כיצד למצוא את המקדם במשוואה של תגובה כימית. איך מסדרים מקדמים במשוואות כימיות? משוואות כימיות

משוואת התגובה בכימיה נקראת שיא תהליך כימישימוש בנוסחאות כימיות וסמלים מתמטיים.

ערך כזה הוא סכמה תגובה כימית. כאשר הסימן "=" מופיע, זה נקרא "משוואה". בואו ננסה לפתור את זה.

דוגמה לניתוח תגובות פשוטות

לסידן יש אטום אחד, מכיוון שהמקדם לא שווה את זה. גם האינדקס לא כתוב כאן, מה שאומר שהוא אחד. מ צד ימיןגם המשוואה של Ca היא אחת. אנחנו לא צריכים לעבוד על סידן.

אנו מסתכלים על היסוד הבא - חמצן. אינדקס 2 מציין שיש 2 יוני חמצן. אין מדדים בצד ימין, כלומר חלקיק חמצן אחד, ובצד שמאל - 2 חלקיקים. מה אנחנו עושים? אין אינדקסים או תיקונים נוספים נוסחה כימיתלא ניתן להזין, מכיוון שהוא כתוב נכון.

המקדמים הם מה שכתוב לפני החלק הקטן ביותר. יש להם את הזכות לשנות. מטעמי נוחות, איננו משכתבים את הנוסחה עצמה. בצד ימין, נכפיל אחד ב-2 כדי לקבל גם שם 2 יוני חמצן.

לאחר שקבענו את המקדם, קיבלנו 2 אטומי סידן. יש רק אחד בצד שמאל. אז עכשיו אנחנו צריכים לשים 2 לפני הסידן.

עכשיו בואו נבדוק את התוצאה. אם מספר אטומי היסוד שווה בשני הצדדים, אז נוכל לשים סימן "שווה".

עוד דוגמה טובה: שני מימנים משמאל, ואחרי החץ יש לנו גם שני מימנים.

• שני חמצן לפני החץ, ואחרי החץ אין מדדים, כלומר אחד.
• יותר בשמאל, פחות בימין.
• שמנו פקטור 2 מול המים.

הכפלנו את כל הנוסחה ב-2, ועכשיו שינינו את כמות המימן. נכפיל את המדד במקדם, ומסתבר 4. ובצד שמאל יש שני אטומי מימן. וכדי לקבל 4, עלינו להכפיל את המימן בשניים.

הנה המקרה כאשר האלמנט בנוסחה האחת והשנייה נמצא מצד אחד, עד החץ.

יון גופרית אחד משמאל ויון גופרית אחד מימין. שני חלקיקי חמצן, ועוד שני חלקיקי חמצן. אז יש 4 חמצן בצד שמאל. בצד ימין יש 3 חמצן. כלומר, מצד אחד מתקבל מספר זוגי של אטומים, ומצד שני מספר אי-זוגי. אם נכפיל מספר אי זוגי ב-2, נקבל מספר זוגי. קודם כל מביאים אותו לערך שווה. לשם כך, הכפילו בשניים את כל הנוסחה שאחרי החץ. לאחר הכפל, נקבל שישה יוני חמצן, ואפילו 2 אטומי גופרית. בצד שמאל, יש לנו חלקיק אחד של גופרית. עכשיו בואו נשווה את זה. שמנו משוואות בצד שמאל לפני האפור 2.

שקוראים לו.

תגובות מורכבות

דוגמה זו מורכבת יותר, מכיוון שיש יותר אלמנטים של חומר.

זה נקרא תגובת נטרול. מה צריך להשוות כאן קודם כל:

• בצד שמאל נמצא אטום נתרן אחד.
• בצד ימין, המדד אומר שיש 2 נתרן.

המסקנה מעידה על עצמה שיש צורך להכפיל את כל הנוסחה בשניים.

עכשיו בואו נראה כמה גופרית. אחד בצד שמאל וימין. שימו לב לחמצן. בצד שמאל יש לנו 6 אטומי חמצן. מצד שני - 5. פחות בימין, יותר בשמאל. יש להביא מספר אי-זוגי לערך זוגי. לשם כך, נכפיל את נוסחת המים ב-2, כלומר, אנו יוצרים 2 מאטום חמצן אחד.

עכשיו בצד ימין יש כבר 6 אטומי חמצן. יש גם 6 אטומים בצד שמאל. בדיקת מימן. שני אטומי מימן ועוד 2 אטומי מימן. כלומר, יהיו ארבעה אטומי מימן בצד שמאל. ובצד השני גם ארבעה אטומי מימן. כל האלמנטים מאוזנים. שמנו סימן "שוויון".

הדוגמה הבאה.

כאן הדוגמה מעניינת בכך שהופיעו סוגריים. אומרים שאם הגורם נמצא מחוץ לסוגריים, אז כל רכיב בסוגריים מוכפל בו. אתה צריך להתחיל עם חנקן, מכיוון שהוא פחות מחמצן ומימן. בצד שמאל יש חנקן אחד, ומימין, תוך התחשבות בסוגריים, יש שניים.

