Zgjidhja e ekuacioneve të reaksioneve kimike shkakton vështirësi për një numër të konsiderueshëm nxënësish shkolla e mesme kryesisht për shkak të shumëllojshmërisë së gjerë të elementeve të përfshira në to dhe paqartësisë së ndërveprimit të tyre. Por që nga pjesa kryesore e kursit kimia e përgjithshme shkolla merr në konsideratë bashkëveprimin e substancave bazuar në ekuacionet e tyre të reagimit, atëherë nxënësit duhet të plotësojnë boshllëqet në këtë fushë dhe të mësojnë të zgjidhin ekuacionet kimike për të shmangur problemet me lëndën në të ardhmen.
Ekuacioni i një reaksioni kimik është një shënim simbolik që tregon elementët kimikë që ndërveprojnë, raportin e tyre sasior dhe substancat që rezultojnë nga bashkëveprimi. Këto ekuacione pasqyrojnë thelbin e bashkëveprimit të substancave nga pikëpamja e ndërveprimit atomiko-molekular ose elektronik.
- Që në fillim të kursit të kimisë në shkollë, ata mësohen të zgjidhin ekuacione bazuar në konceptin e valencës së elementeve të tabelës periodike. Bazuar në këtë thjeshtim, le të shqyrtojmë zgjidhjen e një ekuacioni kimik duke përdorur shembullin e oksidimit të aluminit me oksigjen. Alumini reagon me oksigjenin për të formuar oksid alumini. Duke pasur të dhënat fillestare të specifikuara, ne do të hartojmë një diagram ekuacioni.
Al + O 2 → AlO
NË në këtë rast kemi regjistruar diagrami i përafërt një reaksion kimik që pasqyron vetëm pjesërisht thelbin e tij. Substancat e përfshira në reaksion shkruhen në anën e majtë të diagramit, dhe rezultati i ndërveprimit të tyre shkruhet në të djathtë. Përveç kësaj, oksigjen dhe të tjera agjentë tipikë oksidues, zakonisht shkruhen në të djathtë të metaleve dhe agjentëve të tjerë reduktues në të dy anët e ekuacionit. Shigjeta tregon drejtimin e reagimit.
- Në mënyrë që kjo skemë reagimi e përpiluar të marrë një formë të plotë dhe të jetë në përputhje me ligjin ruajtja e masës substanca, ju nevojiten:
- Vendosni indekset në anën e djathtë të ekuacionit për substancën që rezulton nga bashkëveprimi.
- Niveloni sasinë e elementeve që marrin pjesë në reaksion me sasinë e substancës që rezulton në përputhje me ligjin e ruajtjes së masës së substancave.
- Vendosni indekset në anën e djathtë të ekuacionit për substancën që rezulton nga bashkëveprimi.
- Le të fillojmë duke pezulluar nënshkrimet në formulën kimike të substancës së përfunduar. Indekset vendosen në përputhje me valencën e elementeve kimike. Valenca është aftësia e atomeve për të formuar komponime me atome të tjera për shkak të kombinimit të elektroneve të tyre të paçiftëzuara, kur disa atome heqin dorë nga elektronet e tyre, ndërsa të tjerët i bashkojnë ato në pjesën e jashtme të tyre. niveli i energjisë. Në përgjithësi pranohet se valenca element kimik e përcakton atë si një grup (kolona) në tabela periodike Mendelejevi. Sidoqoftë, në praktikë, ndërveprimi i elementeve kimike është shumë më kompleks dhe i larmishëm. Për shembull, atomi i oksigjenit ka një valencë prej Ⅱ në të gjitha reaksionet, pavarësisht se është në grupin e gjashtë në tabelën periodike.
- Për t'ju ndihmuar të lundroni në këtë larmi, ne ju ofrojmë ndihmësin e vogël të referencës në vijim që do t'ju ndihmojë të përcaktoni valencën e një elementi kimik. Zgjidhni elementin që ju intereson dhe do të shihni vlerat e mundshme valencën e saj. Vlera të rralla për elementin e zgjedhur tregohen në kllapa.
- Le të kthehemi te shembulli ynë. Le të shkruajmë valencën e tij në anën e djathtë të diagramit të reagimit mbi çdo element.
Për aluminin Al, valenca do të jetë e barabartë me Ⅲ, dhe për molekulën e oksigjenit O 2 valenca do të jetë e barabartë me Ⅱ. Gjeni shumëfishin më të vogël të përbashkët të këtyre numrave. Do të jetë e barabartë me gjashtë. Ne e ndajmë shumëfishin më të vogël të përbashkët me valencën e secilit element dhe marrim indekset. Për aluminin, ndani gjashtë sipas valencës për të marrë një indeks prej 2, për oksigjenin 6/2 = 3. Formula kimike e oksidit të aluminit e marrë si rezultat i reaksionit do të marrë formën Al 2 O 3.
Al + O 2 → Al 2 O 3
- Pas marrjes formula e saktë substanca e përfunduar duhet të kontrollohet dhe, në shumicën e rasteve, pjesa e djathtë dhe e majtë e diagramit duhet të barazohen sipas ligjit të ruajtjes së masës, pasi produktet e reaksionit formohen nga të njëjtat atome që fillimisht ishin pjesë e përbërjes. materialet fillestare të përfshirë në reagim.
- Ligji i ruajtjes së masës thotë se numri i atomeve që hynë në reaksion duhet të jetë i barabartë me numrin e atomeve që rezultojnë nga bashkëveprimi. Në skemën tonë, ndërveprimi përfshin një atom alumini dhe dy atome oksigjen. Si rezultat i reaksionit, marrim dy atome alumini dhe tre atome oksigjen. Natyrisht, diagrami duhet të nivelohet duke përdorur koeficientët për elementët dhe lëndën në mënyrë që të respektohet ligji i ruajtjes së masës.
- Barazimi kryhet edhe duke gjetur shumëfishin më të vogël të përbashkët, i cili ndodhet ndërmjet elementeve me indekset më të mëdha. Në shembullin tonë, ky do të jetë oksigjeni me një indeks në anën e djathtë të barabartë me 3 dhe në anën e majtë të barabartë me 2. Shumëfishi më i vogël i zakonshëm në këtë rast do të jetë gjithashtu i barabartë me 6. Tani ne e ndajmë shumëfishin më të vogël të përbashkët me vlerën e indeksit më të madh në anën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit dhe merrni indekset e mëposhtme për oksigjenin.
Al + 3∙O 2 → 2∙Al 2 O 3
- Tani mbetet vetëm barazimi i aluminit në anën e djathtë. Për këtë qëllim në anën e majtë Le ta vendosim koeficientin në 4.
