah mempelajari rumus struktur dan rasional. Namun ada masalah lain yang patut dipertimbangkan lebih detail. Apa perbedaan rumus kasar dengan rumus rasional?
Kita tahu mengapa rumus rasional asam karbonat ditulis H2CO3, dan bukan sebaliknya. (Dua kation hidrogen didahulukan, diikuti oleh anion karbonat.) Tapi kenapa rumus kasarnya tertulis CH2O3?
Pada prinsipnya, rumus rasional asam karbonat dapat dianggap sebagai rumus yang benar, karena tidak memiliki unsur berulang. Berbeda dengan NH4OH atau Ca(OH)2.
Namun aturan tambahan sangat sering diterapkan pada rumus kasar, yang menentukan urutan elemen. Aturannya cukup sederhana: karbon ditempatkan terlebih dahulu, kemudian hidrogen, dan kemudian unsur-unsur lainnya dalam urutan abjad.
Jadi CH2O3 keluar - karbon, hidrogen, oksigen. Ini disebut sistem Hill. Ini digunakan di hampir semua buku referensi kimia. Dan di artikel ini juga.
Sedikit tentang sistem easyChem
Daripada menyimpulkan, saya ingin berbicara tentang sistem easyChem. Hal ini dirancang agar semua rumus yang kita bahas di sini dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam teks. Sebenarnya semua rumus dalam artikel ini digambar menggunakan easyChem.
Mengapa kita memerlukan semacam sistem untuk menurunkan rumus? Masalahnya adalah cara standar untuk menampilkan informasi di browser Internet adalah hypertext markup bahasa (HTML). Ini difokuskan pada pemrosesan informasi teks.
Rumus rasional dan kasar dapat digambarkan menggunakan teks. Bahkan beberapa rumus struktur yang disederhanakan juga dapat ditulis dalam teks, misalnya alkohol CH3-CH2-OH. Meskipun untuk ini Anda harus menggunakan entri berikut dalam HTML: CH 3-CH 2-OH.
Hal ini tentu saja menimbulkan beberapa kesulitan, tetapi Anda dapat mengatasinya. Tapi bagaimana cara menggambarkan rumus strukturnya? Pada prinsipnya, Anda dapat menggunakan font monospace:
H H | | H-C-C-O-H | | H H Tentu saja kelihatannya tidak terlalu bagus, tapi itu juga bisa dilakukan.
Masalah sebenarnya muncul ketika mencoba menggambar cincin benzena dan ketika menggunakan rumus kerangka. Tidak ada cara lain selain menghubungkan gambar raster. Raster disimpan dalam file terpisah. Browser dapat menyertakan gambar dalam format gif, png atau jpeg.
Untuk membuat file seperti itu, diperlukan editor grafis. Misalnya Photoshop. Namun saya telah mengenal Photoshop selama lebih dari 10 tahun dan saya dapat mengatakan dengan pasti bahwa Photoshop sangat kurang cocok untuk menggambarkan rumus kimia.
Editor molekuler mengatasi tugas ini dengan lebih baik. Namun dengan banyaknya rumus yang masing-masing disimpan dalam file terpisah, cukup mudah untuk menjadi bingung.
Misalnya jumlah rumus pada artikel ini adalah . Ditampilkan dalam bentuk gambar grafik (selebihnya menggunakan alat HTML).
Sistem easyChem memungkinkan Anda menyimpan semua rumus langsung dalam dokumen HTML dalam bentuk teks. Menurut pendapat saya, ini sangat nyaman.
Selain itu, rumus bruto dalam artikel ini dihitung secara otomatis. Karena easyChem bekerja dalam dua tahap: pertama deskripsi teks diubah menjadi struktur informasi (grafik), dan kemudian berbagai tindakan dapat dilakukan pada struktur ini. Diantaranya, fungsi-fungsi berikut dapat diperhatikan: perhitungan berat molekul, konversi ke rumus kotor, memeriksa kemungkinan keluaran sebagai teks, grafik dan rendering teks.
Oleh karena itu, untuk mempersiapkan artikel ini, saya hanya menggunakan editor teks. Selain itu, saya tidak perlu memikirkan rumus mana yang berupa grafik dan mana yang berupa teks.
Berikut beberapa contoh yang mengungkap rahasia penyusunan teks artikel: Deskripsi dari kolom kiri otomatis diubah menjadi rumus di kolom kedua.
Pada baris pertama, uraian rumus rasional sangat mirip dengan hasil yang ditampilkan. Satu-satunya perbedaan adalah koefisien numerik ditampilkan secara interlinear.
Pada baris kedua, rumus yang diperluas diberikan dalam bentuk tiga rantai terpisah yang dipisahkan oleh simbol; Saya rasa mudah untuk melihat bahwa deskripsi tekstual dalam banyak hal mengingatkan pada tindakan yang diperlukan untuk menggambarkan rumus dengan pensil di atas kertas.
Baris ketiga menunjukkan penggunaan garis miring dengan menggunakan simbol \ dan /. Tanda ` (backtick) berarti garis ditarik dari kanan ke kiri (atau bawah ke atas).
Ada dokumentasi yang lebih rinci tentang penggunaan sistem easyChem di sini.
Izinkan saya menyelesaikan artikel ini dan semoga Anda beruntung dalam belajar kimia.