יש שני אטומי מימן בצד ימין, אבל יש צורך בארבעה. אנחנו יוצאים מהמצב פשוט על ידי הכפלת המים בשניים, וכתוצאה מכך ארבעה מימנים. נהדר, מימן השווה. נשאר חמצן. לפני התגובה, יש 8 אטומים, אחרי - גם 8.

נהדר, כל האלמנטים שווים, אנחנו יכולים לשים "שווה".

דוגמה אחרונה.

הבא הוא בריום. הוא מפולס, אין צורך לגעת בו. לפני התגובה, יש שני כלור, אחריו - רק אחד. מה שצריך להיעשות? שים 2 לפני כלור לאחר התגובה.

כעת, עקב המקדם שנקבע זה עתה, לאחר התגובה התקבלו שני נתרן ולפני התגובה גם שניים. נהדר, כל השאר מאוזן.

ניתן להשוות את התגובות גם בשיטת האיזון האלקטרוני. לשיטה זו יש מספר כללים לפיהם ניתן ליישם אותה. השלב הבאעלינו לסדר את מצבי החמצון של כל היסודות בכל חומר על מנת להבין היכן התרחש החמצון והיכן התרחשה ההפחתה.

בשיעור 13 "" מתוך הקורס " כימיה לבובות» שקול למה מיועדות משוואות כימיות; נלמד כיצד להשוות תגובות כימיות על ידי מיקום נכון של המקדמים. שיעור זה ידרוש ממך לדעת בסיסים כימייםמשיעורים קודמים. הקפד לקרוא על ניתוח אלמנטים עבור מבט מפורט על נוסחאות אמפיריות וניתוח כימי.

כתוצאה מתגובת הבעירה של מתאן CH 4 בחמצן O 2, נוצרים פחמן דו חמצני CO 2 ומים H 2 O. ניתן לתאר תגובה זו משוואה כימית:

• CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

בואו ננסה לחלץ יותר מידע מהמשוואה הכימית מאשר רק אינדיקציה מוצרים וריאגנטיםתגובות. המשוואה הכימית (1) אינה מלאה ולכן אינה נותנת מידע על כמה מולקולות O 2 נצרכות לכל מולקולת CH 4 וכמה מולקולות CO 2 ו- H2 O מתקבלות כתוצאה מכך. אבל אם נכתוב מקדמים מספריים מול הנוסחאות המולקולריות המתאימות, שמציינות כמה מולקולות מכל סוג לוקחות חלק בתגובה, אז נקבל משוואה כימית מלאהתגובות.

על מנת להשלים את הידור של המשוואה הכימית (1), עליך לזכור כלל אחד פשוט: משמאל ו חלקים נכוניםהמשוואה חייבת להכיל את אותו מספר של אטומים מכל סוג, שכן במהלך תגובה כימית לא נוצרים אטומים חדשים ולא נהרסים קיימים. כלל זה מבוסס על חוק שימור המסה, עליו עמדנו בתחילת הפרק.

זה הכרחי כדי לקבל אחד שלם ממשוואה כימית פשוטה. אז בואו נעבור למשוואת התגובה הישירה (1): הסתכלו שוב על המשוואה הכימית, בדיוק על האטומים והמולקולות בצד ימין ובצד שמאל. קל לראות ששלושה סוגי אטומים משתתפים בתגובה: פחמן C, מימן H וחמצן O. בואו נספור ונשווה את מספר האטומים מכל סוג בצד ימין ושמאל של המשוואה הכימית.

נתחיל עם פחמן. בצד שמאל, אטום C אחד הוא חלק ממולקולת CH 4, ובצד ימין, אטום C אחד הוא חלק מ-CO 2. לפיכך, מספר אטומי הפחמן בצד שמאל ובצד ימין זהה, אז נשאיר אותו לבד. אבל לשם הבהירות, שמנו מקדם של 1 מול מולקולות עם פחמן, אם כי זה לא הכרחי:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)

לאחר מכן נמשיך לספירת אטומי מימן H. בצד שמאל יש 4 אטומי H (במובן הכמותי H 4 = 4H) בהרכב של מולקולת CH 4, ובצד ימין יש רק 2 אטומי H ב- הרכב מולקולת H 2 O, שהוא פי שניים פחות מאשר בצד שמאל של המשוואה הכימית (2). בואו נשווה! לשם כך, נשים פקטור של 2 לפני מולקולת H 2 O. כעת יהיו לנו 4 מולקולות מימן H גם בריאגנטים וגם בתוצרים:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)

שימו לב שמקדם 2, שכתבנו מול מולקולת המים H 2 O כדי להשוות את המימן H, מכפיל את כל האטומים המרכיבים את הרכבו, כלומר 2H 2 O פירושו 4H ו-2O. אוקיי, נראה שזה הוסדר, נותר לחשב ולהשוות את מספר אטומי החמצן O במשוואה הכימית (3). זה מושך מיד את העין שבצד שמאל של אטומי O בדיוק פי 2 פחות מאשר בצד ימין. עכשיו אתה כבר יודע איך להשוות משוואות כימיות בעצמך, אז אני ארשום מיד את התוצאה הסופית:

• 1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O או CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)

כפי שאתה יכול לראות, השוואת תגובות כימיות זה לא דבר כל כך מסובך, ולא הכימיה חשובה כאן, אלא המתמטיקה. משוואה (4) נקראת משוואה מלאהתגובה כימית, כי מתקיים בה חוק שימור המסה, כלומר. מספר האטומים מכל סוג הנכנסים לתגובה זהה בדיוק למספר האטומים מהסוג הזה בסוף התגובה. כל חלק של המשוואה הכימית השלמה הזו מכיל אטום פחמן אחד, 4 אטומי מימן ו-4 אטומי חמצן. עם זאת, כדאי להבין זוג נקודות חשובות: תגובה כימית היא רצף מורכב של שלבי ביניים נפרדים, ולכן אי אפשר, למשל, לפרש את משוואה (4) במובן שמולקולת מתאן אחת חייבת להתנגש בו זמנית ב-2 מולקולות חמצן. התהליכים המתרחשים במהלך היווצרות תוצרי תגובה הם הרבה יותר מסובכים. הנקודה השנייה: משוואת התגובה השלמה אינה אומרת לנו דבר על המנגנון המולקולרי שלה, כלומר על רצף האירועים המתרחשים ברמה המולקולרית במהלך מהלך.

מקדמים במשוואות של תגובות כימיות

עוד דוגמה טובה לאיך לסדר נכון קְטָטָהבמשוואות התגובות הכימיות: טריניטרוטולואן (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 מתחבר במרץ עם חמצן, ויוצר H 2 O, CO 2 ו- N 2. נכתוב את משוואת התגובה, אותה נשווה:

• C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)

קל יותר לכתוב את המשוואה השלמה על בסיס שתי מולקולות TNT, מכיוון שהצד השמאלי מכיל מספר אי-זוגי של אטומי מימן וחנקן, והצד הימני מכיל מספר זוגי:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)

אז ברור ש-14 אטומי פחמן, 10 אטומי מימן ו-6 אטומי חנקן חייבים להפוך ל-14 מולקולות פחמן דו חמצני, 5 מולקולות מים ו-3 מולקולות חנקן:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)

כעת שני החלקים מכילים את אותו מספר של כל האטומים מלבד חמצן. מתוך 33 אטומי החמצן הקיימים בצד ימין של המשוואה, 12 מסופקים על ידי שתי מולקולות ה-TNT המקוריות, ו-21 הנותרים חייבים להיות מסופקים על ידי 10.5 מולקולות O 2. לפיכך, המשוואה הכימית השלמה תיראה כך:

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10.5O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)

אתה יכול להכפיל את שני הצדדים ב-2 ולהיפטר מהגורם הלא שלם 10.5:

• 4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)

אבל לא ניתן לעשות זאת, מכיוון שכל המקדמים של המשוואה אינם חייבים להיות מספרים שלמים. זה אפילו יותר נכון לעשות משוואה המבוססת על מולקולת TNT אחת:

• C 7 H 5 N 3 O 6 + 5.25O 2 → 7CO 2 + 2.5H 2 O + 1.5N 2 (10)

המשוואה הכימית השלמה (9) נושאת מידע רב. קודם כל, זה מציין את חומרי המוצא - ריאגנטים, ממש כמו מוצריםתגובות. בנוסף, הוא מראה שבמהלך התגובה כל האטומים מכל סוג נשמרים בנפרד. אם נכפיל את שני הצדדים של המשוואה (9) במספר האבוגדרו N A =6.022 10 23, נוכל לקבוע ש-4 מולים של TNT מגיבים עם 21 מולים של O 2 ויוצרים 28 מולים של CO 2, 10 מולים של H 2 O ו 6 שומות של N2.

יש עוד תכונה אחת. באמצעות הטבלה המחזורית, אנו קובעים את המשקל המולקולרי של כל החומרים הללו:

• C 7 H 5 N 3 O 6 \u003d 227.13 גרם / מול
• O2 = 31.999 גרם/מול
• CO2 = 44.010 גרם/מול
• H2O = 18.015 גרם/מול
• N2 = 28.013 גרם/מול

כעת משוואה 9 תציין גם ש-4 227.13 גרם \u003d 908.52 גרם של TNT דורשים 21 31.999 גרם \u003d 671.98 גרם חמצן כדי להשלים את התגובה וכתוצאה מכך 28 44.010 גרם \u003d 1230 גרם = 3 גרם 1212. 180.15 גרם H 2 O ו-6 28.013 גרם = 168.08 גרם N 2. הבה נבדוק האם חוק שימור המסה מתקיים בתגובה זו:

	ריאגנטים	מוצרים
	908.52 גרם TNT	1232.3 גרם CO2
	671.98 גרם CO2	180.15 גרם H2O
		168.08 גרם N2
סך הכל	1580.5 גרם	1580.5 גרם