4∙Al + 3∙O 2 = 2∙Al 2 O 3
- Pas renditjes së koeficientëve, ekuacioni i një reaksioni kimik korrespondon me ligjin e ruajtjes së masës dhe ndërmjet të majtës dhe anët e djathta ju mund të vendosni një shenjë të barabartë. Koeficientët e vendosur në ekuacion tregojnë numrin e molekulave të substancave që marrin pjesë në reaksion dhe rezultojnë prej tij, ose raportin e këtyre substancave në mol.
Kimia është shkenca e substancave, vetive dhe transformimeve të tyre
.
Kjo do të thotë, nëse asgjë nuk ndodh me substancat rreth nesh, atëherë kjo nuk vlen për kiminë. Por çfarë do të thotë "asgjë nuk ndodh"? Nëse një stuhi papritmas na kapi në fushë dhe ne të gjithë ishim të lagur, siç thonë ata, "deri në lëkurë", atëherë a nuk është ky një transformim: në fund të fundit, rrobat ishin të thata, por ato u lagën.
Nëse, për shembull, merrni një gozhdë hekuri, lini atë dhe më pas montoni tallash hekuri (Fe) , atëherë a nuk është edhe ky një transformim: kishte një gozhdë - u bë pluhur. Por nëse më pas e montoni pajisjen dhe e kryeni marrja e oksigjenit (O 2): ngroh permanganat kaliumi(KMpO 4) dhe mblidhni oksigjenin në një epruvetë, dhe më pas vendosni këto tallash hekuri të nxehta në të, më pas ato do të ndizen me një flakë të ndezur dhe pas djegies do të kthehen në një pluhur kafe. Dhe ky është gjithashtu një transformim. Pra, ku është kimia? Pavarësisht se në këta shembuj ndryshon forma (gozhda e hekurt) dhe gjendja e veshjes (e thatë, e lagur), këto nuk janë transformime. Fakti është se gozhda në vetvete ishte një substancë (hekur), dhe mbeti e tillë, pavarësisht nga forma e saj e ndryshme, dhe rrobat tona thithnin ujin nga shiu dhe më pas e avullonin atë në atmosferë. Uji në vetvete nuk ka ndryshuar. Pra, çfarë janë transformimet nga pikëpamja kimike?
Nga pikëpamja kimike shndërrimet janë ato dukuri që shoqërohen me ndryshim të përbërjes së një lënde. Le të marrim të njëjtin gozhdë si shembull. Nuk ka rëndësi se çfarë forme mori pas depozitimit, por pas mbledhjes prej saj tallash hekuri i vendosur në një atmosferë oksigjeni - u kthye në oksid hekuri(Fe 2 O 3 ) . Pra, diçka ka ndryshuar në fund të fundit? Po, ka ndryshuar. Kishte një substancë të quajtur gozhdë, por nën ndikimin e oksigjenit u formua një substancë e re - oksid elementi gjëndër. Ekuacioni molekular Ky transformim mund të përfaqësohet nga simbolet e mëposhtme kimike:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
Për dikë që nuk ka njohuri në kimi, menjëherë lindin pyetje. Çfarë është "ekuacioni molekular", çfarë është Fe? Pse janë numrat "4", "3", "2"? Cilët janë numrat e vegjël "2" dhe "3" në formulën Fe 2 O 3? Kjo do të thotë se është koha për të rregulluar gjithçka në rregull.
Shenjat e elementeve kimike.
Përkundër faktit se kimia fillon të studiohet në klasën e 8-të, dhe disa edhe më herët, shumë njerëz e njohin kimistin e madh rus D.I. Dhe sigurisht, "Tabela Periodike e Elementeve Kimike" e tij e famshme. Përndryshe, më thjesht quhet “Tabela Periodike”.
Në këtë tabelë, elementët janë renditur në rendin e duhur. Deri më sot njihen rreth 120 prej tyre Emrat e shumë elementëve na njihen prej kohësh. Këto janë: hekuri, alumini, oksigjeni, karboni, ari, silikoni. Më parë, ne i përdornim këto fjalë pa u menduar, duke i identifikuar me objekte: një rrufe hekuri, tel alumini, oksigjeni në atmosferë, unazë ari etj. etj. Por në fakt, të gjitha këto substanca (bulon, tela, unazë) përbëhen nga elementët e tyre përkatës. I gjithë paradoksi është se elementi nuk mund të preket ose të merret. Si kështu? Ato janë në tabelën periodike, por nuk mund t'i marrësh! Po, ashtu është. Një element kimik është një koncept abstrakt (d.m.th., abstrakt) dhe përdoret në kimi, si dhe në shkenca të tjera, për llogaritjet, hartimin e ekuacioneve dhe zgjidhjen e problemeve. Secili element ndryshon nga tjetri në atë që ka karakteristikat e veta konfigurim elektronik atom. Numri i protoneve në bërthamën e një atomi është i barabartë me numrin e elektroneve në orbitalet e tij. Për shembull, hidrogjeni është elementi nr. 1. Atomi i tij përbëhet nga 1 proton dhe 1 elektron. Heliumi është elementi numër 2. Atomi i tij përbëhet nga 2 protone dhe 2 elektrone. Litiumi është elementi #3. Atomi i tij përbëhet nga 3 protone dhe 3 elektrone. Darmstadtium – elementi nr. 110. Atomi i tij përbëhet nga 110 protone dhe 110 elektrone.
Çdo element tregohet nga një simbol specifik, me shkronja latine, dhe ka një lexim të caktuar të përkthyer nga latinishtja. Për shembull, hidrogjeni ka simbolin "N", lexohet si "hydrogenium" ose "hir". Silikoni ka simbolin "Si" të lexuar si "silicium". Mërkuri ka një simbol "Hg" dhe lexohet si “hydrargyrum”. Dhe kështu me radhë. Të gjitha këto shënime mund të gjenden në çdo tekst shkollor të kimisë të klasës së 8-të. Gjëja kryesore për ne tani është të kuptojmë se kur hartojmë ekuacione kimike, është e nevojshme të operojmë me simbolet e treguara të elementeve.
Substanca të thjeshta dhe komplekse.
Shënimi i elementeve kimike me simbole të vetme substancave të ndryshme(Hg merkuri, Fe hekuri, Cu bakri, Zn zinku, Al alumini) në thelb nënkuptojmë substanca të thjeshta, domethënë substanca që përbëhen nga atome të të njëjtit lloj (që përmbajnë të njëjtin numër protonesh dhe neutronesh në një atom). Për shembull, nëse substancat hekuri dhe squfuri ndërveprojnë, atëherë ekuacioni do të marrë formën e mëposhtme hyrjet:
Fe + S = FeS (2)
Substancat e thjeshta përfshijnë metalet (Ba, K, Na, Mg, Ag), si dhe jometalet (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Për më tepër, duhet t'i kushtohet vëmendje
vëmendje të veçantë për faktin se të gjitha metalet përcaktohen me simbole të vetme: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, etj., dhe jometalet janë ose simbole të thjeshta: C, S, P ose mund të kenë tregues të ndryshëm që tregojnë struktura molekulare: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. Në të ardhmen kjo do të ketë një shumë vlerë të madhe gjatë shkrimit të ekuacioneve. Nuk është aspak e vështirë të merret me mend se substancat komplekse janë substanca të formuara nga atomet lloje të ndryshme, Për shembull,
1). Oksidet:
oksid alumini Al 2 O 3, 
oksid natriumi Na2O,
oksid bakri CuO,
oksid zinku ZnO,
oksid titani Ti2O3,
monoksidi i karbonit ose monoksidi i karbonit (+2) CO,
oksid squfuri (+6) SO 3
2). Arsyet:
hidroksid hekuri(+3) Fe(OH) 3,
hidroksid bakri Cu (OH) 2,
hidroksid kaliumi ose kalium alkali KOH,
hidroksid natriumi NaOH.
3). Acidet:
acid klorhidrik
HCl,
acid squfuri H2SO3,
acid nitrik
HNO3
4). Kripërat:
tiosulfat natriumi Na 2 S 2 O 3 ,
sulfat natriumi ose kripa e Glauberit Na2SO4,
karbonat kalciumi ose gur gëlqeror CaCO 3,
klorur bakri CuCl2
5). Lëndë organike:
acetat natriumi CH 3 COONa,
metani CH 4,
acetilen C 2 H 2,
glukozë C 6 H 12 O 6
Më në fund, pasi të kemi kuptuar strukturën e substancave të ndryshme, mund të fillojmë të shkruajmë ekuacione kimike.
Ekuacioni kimik.
Vetë fjala "ekuacion" rrjedh nga fjala "barazoj", d.m.th. ndaj diçka në pjesë të barabarta. Në matematikë, ekuacionet përbëjnë pothuajse thelbin e kësaj shkence. Për shembull, mund të jepni një ekuacion të thjeshtë në të cilin anët e majta dhe të djathta do të jenë të barabarta me "2":
40: (9 + 11) = (50 x 2) : (80 – 30);
Dhe në ekuacionet kimike i njëjti parim: anët e majta dhe të djathta të ekuacionit duhet të korrespondojnë me të njëjtin numër atomesh dhe elementësh që marrin pjesë në to. Ose, nëse është dhënë një ekuacion jonik, atëherë në të numri i grimcave duhet të plotësojë edhe këtë kërkesë. Një ekuacion kimik është një paraqitje konvencionale e një reaksioni kimik duke përdorur formula kimike dhe simbole matematikore. Një ekuacion kimik pasqyron në thelb një ose një tjetër reaksion kimik, domethënë procesin e bashkëveprimit të substancave, gjatë të cilit lindin substanca të reja. Për shembull, është e nevojshme shkruani një ekuacion molekular reagimet në të cilat marrin pjesë klorur bariumi BaCl 2 dhe acid sulfurik H 2 SO 4. Si rezultat i këtij reaksioni, formohet një precipitat i patretshëm - sulfat barium BaSO 4 dhe acid klorhidrik HCl:
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (3)
Para së gjithash, është e nevojshme të kuptohet se numër i madh"2" përballë substancës HCl quhet koeficient, dhe numrat e vegjël "2", "4" nën formulat BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 quhen indekse. Të dy koeficientët dhe indekset në ekuacionet kimike veprojnë si shumëzues, jo si mbledhës. Për të shkruar saktë një ekuacion kimik, ju duhet caktoni koeficientët në ekuacionin e reaksionit. Tani le të fillojmë të numërojmë atomet e elementeve në anën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit. Në anën e majtë të ekuacionit: substanca BaCl 2 përmban 1 atom bariumi (Ba), 2 atome klori (Cl). Në substancën H 2 SO 4: 2 atome hidrogjeni (H), 1 atom squfuri (S) dhe 4 atome oksigjen (O). Në anën e djathtë të ekuacionit: në substancën BaSO 4 ka 1 atom bariumi (Ba), 1 atom squfuri (S) dhe 4 atome oksigjen (O), në substancën HCl: 1 atom hidrogjen (H) dhe 1 klor. atom (Cl). Nga kjo rrjedh se në anën e djathtë të ekuacionit numri i atomeve të hidrogjenit dhe klorit është gjysma e numrit të atomeve në anën e majtë. Prandaj, para formulës HCl në anën e djathtë të ekuacionit, është e nevojshme të vendosni koeficientin "2". Nëse tani mbledhim numrin e atomeve të elementeve që marrin pjesë në këtë reaksion, si në të majtë ashtu edhe në të djathtë, marrim balancën e mëposhtme:
Në të dy anët e ekuacionit, numri i atomeve të elementeve që marrin pjesë në reaksion janë të barabartë, prandaj është i përbërë saktë.
Ekuacioni kimik dhe reaksionet kimike
Siç kemi zbuluar tashmë, ekuacionet kimike janë një reflektim reaksionet kimike. Reaksionet kimike janë ato dukuri gjatë të cilave ndodh shndërrimi i një lënde në një tjetër. Nga diversiteti i tyre, mund të dallohen dy lloje kryesore:
1). Reaksionet e përbëra
2). Reaksionet e zbërthimit.
Shumica dërrmuese e reaksioneve kimike i përkasin reaksioneve të shtimit, pasi ndryshimet në përbërjen e tij rrallë mund të ndodhin me një substancë individuale nëse ajo nuk është e ekspozuar ndaj ndikimeve të jashtme (shpërbërja, ngrohja, ekspozimi ndaj dritës). Asgjë nuk e karakterizon më mirë fenomen kimik, ose reaksion, si ndryshime që ndodhin gjatë bashkëveprimit të dy ose më shumë substancave. Fenomene të tilla mund të ndodhin spontanisht dhe të shoqërohen me rritje ose ulje të temperaturës, efekte të dritës, ndryshime të ngjyrave, formim të sedimentit, lëshim të produkteve të gazta dhe zhurmë.
Për qartësi, ne paraqesim disa ekuacione që pasqyrojnë proceset e reaksioneve të përbërjes, gjatë të cilave marrim klorur natriumi(NaCl), klorur zinku(ZnCl2), precipitat i klorurit të argjendit(AgCl), klorur alumini(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)
Ndër reaksionet e përbërjes, duhet përmendur veçanërisht sa vijon: : zëvendësim (5), shkëmbim (6), dhe si një rast i veçantë i një reaksioni shkëmbimi - reagimi neutralizimi (7).