אבל אין צורך שמולקולות בודדות ישתתפו בתגובה כימית. לדוגמה, התגובה של אבן גיר CaCO3 וחומצה הידרוכלורית HCl, עם היווצרות של תמיסה מימית של סידן כלורי CaCl2 ופחמן דו חמצני CO2:

• CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)

משוואה כימית (11) מתארת ​​את התגובה של סידן פחמתי CaCO 3 (אבן גיר) ו חומצה הידרוכלורית HCl ליצירת תמיסה מימית של סידן כלורי CaCl 2 ופחמן דו חמצני CO 2. משוואה זו הושלמה, שכן מספר האטומים מכל סוג בצד שמאל וימין שלו זהה.

המשמעות של המשוואה הזו היא רמה מקרוסקופית (טוחנות).הוא כדלקמן: 1 מול או 100.09 גרם של CaCO 3 דורשים 2 מול או 72.92 גרם של HCl כדי להשלים את התגובה, וכתוצאה מכך 1 מול של CaCl 2 (110.99 גרם / מול), CO 2 (44.01 גרם / מול) ו- H 2 O (18.02 גרם/מול). מנתונים מספריים אלה, קל לאמת שחוק שימור המסה מתקיים בתגובה זו.

פירוש המשוואה (11) על רמה מיקרוסקופית (מולקולרית).זה לא כל כך ברור, שכן סידן פחמתי הוא מלח, לא תרכובת מולקולרית, ולכן אי אפשר להבין את המשוואה הכימית (11) במובן שמולקולה אחת של סידן פחמתי CaCO 3 מגיבה עם 2 מולקולות של HCl. יתר על כן, מולקולת HCl בתמיסה מתפרקת (מתפרקת) בדרך כלל ליוני H + ו- Cl -. לפיכך, תיאור נכון יותר של מה שקורה בתגובה זו ברמה המולקולרית, נותן את המשוואה:

• CaCO 3 (מוצק) + 2H + (aq.) → Ca 2+ (aq.) + CO 2 (g.) + H 2 O (l.) (12)

כאן בסוגריים מקוצר מצב פיזיכל סוג של חלקיקים ( טֵלֶוִיזִיָה.- קשה, א.ק.- יון לחות פנימה תמיסה מימית, G.- גז, ו.- נוזל).

משוואה (12) מראה ש-CaCO 3 מוצק מגיב עם שני יוני H+ הידרדרים ליצירת יון Ca 2+ חיובי, CO 2 ו- H 2 O. משוואה (12), כמו משוואות כימיות שלמות אחרות, אינה נותנת מושג לגבי ​המנגנון המולקולרי מגיב ופחות נוח לספירת כמות החומרים, לעומת זאת, הוא נותן התיאור הטוב ביותרמתרחש ברמה המיקרוסקופית.

גבש את הידע שלך בניסוח של משוואות כימיות על ידי ניתוח עצמאי של הדוגמה עם הפתרון:

אני מקווה משיעור 13" קומפילציה של משוואות כימיות» למדת משהו חדש בעצמך. אם יש לך שאלות, כתוב אותן בתגובות.

אַלגוֹרִיתְם

סידור מקדמים במשוואות התגובות הכימיות

מורה לכימיה MBOU OSOSh №2

וולודצ'נקו סבטלנה ניקולייבנה

אוסוריסק

הסדר של מקדמי במשוואות של תגובות כימיות

מספר האטומים של יסוד אחד בצד שמאל של המשוואה חייב להיות שווה למספר האטומים של אותו יסוד בצד ימין של המשוואה.

משימה 1 (לקבוצות).קבע את מספר האטומים של כל אחד מהם יסוד כימימעורב בתגובה.

1. חשב את מספר האטומים:

א) מֵימָן: 8NH3, NaOH, 6NaOH, 2NaOH,NzRO4, 2H2SO4, 3H2SO4, 8H2SO4;

6) חַמצָן: C02, 3C02, 2C02, 6CO, H2SO4, 5H2SO4, 4H2S04, HN03.

2. חשב את מספר האטומים: א)מֵימָן:

1) NaOH + HCl 2) CH4+H20 3) 2Na+H2

ב) חמצן:

1) 2CO + 02 2) CO2 + 2H.O. 3)4NO2 + 2H2O + O2

אלגוריתם לסידור מקדמים במשוואות תגובות כימיות

A1 + O2 → A12O3

אטום A1-1 A1-2

אטומי O-2 O-3

2. בין האלמנטים עם מספר שונהאטומים בחלק השמאלי והימני של הסכימה, בחר את זה שמספר האטומים שלו גדול יותר

אטומי O-2 משמאל

אטומים O-3 מימין

3. מצא את הכפולה הפחות משותפת (LCM) של מספר האטומים של יסוד זה בצד שמאל של המשוואה ומספר האטומים של יסוד זה בצד ימין של המשוואה

LCM = 6

4. חלקו את LCM במספר האטומים של יסוד זה בצד שמאל של המשוואה, קבלו את המקדם של הצד השמאלי של המשוואה

6:2 = 3

אל + 3O 2 → אל 2 O 3

5. חלקו את LCM במספר האטומים של יסוד זה בצד ימין של המשוואה, קבלו את המקדם לצד הימני של המשוואה

6:3 = 2

A1+ O 2 →2А1 2 O3

6. אם המקדם שנקבע שינה את מספר האטומים של יסוד אחר, חזור על שלבים 3, 4, 5 שוב.