Reaksionet e zëvendësimit përfshijnë ato në të cilat atomet e një substance të thjeshtë zëvendësojnë atomet e njërit prej elementeve në një substancë komplekse. Në shembullin (5), atomet e zinkut zëvendësojnë atomet e bakrit nga tretësira CuCl 2, ndërsa zinku kalon në kripën e tretshme ZnCl 2, dhe bakri lirohet nga tretësira në gjendje metalike.
Reaksionet e shkëmbimit përfshijnë ato reaksione në të cilat dy substanca komplekse i shkëmbejnë ato komponentët. Në rastin e reaksionit (6), kripërat e tretshme AgNO 3 dhe KCl, kur të dyja tretësirat bashkohen, formojnë një precipitat të patretshëm të kripës AgCl. Në të njëjtën kohë, ata shkëmbejnë pjesët e tyre përbërëse - kationet dhe anionet. Anioneve NO 3 u shtohen kationet e kaliumit K + dhe anioneve Cl - kationet e argjendit Ag +.
Një rast i veçantë, i veçantë i reaksioneve të shkëmbimit është reaksioni i neutralizimit. Reaksionet e neutralizimit përfshijnë ato reaksione në të cilat acidet reagojnë me bazat, duke rezultuar në formimin e kripës dhe ujit. Në shembullin (7), acidi klorhidrik HCl reagon me bazën Al(OH) 3 për të formuar kripën AlCl 3 dhe ujin. Në këtë rast, kationet e aluminit Al 3+ nga baza shkëmbehen me anionet Cl - nga acidi. Çfarë ndodh në fund neutralizimi i acidit klorhidrik.
Reaksionet e zbërthimit përfshijnë ato në të cilat dy ose më shumë substanca të reja të thjeshta ose komplekse, por me përbërje më të thjeshtë, formohen nga një substancë komplekse. Shembuj të reaksioneve përfshijnë ato në procesin e të cilave 1) zbërthehet. Nitrat kaliumi(KNO 3) me formimin e nitritit të kaliumit (KNO 2) dhe oksigjenit (O 2); 2). Permanganat kaliumi(KMnO 4): formohet manganati i kaliumit (K 2 MnO 4), oksid mangani(MnO 2) dhe oksigjen (O 2); 3). Karbonat kalciumi ose mermer; në proces janë formuar karbonikegazi(CO2) dhe oksid kalciumi(CaO)
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 = CaO + CO 2 (10)
Në reaksionin (8), një substancë komplekse dhe një substancë e thjeshtë formohen nga një substancë komplekse. Në reaksionin (9) ka dy komplekse dhe një të thjeshtë. Në reaksionin (10) ka dy substanca komplekse, por më të thjeshta në përbërje
Të gjitha klasat e substancave komplekse i nënshtrohen dekompozimit:
1). Oksidet: oksid argjendi 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)
2). Hidroksidet: hidroksid hekuri 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). Acidet: acid sulfurik H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (13)
4). Kripërat: karbonat kalciumi CaCO 3 = CaO + CO 2 (14)
5). Lënda organike: fermentimi alkoolik i glukozës
C 6 H 12 O 6 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)
Sipas një klasifikimi tjetër, të gjitha reaksionet kimike mund të ndahen në dy lloje: quhen reaksionet që lëshojnë nxehtësi ekzotermike, dhe reaksionet që ndodhin me thithjen e nxehtësisë - endotermike. Kriteri për procese të tilla është efekti termik i reaksionit. Si rregull, reaksionet ekzotermike përfshijnë reaksionet e oksidimit, d.m.th. ndërveprimi me oksigjenin, për shembull djegia e metanit:
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q (16)
dhe ndaj reaksioneve endotermike - reaksionet e zbërthimit të dhëna më sipër (11) - (15). Shenja Q në fund të ekuacionit tregon nëse nxehtësia lëshohet (+Q) ose absorbohet (-Q) gjatë reaksionit:
CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)
Ju gjithashtu mund të merrni parasysh të gjitha reaksionet kimike sipas llojit të ndryshimit në shkallën e oksidimit të elementëve të përfshirë në transformimet e tyre. Për shembull, në reaksionin (17), elementët që marrin pjesë në të nuk i ndryshojnë gjendjet e tyre të oksidimit:
Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca +2 O -2 +C +4 O 2 -2 (18)
Dhe në reaksionin (16), elementët ndryshojnë gjendjet e tyre të oksidimit:
2Mg 0 + O 2 0 = 2Mg +2 O -2
Reagimet e këtij lloji janë redoks . Ato do të konsiderohen veçmas. Për të hartuar ekuacione për reaksione të këtij lloji, duhet të përdorni Metoda e gjysmë-reaksionit dhe aplikoni ekuacioni i bilancit elektronik.
Pas sjelljes lloje të ndryshme reaksionet kimike, mund të vazhdoni me parimin e përpilimit të ekuacioneve kimike, përndryshe, duke zgjedhur koeficientët në anën e majtë dhe të djathtë.
Mekanizmat për përbërjen e ekuacioneve kimike.
Çfarëdo lloji të cilit i përket një reaksion kimik, regjistrimi i tij (ekuacioni kimik) duhet të korrespondojë me kushtin që numri i atomeve para dhe pas reaksionit të jetë i barabartë.
Ka ekuacione (17) që nuk kërkojnë barazim, d.m.th. vendosja e koeficientëve. Por në shumicën e rasteve, si në shembujt (3), (7), (15), është e nevojshme të ndërmerren veprime që synojnë barazimin e anës së majtë dhe të djathtë të ekuacionit. Cilat parime duhet të ndiqen në raste të tilla? A ka ndonjë sistem për zgjedhjen e koeficienteve? Ekziston, dhe jo vetëm një. Këto sisteme përfshijnë:
1). Zgjedhja e koeficientëve sipas formulave të dhëna.
2). Përmbledhja sipas valencave të substancave reaguese.
3). Kompilimi sipas gjendjeve të oksidimit të substancave reaguese.
Në rastin e parë, supozohet se ne i dimë formulat e substancave reaguese si para ashtu edhe pas reaksionit. Për shembull, dhënë ekuacioni i mëposhtëm:
N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)
Në përgjithësi pranohet se derisa të vendoset barazia midis atomeve të elementeve para dhe pas reaksionit, shenja e barazimit (=) nuk vendoset në ekuacion, por zëvendësohet me një shigjetë (→). Tani le të zbresim në rregullimin aktual. Në anën e majtë të ekuacionit ka 2 atome të azotit (N 2) dhe dy atome oksigjen (O 2), dhe në anën e djathtë dy atome të azotit (N 2) dhe tre atome oksigjen (O 3). Nuk ka nevojë të barazohet për sa i përket numrit të atomeve të azotit, por për sa i përket oksigjenit është e nevojshme të arrihet barazia, pasi para reaksionit ishin përfshirë dy atome, dhe pas reagimit tre atome. Le të bëjmë diagramin e mëposhtëm:
para reagimit pas reagimit
O 2 O 3
Le të përcaktojmë shumëfishin më të vogël midis numrave të dhënë të atomeve, do të jetë "6".