A1 + 3O 2 → →2А1 2 O 3

אטום A1 -1 A1 - 4

LCM = 4

4:1=4 4:4=1

4A1 + ZO 2 → →2А1 2 O 3

. מבחן ראשוני לרכישת ידע (8-10 דקות .).

ישנם שני אטומי חמצן בצד שמאל של התרשים, ואחד בצד ימין. יש ליישר את מספר האטומים באמצעות מקדמים.

1)2Mg+O2 →2MgO

2) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2 O + CO2

משימה 2 סדר את המקדמים במשוואות התגובות הכימיות (שים לב שהמקדם משנה את מספר האטומים של יסוד אחד בלבד):

1. Fe 2 O 3 + א ל → אבל ל 2 O 3 + Fe; Mg+N 2 → מ"ג 3 נ 2 ;

2 Al+S → אל 2 ס 3 ; A1+ מ → אל 4 ג 3 ;

3. Al + Cr 2 O 3 → Cr + Al 2 O 3 ; Ca+P → כ 3 פ 2 ;

4. C + ח 2 → CH 4 ; כ + C → CaS 2 ;

5. Fe+O 2 → Fe 3 O 4 ; Si+Mg → מ"ג 2 סִי;

6/.Na + S → לא 2 ס; CaO+ מ → CaC 2 + CO;

7.Ca+N 2 → ג א 3 נ 2 ; Si + Cl 2 → SiCl 4 ;

8 Ag+S → א.ג 2 ס; ח 2 + מ ל 2 → נ.ס l;

9. נ 2 + O 2 → לא; כך 2 + מ → כך ;

10.HI → ח 2 → + 1 2 ; מ"ג + נ.ס ל → MgCl 2 + ח 2 ;

11. FeS+ נ.ס 1 → FeCl 2 + H 2 ס; Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 ;

12. בר 2 +KI → KBr+ I 2 ; Si+HF (ר) → SiF 4 + H 2 ;

1./HCl+Na 2 שיתוף 3 → שיתוף 2 +H 2 O + NaCl; KClO 3 +S → → KCl + SO 2 ;

14.Cl 2 +KBr → KCl + Br 2 ; SiO 2 + מ → Si + CO;

15. SiO 2 + מ → SiC+CO; Mg+SiO 2 → מ"ג 2 Si+MgO

16. מ"ג 2 סִי + HCl → MgCl 2 + SiH 4

1. מהי המשוואה של תגובה כימית?

2. מה כתוב בצד ימין של המשוואה? ומצד שמאל?

3. מה המשמעות של הסימן "+" במשוואה?

4. למה למקם את המקדמים במשוואות הכימיות

היום נדבר על איך לסדר מקדמים במשוואות כימיות. שאלה זו מעניינת לא רק תלמידי תיכון בכלל. מוסדות חינוך, אבל גם לילדים שרק מתחילים להכיר את המרכיבים הבסיסיים של מדע מורכב ומעניין. אם אתה מבין בשלב הראשון, בעתיד לא יהיו בעיות בפתרון בעיות. בואו נעשה את זה נכון מההתחלה.

מהי משוואה

בכך נהוג להתכוון לתיעוד מותנה של תגובה כימית המתרחשת בין הריאגנטים שנבחרו. לתהליך כזה משתמשים במדדים, מקדמים, נוסחאות.

אלגוריתם קומפילציה

איך כותבים משוואות כימיות? ניתן לכתוב דוגמאות לכל אינטראקציה על ידי סיכום התרכובות המקוריות. סימן השוויון מציין שיש אינטראקציה בין החומרים המגיבים. לאחר מכן, מורכבת נוסחה למוצרים לפי ערכיות (מצב חמצון).

כיצד לרשום תגובה

לדוגמה, אם אתה צריך לרשום משוואות כימיות המאשרות את תכונות המתאן, בחר את האפשרויות הבאות:

• הלוגנציה (אינטראקציה רדיקלית עם אלמנט VIIA טבלה מחזוריתד.י. מנדלייב);
• בעירה בחמצן אטמוספרי.

במקרה הראשון, אנו כותבים את החומרים ההתחלתיים בצד שמאל, ואת המוצרים המתקבלים בצד ימין. לאחר בדיקת מספר האטומים של כל יסוד כימי, אנו מקבלים את התיעוד הסופי של התהליך המתמשך. כאשר מתאן נשרף בחמצן אטמוספרי, מתרחש תהליך אקסותרמי, כתוצאה ממנו נוצרים פחמן דו חמצני ואדי מים.

על מנת לשים נכון את המקדמים במשוואות כימיות, נעשה שימוש בחוק שימור המסה של חומרים. אנו מתחילים את תהליך ההתאמה על ידי קביעת מספר אטומי הפחמן. לאחר מכן, אנו מבצעים חישובים למימן ורק לאחר מכן בודקים את כמות החמצן.

OVR

ניתן להשוות משוואות כימיות מורכבות באמצעות שיטת איזון אלקטרוני או חצי תגובות. אנו מציעים רצף של פעולות שנועדו לסדר את המקדמים בתגובות מהסוגים הבאים:

• הִתפָּרְקוּת;
• החלפה.

ראשית, חשוב לסדר את מצב החמצון של כל יסוד בתרכובת. בעת הצבת אותם, יש צורך לקחת בחשבון כמה כללים:

1. עבור חומר פשוט, הוא שווה לאפס.
2. בתרכובת בינארית, הסכום שלהם הוא 0.
3. בתרכובת של שלושה יסודות או יותר, לראשון יש ערך חיובי, וליון האחרון יש ערך שלילי של מצב החמצון. האלמנט המרכזי מחושב מתמטית, בהינתן שהסכום צריך להיות 0.

לאחר מכן, נבחרים האטומים או היונים שעבורם השתנה מצב החמצון. סימני הפלוס והמינוס מראים את מספר האלקטרונים (מקובל, נמסר). לאחר מכן, הכפולה הקטנה ביותר נקבעת ביניהם. כאשר מחלקים את ה-NOC במספרים אלו, מתקבלים המספרים. אלגוריתם זה יהיה התשובה לשאלה כיצד לסדר את המקדמים במשוואות כימיות.

דוגמה ראשונה

נניח שהמשימה ניתנת: "סדרו את המקדמים בתגובה, מלאו את החסר, קבעו את חומר החמצון והחומר המצמצם". דוגמאות כאלה מוצעות לבוגרי בית ספר שבחרו בכימיה כבחינה.

KMnO 4 + H 2 SO 4 + KBr = MnSO 4 + Br 2 +…+…

בואו ננסה להבין כיצד לסדר את המקדמים במשוואות הכימיות המוצעות למהנדסים ורופאים עתידיים. לאחר סידור מצבי החמצון של היסודות בחומרי המוצא ובתוצרים הזמינים, אנו מגלים שיון המנגן פועל כחומר מחמצן, ויון הברומיד מפגין תכונות מפחיתות.

אנו מסיקים שהחומרים החסרים אינם משתתפים בתהליך החיזור. אחד המוצרים החסרים הוא מים, והשני יהיה אשלגן גופרתי. לאחר הרכבת המאזן האלקטרוני, השלב האחרון יהיה קביעת המקדמים במשוואה.

דוגמה שנייה

בוא ניתן דוגמה נוספת כדי להבין איך מסדרים את המקדמים במשוואות הכימיות מסוג חיזור.

נניח שיש לנו את הסכימה הבאה:

P + HNO 3 \u003d NO 2 + ... + ...

זרחן, שלפי מוסכמה הוא חומר פשוט, מפגין תכונות מפחיתות, ומעלה את מצב החמצון ל-+5. לכן, אחד החומרים החסרים יהיה חומצה זרחתית H 3 PO 4. OVR מניח נוכחות של חומר מפחית, שיהיה חנקן. זה נכנס לתחמוצת חנקן (4), ויוצר NO 2

על מנת לשים את המקדמים בתגובה זו, נבצע איזון אלקטרוני.

P 0 מחזיר 5e = P +5

N +5 לוקח e = N +4

בהינתן שחייבים להקדים את חומצה חנקתית ותחמוצת חנקן (4) בפקטור 5, אנו מקבלים את התגובה המוגמרת:

P + 5HNO 3 \u003d 5NO 2 + H 2 O + H 3 PO 4

מקדמים סטריאוכימיים בכימיה מאפשרים פתרון בעיות חישוביות שונות.

דוגמה שלישית

בהתחשב בכך שהצבת המקדמים גורמת לקשיים עבור תלמידי תיכון רבים, יש צורך לחשב את רצף הפעולות על דוגמאות קונקרטיות. אנו מציעים דוגמה נוספת למשימה, שמימושה דורש שליטה בשיטת סידור המקדמים בתגובת החיזור.

H 2 S + HMnO 4 \u003d S + MnO 2 +…

המוזרות של המשימה המוצעת היא שיש צורך להשלים את תוצר התגובה החסר, ורק לאחר מכן אתה יכול להמשיך לקביעת המקדמים.

לאחר סידור מצבי החמצון של כל יסוד בתרכובות, ניתן להסיק כי מנגן, המוריד את הערכיות, מפגין תכונות חמצון. גופרית מדגים את יכולת ההפחתה בתגובה המוצעת, כשהיא מופחתת לחומר פשוט. לאחר עריכת המאזן האלקטרוני, נצטרך רק למקם את המקדמים בסכימת התהליך המוצעת. והמעשה נעשה.