O 2 O 3
\ 6 /
Le ta ndajmë këtë numër në anën e majtë të ekuacionit të oksigjenit me "2". Marrim numrin "3" dhe e vendosim në ekuacionin që duhet zgjidhur:
N 2 + 3O 2 → N 2 O 3
Ne gjithashtu ndajmë numrin "6" për anën e djathtë të ekuacionit me "3". Marrim numrin "2" dhe gjithashtu e vendosim në ekuacionin që duhet zgjidhur:
N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
Numri i atomeve të oksigjenit në të dyja anët e majta dhe të djathta të ekuacionit u bënë të barabartë, përkatësisht, 6 atome secili:
Por numri i atomeve të azotit në të dy anët e ekuacionit nuk do të korrespondojë me njëri-tjetrin:
E majta ka dy atome, e djathta ka katër atome. Prandaj, për të arritur barazinë, është e nevojshme të dyfishohet sasia e azotit në anën e majtë të ekuacionit, duke vendosur koeficientin në "2":
Kështu, vërehet barazia në azot dhe, në përgjithësi, ekuacioni merr formën:
2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3
Tani në ekuacion mund të vendosni një shenjë të barabartë në vend të një shigjete:
2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)
Le të japim një shembull tjetër. Është dhënë ekuacioni i mëposhtëm i reagimit:
P + Cl 2 → PCl 5
Në anën e majtë të ekuacionit ka 1 atom fosfori (P) dhe dy atome klori (Cl 2), dhe në anën e djathtë ka një atom fosfori (P) dhe pesë atome oksigjen (Cl 5). Nuk ka nevojë ta barazojmë atë për sa i përket numrit të atomeve të fosforit, por për sa i përket klorit është e nevojshme të arrihet barazi, pasi para reaksionit ishin përfshirë dy atome, dhe pas reagimit ishin pesë atome. Le të bëjmë diagramin e mëposhtëm:
para reagimit pas reagimit
Cl 2 Cl 5
Le të përcaktojmë shumëfishin më të vogël midis numrave të dhënë të atomeve, do të jetë "10".
Cl 2 Cl 5
\ 10 /
Pjesëtoni këtë numër në anën e majtë të ekuacionit të klorit me "2". Le të marrim numrin "5" dhe ta vendosim në ekuacionin që do të zgjidhet:
P + 5Cl 2 → PCl 5
Ne gjithashtu pjesëtojmë numrin "10" për anën e djathtë të ekuacionit me "5". Marrim numrin "2" dhe gjithashtu e vendosim në ekuacionin që duhet zgjidhur:
P + 5Cl 2 → 2РCl 5
Numrat e atomeve të klorit në të dy anët e majta dhe të djathta të ekuacionit u bënë të barabartë, përkatësisht, 10 atome secili:
Por numri i atomeve të fosforit në të dy anët e ekuacionit nuk do të korrespondojë me njëri-tjetrin:
Prandaj, për të arritur barazinë, është e nevojshme të dyfishohet sasia e fosforit në anën e majtë të ekuacionit duke vendosur koeficientin "2":
Kështu, vërehet barazia në fosfor dhe, në përgjithësi, ekuacioni merr formën:
2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
Gjatë hartimit të ekuacioneve sipas valencave duhet dhënë përcaktimi i valencës dhe vendosni vlera për elementët më të famshëm. Valenca është një nga konceptet e përdorura më parë, aktualisht në një numër të programet shkollore nuk përdoret. Por me ndihmën e tij është më e lehtë të shpjegohen parimet e hartimit të ekuacioneve të reaksioneve kimike. Valenca kuptohet si numri lidhjet kimike, cilin një ose një atom tjetër mund të formojë me një tjetër, ose me atome të tjera . Valenca nuk ka një shenjë (+ ose -) dhe tregohet me numra romakë, zakonisht mbi simbolet e elementeve kimike, për shembull:
Nga vijnë këto vlera? Si t'i përdorim ato gjatë shkrimit të ekuacioneve kimike? Vlerat numerike valencat e elementeve përkojnë me numrin e grupit të tyre Tabela periodike elementet kimike nga D.I Mendeleev (Tabela 1).
Për elementë të tjerë vlerat e valencës mund të kenë vlera të tjera, por asnjëherë më të mëdha se numri i grupit në të cilin ndodhen. Për më tepër, për numrat çift (IV dhe VI), merren vetëm valencat e elementeve edhe vlerat, dhe për tek ato mund të kenë vlera çift dhe tek (Tabela 2).
Natyrisht, ka përjashtime nga vlerat e valencës për disa elementë, por në çdo rast specifik këto pika zakonisht specifikohen. Tani le të shqyrtojmë parim i përgjithshëm përpilimi i ekuacioneve kimike në bazë të valencave të dhëna për elementë të caktuar. Më shpesh këtë metodë e pranueshme në rastin e hartimit të ekuacioneve të reaksioneve kimike të komponimeve të substancave të thjeshta, për shembull, kur ndërveprojnë me oksigjen ( reaksionet e oksidimit). Le të themi se duhet të shfaqni një reaksion oksidimi alumini. Por le të kujtojmë se metalet përcaktohen nga atome të vetme (Al) dhe jometale të vendosura në të gjendje e gaztë– me indekse “2” - (O 2). Së pari, le të shkruajmë skemën e përgjithshme të reagimit:
Al + О 2 →AlО
Në këtë fazë ende nuk dihet se cila drejtshkrimi i saktë duhet të jetë oksid alumini. Dhe pikërisht në këtë fazë do të na vijë në ndihmë njohja e valencave të elementeve. Për aluminin dhe oksigjenin, le t'i vendosim mbi formulën e pritur të këtij oksidi:
III II
Al O
Pas kësaj, "cross"-on-"cross" për këto simbole të elementeve, ne do të vendosim indekset përkatëse në fund:
III II
Al 2 O 3
Përbërja e një përbërjeje kimike Al 2 O 3 përcaktuar. Diagrami i mëtejshëm i ekuacionit të reaksionit do të marrë formën:
Al+ O 2 →Al 2 O 3
Mbetet vetëm të barazojmë pjesën e majtë dhe të djathtë të saj. Le të vazhdojmë në të njëjtën mënyrë si në rastin e kompozimit të ekuacionit (19). Le të barazojmë numrin e atomeve të oksigjenit duke gjetur shumëfishin më të vogël:
para reagimit pas reagimit
O 2 O 3
\ 6 /
Le ta ndajmë këtë numër në anën e majtë të ekuacionit të oksigjenit me "2". Le të marrim numrin "3" dhe ta vendosim në ekuacionin që do të zgjidhet. Ne gjithashtu ndajmë numrin "6" për anën e djathtë të ekuacionit me "3". Marrim numrin "2" dhe gjithashtu e vendosim në ekuacionin që duhet zgjidhur:
Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Për të arritur barazinë në alumin, është e nevojshme të rregulloni sasinë e tij në anën e majtë të ekuacionit duke vendosur koeficientin në "4":
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Kështu, vërehet barazia për aluminin dhe oksigjenin dhe, në përgjithësi, ekuacioni do të marrë formën e tij përfundimtare:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)
Duke përdorur metodën e valencës, mund të parashikoni se çfarë substance formohet gjatë një reaksioni kimik dhe si do të duket formula e tij. Le të supozojmë se komponimi ka reaguar me azotin dhe hidrogjenin me valencat përkatëse III dhe I. Le të shkruajmë skemën e përgjithshme të reaksionit:
N 2 + N 2 → NH
Për azotin dhe hidrogjenin, le t'i vendosim valencat mbi formulën e pritur të këtij përbërësi:
Si më parë, "cross"-on-"cross" për këto simbole të elementeve, le të vendosim indekset përkatëse më poshtë:
III I
NH 3
Diagrami i mëtejshëm i ekuacionit të reaksionit do të marrë formën:
N 2 + N 2 → NH 3
Tashmë duke telefonuar në një mënyrë të njohur, përmes shumëfishit më të vogël për hidrogjen të barabartë me "6", marrim koeficientët e kërkuar dhe ekuacionin në tërësi:
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 (23)
Gjatë hartimit të ekuacioneve sipas gjendjet e oksidimit reaktantët, është e nevojshme të kujtojmë se gjendja e oksidimit të një elementi të veçantë është numri i elektroneve të pranuara ose të dhëna gjatë një reaksioni kimik. Gjendja e oksidimit në komponime Në thelb, numerikisht përkon me vlerat e valencës së elementit. Por ato ndryshojnë në shenjë. Për shembull, për hidrogjenin, valenca është I, dhe gjendja e oksidimit është (+1) ose (-1). Për oksigjenin, valenca është II, dhe gjendja e oksidimit është -2. Për azotin, valencat janë I, II, III, IV, V dhe gjendjet e oksidimit janë (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , etj. Gjendjet e oksidimit të elementeve që përdoren më shpesh në ekuacione janë dhënë në tabelën 3.
Në rastin e reaksioneve të përbërjes, parimi i përpilimit të ekuacioneve sipas gjendjeve të oksidimit është i njëjtë me atë të përpilimit sipas valencave. Për shembull, le të japim ekuacionin për oksidimin e klorit me oksigjen, në të cilin klori formon një përbërje me gjendje oksidimi +7. Le të shkruajmë ekuacionin e pritur:
Cl 2 + O 2 → ClO
Le të vendosim gjendjet e oksidimit të atomeve përkatëse mbi përbërjen e propozuar ClO:
Si në rastet e mëparshme, ne konstatojmë se kërkohet formula e përbërjes do të marrë formën:
7 -2
Cl 2 O 7
Ekuacioni i reagimit do të marrë formën e mëposhtme:
Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7
Duke barazuar për oksigjenin, duke gjetur shumëfishin më të vogël midis dy dhe shtatë, të barabartë me "14", ne përfundimisht vendosim barazinë:
2Cl 2 + 7O 2 = 2Cl 2 O 7 (24)
Një metodë paksa e ndryshme duhet të përdoret me gjendjet e oksidimit gjatë përbërjes së reaksioneve të shkëmbimit, neutralizimit dhe zëvendësimit. Në disa raste, është e vështirë të zbulohet: cilat komponime formohen gjatë bashkëveprimit të substancave komplekse?
Si të zbuloni: çfarë do të ndodhë në procesin e reagimit?
Në të vërtetë, si e dini se cilat produkte reagimi mund të lindin gjatë një reaksioni të caktuar? Për shembull, çfarë formohet kur reagojnë nitrati i bariumit dhe sulfati i kaliumit?
Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?
Ndoshta BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Apo Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Apo diçka tjetër? Natyrisht, gjatë këtij reaksioni formohen komponimet e mëposhtme: BaSO 4 dhe KNO 3. Nga dihet kjo? Dhe si të shkruani saktë formulat e substancave? Le të fillojmë me atë që neglizhohet më shpesh: vetë koncepti i "reagimit të shkëmbimit". Kjo do të thotë se në këto reaksione substancat ndryshojnë pjesët e tyre përbërëse me njëra-tjetrën. Meqenëse reaksionet e shkëmbimit kryhen kryesisht ndërmjet bazave, acideve ose kripërave, pjesët me të cilat do të shkëmbehen janë kationet metalike (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), jonet H + ose OH -, anionet - mbetje acide, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). NË pamje e përgjithshme Reagimi i shkëmbimit mund të jepet në shënimin e mëposhtëm:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
Ku Kt1 dhe Kt2 janë katione metalike (1) dhe (2), dhe An1 dhe An2 janë anionet e tyre përkatëse (1) dhe (2). Në këtë rast, është e nevojshme të merret parasysh se në përbërjet para dhe pas reaksionit, kationet janë instaluar gjithmonë në vendin e parë, dhe anionet janë në vendin e dytë. Prandaj, nëse ndodh reaksioni klorur kaliumi Dhe nitrat argjendi, te dyja ne gjendje te tretur
KCl + AgNO 3 →
atëherë në procesin e tij formohen substancat KNO 3 dhe AgCl dhe ekuacioni përkatës do të marrë formën:
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl (26)
Gjatë reaksioneve të neutralizimit, protonet nga acidet (H +) do të kombinohen me anionet hidroksil (OH -) për të formuar ujë (H2O):
HCl + KOH = KCl + H 2 O (27)
Gjendjet e oksidimit të kationeve metalike dhe ngarkesat e anioneve të mbetjeve acidike tregohen në tabelën e tretshmërisë së substancave (acidet, kripërat dhe bazat në ujë). Vija horizontale tregon kationet metalike, dhe vija vertikale tregon anionet e mbetjeve të acidit.
Bazuar në këtë, kur hartoni një ekuacion për një reaksion shkëmbimi, fillimisht është e nevojshme të përcaktohen në anën e majtë gjendjet e oksidimit të grimcave që marrin në këtë proces kimik. Për shembull, duhet të shkruani një ekuacion për ndërveprimin midis klorurit të kalciumit dhe karbonatit të natriumit, le të krijojmë diagramin fillestar të këtij reagimi.