דוגמה רביעית

משוואה כימית נקראת תהליך שלם כאשר חוק שימור מסת החומרים מתקיים בה במלואו. איך בודקים את הדפוס הזה? מספר האטומים מאותו סוג שנכנסו לתגובה חייב להתאים למספרם בתוצרי האינטראקציה. רק במקרה זה ניתן יהיה לדבר על התועלת של האינטראקציה הכימית המוקלטת, האפשרות ליישומו לחישובים, פתרון בעיות חישוביות רמות שונותקשיים. הנה גרסה של המשימה, הכוללת סידור המקדמים הסטריאוכימיים החסרים בתגובה:

Si + ... + HF = H 2 SiF 6 + NO + ...

המורכבות של המשימה היא שהן חומרי המוצא והן תוצרי האינטראקציה מושמטים. לאחר הגדרת כל האלמנטים של מצבי החמצון, אנו רואים שאטום הסיליקון מציג תכונות מפחיתות במשימה המוצעת. חנקן (II) קיים בין תוצרי התגובה, אחת התרכובות ההתחלתיות היא חומצה חנקתית. באופן הגיוני, אנו קובעים שהתוצר החסר של התגובה הוא מים. השלב האחרון יהיה סידור המקדמים הסטריאוכימיים המתקבלים בתגובה.

3Si + 4HNO 3 + 18HF = 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8 H 2 O

דוגמה לבעיה במשוואה

יש צורך לקבוע את הנפח של תמיסה 10% של מימן כלורי, שצפיפותה היא 1.05 גרם / מ"ל, הכרחי לנטרול מוחלט של סידן הידרוקסיד שנוצר במהלך ההידרוליזה של הקרביד שלו. ידוע כי הגז המשתחרר במהלך הידרוליזה תופס נפח של 8.96 ליטר (נ.א.).

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

סידן הידרוקסיד יוצר אינטראקציה עם מימן כלורי, ניטרול מלא מתרחש:

Ca (OH) 2 + 2HCl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O

חשב את מסת החומצה הנדרשת עבור התהליך הזה. קבע את נפח תמיסת מימן כלורי. כל החישובים לבעיה מבוצעים תוך התחשבות במקדמים סטריאוכימיים, המאשרים את חשיבותם.

סוף כל סוף

ניתוח של תוצאות הבחינה המאוחדת בכימיה מצביע על כך שמטלות הקשורות לקביעת מקדמים סטריאוכימיים במשוואות, יצירת איזון אלקטרוני, קביעת חומר מחמצן וחומר מפחית גורמות לקשיים רציניים עבור בוגרי בתי ספר תיכוניים מודרניים. למרבה הצער, מידת העצמאות של הבוגרים המודרניים היא כמעט מינימלית, ולכן תלמידי תיכון אינם עובדים על הבסיס התיאורטי שהציע המורה.

בין הטעויות האופייניות שתלמידי בית הספר עושים בעת הצבת מקדמים בתגובות סוג אחר, שגיאות מתמטיות רבות. למשל, לא כולם יודעים למצוא את הכפולה הפחות משותפת, לחלק ולהכפיל נכון מספרים. הסיבה לתופעה היא הירידה במספר השעות המוקצות בבתי הספר החינוכיים ללימוד נושא זה. עם תוכנית בסיסית בכימיה, למורים אין הזדמנות לברר עם תלמידיהם סוגיות הקשורות להרכבת איזון אלקטרוני בתהליך החיזור.

כדי להבין כיצד להשוות משוואה כימית, תחילה עליך לדעת את מטרת המדע הזה.

הַגדָרָה

הכימיה חוקרת חומרים, תכונותיהם ותמורותיהם. אם אין שינוי בצבע, משקעים, שחרור של חומר גזי, אז לא מתרחשת אינטראקציה כימית.

למשל, בעת הגשה מסמר ברזלהמתכת פשוט הופכת לאבקה. במקרה זה, לא מתרחשת תגובה כימית.

ההסתיידות של פרמנגנט אשלגן מלווה ביצירת תחמוצת מנגן (4), שחרור חמצן, כלומר נצפית אינטראקציה. במקרה זה, מתעוררת שאלה טבעית לחלוטין כיצד להשוות נכון משוואות כימיות. ננתח את כל הניואנסים הקשורים להליך כזה.

ספציפיות של טרנספורמציות כימיות

כל תופעה המלווה בשינוי בהרכב האיכותי והכמותי של חומרים הן טרנספורמציות כימיות. בצורה מולקולרית, תהליך שריפת הברזל באטמוספירה יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות סימנים וסמלים.

שיטת הצבת המקדמים

כיצד להשוות מקדמים במשוואות כימיות? בקורס כימיה בתיכון מנתחים את שיטת האיזון האלקטרוני. בואו נשקול את התהליך ביתר פירוט. מלכתחילה, בתגובה הראשונית, יש צורך לסדר את מצבי החמצון של כל יסוד כימי.