CaCl + NaCO 3 →
Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →
Pasi kemi kryer veprimin tashmë të njohur "kryq"-në-"kryq", ne përcaktojmë formulat reale të substancave fillestare:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
Bazuar në parimin e shkëmbimit të kationeve dhe anioneve (25), ne do të vendosim formula paraprake për substancat e formuara gjatë reaksionit:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
Le të vendosim ngarkesat përkatëse mbi kationet dhe anionet e tyre:
Ca 2 + CO 3 2- + Na + Cl -
Formulat e substancave shkruar saktë, në përputhje me ngarkesat e kationeve dhe anioneve. Le të kompozojmë ekuacion i plotë, duke barazuar pjesën e majtë dhe të djathtë për natriumin dhe klorin:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2 NaCl (28)
Si shembull tjetër, këtu është ekuacioni për reaksionin e neutralizimit midis hidroksidit të bariumit dhe acidit fosforik:
VaON + NPO 4 →
Le të vendosim ngarkesat përkatëse mbi kationet dhe anionet:
Ba 2+ OH - + H + PO 4 3- →
Le të përcaktojmë formulat reale të substancave fillestare:
Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 →
Bazuar në parimin e shkëmbimit të kationeve dhe anioneve (25), ne do të vendosim formula paraprake për substancat e formuara gjatë reaksionit, duke marrë parasysh që gjatë një reaksioni shkëmbimi një nga substancat duhet të jetë domosdoshmërisht uji:
Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 2 + PO 4 3- + H 2 O
Le të përcaktojmë shënimin e saktë për formulën e kripës së formuar gjatë reaksionit:
Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Le të barazojmë anën e majtë të ekuacionit për bariumin:
3Ba (OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Meqenëse në anën e djathtë të ekuacionit, mbetja e acidit ortofosforik merret dy herë, (PO 4) 2, atëherë në të majtë është gjithashtu e nevojshme të dyfishohet sasia e tij:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O
Mbetet të përputhet me numrin e atomeve të hidrogjenit dhe oksigjenit në anën e djathtë të ujit. Që në të majtë sasinë totale atomet e hidrogjenit janë 12, atëherë në të djathtë duhet të korrespondojnë gjithashtu me dymbëdhjetë, prandaj para formulës së ujit është e nevojshme caktoni koeficientin"6" (pasi molekula e ujit tashmë ka 2 atome hidrogjeni). Për oksigjenin vërehet edhe barazia: në të majtë është 14 dhe në të djathtë është 14. Pra, ekuacioni ka formën e saktë hyrjet:
3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)
Mundësia e reaksioneve kimike
Bota përbëhet nga një larmi e madhe substancash. Numri i varianteve të reaksioneve kimike ndërmjet tyre është gjithashtu i pallogaritshëm. Por a mundemi ne, pasi kemi shkruar këtë apo atë ekuacion në letër, të themi se një reaksion kimik do t'i korrespondojë atij? Ekziston një ide e gabuar se nëse është e saktë vendos shanset në ekuacion, atëherë do të jetë e realizueshme në praktikë. Për shembull, nëse marrim tretësirë e acidit sulfurik dhe vendoseni në të zinku, atëherë mund të vëzhgoni procesin e evolucionit të hidrogjenit:
Zn+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)
Por nëse bakri hidhet në të njëjtën zgjidhje, atëherë procesi i evolucionit të gazit nuk do të vëzhgohet. Reagimi nuk është i realizueshëm.
Cu+ H 2 SO 4 ≠
Nëse merret acid sulfurik i koncentruar, ai do të reagojë me bakër:
Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
Në reagimin (23) ndërmjet gazeve të azotit dhe hidrogjenit, ne vëzhgojmë ekuilibri termodinamik, ato. sa molekula amoniaku NH 3 formohet për njësi të kohës, e njëjta sasi e tyre do të dekompozohet përsëri në azot dhe hidrogjen. Zhvendosja e ekuilibrit kimik mund të arrihet duke rritur presionin dhe duke ulur temperaturën
N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Nëse merrni tretësirë e hidroksidit të kaliumit dhe derdhe mbi të tretësirë e sulfatit të natriumit, atëherë nuk do të vërehen ndryshime, reagimi nuk do të jetë i realizueshëm:
KOH + Na 2 SO 4 ≠
Zgjidhja e klorurit të natriumit kur reagon me bromin, nuk do të formojë brom, pavarësisht nga fakti se ky reagim mund të klasifikohet si një reaksion zëvendësimi:
NaCl + Br 2 ≠
Cilat janë arsyet e mospërputhjeve të tilla? Fakti është se rezulton se nuk mjafton vetëm të përcaktohet saktë formulat e përbërjes, duhet të dini specifikat e bashkëveprimit të metaleve me acidet, të përdorni me mjeshtëri tabelën e tretshmërisë së substancave, të njihni rregullat e zëvendësimit në serinë e aktivitetit të metaleve dhe halogjeneve. Ky artikull përshkruan vetëm parimet më themelore se si caktoni koeficientët në ekuacionet e reaksionit, Si shkruani ekuacionet molekulare , Si përcaktoni përbërjen e një përbërjeje kimike.
Kimia, si shkencë, është jashtëzakonisht e larmishme dhe e shumëanshme. Artikulli i mësipërm pasqyron vetëm një pjesë të vogël të proceseve që ndodhin në botën reale. Llojet nuk merren parasysh ekuacionet termokimike, elektrolizë, proceset sinteza organike dhe shumë, shumë më tepër. Por më shumë për këtë në artikujt e ardhshëm.
blog.site, kur kopjoni materialin plotësisht ose pjesërisht, kërkohet një lidhje me burimin origjinal.
PËRKUFIZIM
Reaksion kimik quhen transformime të substancave në të cilat ndodh një ndryshim në përbërjen dhe (ose) strukturën e tyre.
Më shpesh, reaksionet kimike kuptohen si procesi i shndërrimit të substancave fillestare (reagentëve) në substanca (produkte) përfundimtare.
Reaksionet kimike shkruhen duke përdorur ekuacione kimike që përmbajnë formulat e substancave fillestare dhe produkteve të reaksionit. Sipas ligjit të ruajtjes së masës, numri i atomeve të secilit element në anën e majtë dhe të djathtë të një ekuacioni kimik është i njëjtë. Në mënyrë tipike, formulat e substancave fillestare shkruhen në anën e majtë të ekuacionit, dhe formulat e produkteve në të djathtë. Barazia e numrit të atomeve të secilit element në anën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit arrihet duke vendosur koeficientët stekiometrikë me numra të plotë përpara formulave të substancave.
Ekuacionet kimike mund të përmbajnë informacione shtesë për karakteristikat e reaksionit: temperatura, presioni, rrezatimi etj., i cili tregohet me simbolin përkatës mbi (ose "poshtë") shenjën e barazimit.
Të gjitha reaksionet kimike mund të grupohen në disa klasa, të cilat kanë karakteristika të caktuara.