ישנם כללים מסוימים שלפיהם ניתן לקבוע אותם עבור כל אלמנט. בחומרים פשוטים, מצבי החמצון יהיו אפס. בתרכובות בינאריות, ליסוד הראשון יש ערך חיובי, המתאים לערך הגבוה ביותר. עבור האחרונים, פרמטר זה נקבע על ידי הפחתת מספר הקבוצה משמונה ויש לו סימן מינוס. לנוסחאות המורכבות משלושה יסודות יש ניואנסים משלהן לחישוב מצבי חמצון.

עבור היסוד הראשון והאחרון, הסדר דומה להגדרה בתרכובות בינאריות, ונעשה משוואה לחישוב היסוד המרכזי. הסכום של כל האינדיקטורים חייב להיות שווה לאפס, על סמך זה מחושב האינדיקטור עבור האלמנט האמצעי של הנוסחה.

בואו נמשיך את השיחה על איך להשוות משוואות כימיות בשיטת איזון האלקטרונים. לאחר קביעת מצבי החמצון, ניתן לקבוע את אותם יונים או חומרים ששינו את ערכם במהלך האינטראקציה הכימית.

סימני הפלוס והמינוס מציינים את מספר האלקטרונים שהתקבלו (נמסרו) בתהליך האינטראקציה הכימית. בין המספרים שהתקבלו, מצא את הכפולה המשותפת הפחותה.

כאשר מחלקים אותו לאלקטרונים שנקלטו ונתונים, מתקבלים מקדמים. איך לאזן משוואה כימית? יש להציב את הנתונים המתקבלים במאזן מול הנוסחאות המתאימות. תנאי מוקדם הוא לבדוק את המספר של כל אלמנט בחלק השמאלי והימני. אם המקדמים ממוקמים נכון, מספרם צריך להיות זהה.

חוק שימור מסה של חומרים

מתווכחים כיצד להשוות משוואה כימית, יש צורך להשתמש בחוק זה. בהתחשב בכך שהמסה של אותם חומרים שנכנסו לתגובה כימית שווה למסה של התוצרים המתקבלים, ניתן לקבוע מקדמים מול הנוסחאות. לדוגמה, כיצד להשוות משוואה כימית אם הם מקיימים אינטראקציה חומרים פשוטיםסידן וחמצן, ולאחר סיום התהליך מתקבלת תחמוצת?

כדי להתמודד עם המשימה יש לקחת בחשבון שחמצן הוא מולקולה דיאטומית בעלת קשר קוולנטי לא קוטבי, ולכן הנוסחה שלה כתובה בצורה הבאה - O2. בצד ימין, בעת קומפילציה של תחמוצת סידן (CaO), נלקחות בחשבון הערכיות של כל יסוד.

ראשית עליך לבדוק את כמות החמצן בכל חלק של המשוואה, שכן היא שונה. לפי חוק שימור מסת החומרים יש לשים לפני נוסחת המוצר פקטור 2. לאחר מכן בודקים סידן. כדי שזה יהיה שוויון, שמים פקטור של 2 לפני החומר המקורי, כתוצאה מכך נקבל את הרשומה:

• 2Ca+O2=2CaO.

ניתוח התגובה בשיטת האיזון האלקטרוני

איך להשוות משוואות כימיות? דוגמאות של RIAs יעזרו לענות השאלה הזו. נניח שיש צורך למקם את המקדמים בתכנית המוצעת בשיטת האיזון האלקטרוני:

• CuO + H2=Cu + H2O.

מלכתחילה, עבור כל אחד מהיסודות בחומרים ההתחלתיים ובתוצרי האינטראקציה, נציב את ערכי מצבי החמצון. לקבל התצוגה הבאהמשוואות:

• Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).

האינדיקטורים השתנו עבור נחושת ומימן. על בסיסם נערוך איזון אלקטרוני:

• Cu(+2)+2e=Cu(0) 1 חומר מפחית, חמצון;
• H2(0)-2e=2H(+) 1 חומר מחמצן, הפחתה.

בהתבסס על המקדמים המתקבלים במאזן האלקטרוני, אנו מקבלים את התיעוד הבא של המשוואה הכימית המוצעת:

• CuO+H2=Cu+H2O.

ניקח דוגמה נוספת שכוללת קביעת מקדמים:

• H2+O2=H2O.

על מנת להשוות תכנית זו על בסיס חוק שימור החומרים, יש צורך להתחיל בחמצן. בהתחשב בכך שמולקולה דיאטומית נכנסה לתגובה, יש צורך לשים פקטור של 2 לפני הנוסחה של תוצר האינטראקציה.

• 2H2+O2=2H2O.

סיכום

בהתבסס על המאזן האלקטרוני, אתה יכול למקם את המקדמים בכל משוואות כימיות. לבוגרי כיתות ט' ויא' של מוסדות חינוך הבוחרים בבחינה בכימיה מוצעות משימות דומות באחת ממשימות מבחני הגמר.