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas numrit dhe përbërjes së substancave fillestare dhe rezultuese
Sipas këtij klasifikimi, reaksionet kimike ndahen në reaksione të kombinimit, zbërthimit, zëvendësimit dhe shkëmbimit.
Si rezultat reaksionet e përbëra nga dy ose më shumë substanca (të ndërlikuara ose të thjeshta) formohet një substancë e re. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion të tillë kimik do të duket si ky:
Për shembull:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
2Mg + O 2 = 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
Reaksionet e komponimit janë në shumicën e rasteve ekzotermike, d.m.th. vazhdoni me lëshimin e nxehtësisë. Nëse në reaksion përfshihen substanca të thjeshta, atëherë reaksione të tilla janë më së shpeshti reaksionet redoks (ORR), d.m.th. ndodhin me ndryshime në gjendjet e oksidimit të elementeve. Është e pamundur të thuhet pa mëdyshje nëse reagimi i një përbërjeje midis substancave komplekse do të klasifikohet si ORR.
Reaksionet që rezultojnë në formimin e disa substancave të tjera të reja (komplekse ose të thjeshta) nga një substancë komplekse klasifikohen si reaksionet e dekompozimit. Në përgjithësi, ekuacioni për reaksionin kimik të dekompozimit do të duket si ky:
Për shembull:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
Shumica e reaksioneve të dekompozimit ndodhin kur nxehen (1,4,5). Dekompozimi i mundshëm për shkak të ekspozimit rrymë elektrike(2). Zbërthimi i hidrateve kristalore, acideve, bazave dhe kripërave të acideve që përmbajnë oksigjen (1, 3, 4, 5, 7) ndodh pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve, d.m.th. këto reaksione nuk janë të lidhura me ODD. Reaksionet e dekompozimit ORR përfshijnë dekompozimin e oksideve, acideve dhe kripërave, të formuara nga elementë V gradat më të larta oksidimi (6).
Reaksionet e dekompozimit ndodhin gjithashtu në kimi organike, por me emra të tjerë - plasaritje (8), dehidrogjenim (9):
C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)
Në reaksionet e zëvendësimit një substancë e thjeshtë ndërvepron me një substancë komplekse, duke formuar një substancë të re të thjeshtë dhe një të re komplekse. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion zëvendësimi kimik do të duket si ky:
Për shembull:
2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)
2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)
Shumica e reaksioneve të zëvendësimit janë redoks (1 – 4, 7). Shembujt e reaksioneve të dekompozimit në të cilat nuk ndodh asnjë ndryshim në gjendjet e oksidimit janë të paktë (5, 6).
Reagimet e shkëmbimit janë reaksione që ndodhin ndërmjet substancave komplekse në të cilat ato shkëmbejnë pjesët e tyre përbërëse. Zakonisht ky term përdoret për reaksionet që përfshijnë jone në tretësirën ujore. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion shkëmbimi kimik do të duket si ky:
AB + CD = AD + CB
Për shembull:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
Reaksionet e shkëmbimit nuk janë redoks. Rast special këto reaksione shkëmbimi janë reaksione neutralizimi (reaksione ndërmjet acideve dhe alkaleve) (2). Reaksionet e shkëmbimit vazhdojnë në drejtimin ku të paktën një nga substancat hiqet nga sfera e reaksionit në formë substancë e gaztë(3), sediment (4, 5) ose një përbërje që shpërndahet dobët, më shpesh ujë (1, 2).
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas ndryshimeve në gjendjet e oksidimit
Në varësi të ndryshimit të gjendjeve të oksidimit të elementeve që përbëjnë reagentët dhe produktet e reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen në reaksione redoks (1, 2) dhe ato që ndodhin pa ndryshuar gjendjen e oksidimit (3, 4).
2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)
Mg 0 – 2e = Mg 2+ (agjent reduktues)
C 4+ + 4e = C 0 (agjent oksidues)
FeS 2 + 8HNO 3 (konc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e = Fe 3+ (agjent reduktues)
N 5+ +3e = N 2+ (agjent oksidues)
AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas efektit termik
Në varësi të faktit nëse nxehtësia (energjia) lëshohet ose absorbohet gjatë reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen në mënyrë konvencionale në ekzotermike (1, 2) dhe endotermike (3), përkatësisht. Sasia e nxehtësisë (energjisë) e çliruar ose e absorbuar gjatë një reaksioni quhet efekt termik i reaksionit. Nëse ekuacioni tregon sasinë e nxehtësisë së çliruar ose të absorbuar, atëherë ekuacione të tilla quhen termokimike.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 kJ (1)
2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)
N 2 + O 2 = 2NO - 90,4 kJ (3)
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas drejtimit të reaksionit
Bazuar në drejtimin e reaksionit, bëhet dallimi ndërmjet të kthyeshëm (proceset kimike, produktet e të cilave janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin në të njëjtat kushte në të cilat janë marrë për të formuar substancat fillestare) dhe të pakthyeshme (procese kimike, produktet e të cilave nuk janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin për të formuar substancat fillestare).
Për reaksione të kthyeshme Ekuacioni në formë të përgjithshme zakonisht shkruhet si më poshtë:
A + B ↔ AB
Për shembull:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Shembuj reaksione të pakthyeshme Reagimet e mëposhtme mund të shërbejnë:
2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Dëshmi e pakthyeshmërisë së një reaksioni mund të jetë lëshimi i një lënde të gaztë, një precipitati ose një përbërësi që shpërndahet dobët, më shpesh uji, si produkte reaksioni.
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas pranisë së një katalizatori
Nga ky këndvështrim dallohen reaksionet katalitike dhe jokatalitike.
Një katalizator është një substancë që përshpejton përparimin e një reaksioni kimik. Reaksionet që ndodhin me pjesëmarrjen e katalizatorëve quhen katalitike. Disa reagime nuk mund të ndodhin fare pa praninë e një katalizatori:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (katalizator MnO 2)
Shpesh një nga produktet e reaksionit shërben si një katalizator që përshpejton këtë reagim (reaksionet autokatalitike):
MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, ku Me është një metal.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
SHEMBULL 1
Shpesh mund të dëgjoni nga njerëz me pamje të mirë për rreziqet shëndetësore të një produkti ose produkti. Për më tepër, argumenti kryesor në favor të një deklarate të tillë do të jetë fraza: "Kjo është kimi!" Sidoqoftë, këtë mund ta thonë vetëm ata që kanë lënë qartë orët e kësaj lënde në shkollë. Fakti është se njeriu, dhe në të vërtetë çdo organizmi biologjik, në vetvete përbëhet nga shumë organike dhe substancave inorganike. Në të njëjtën kohë, ato ndihmojnë në ruajtjen e qëndrueshmërisë së tij procese të ndryshme, që ndodhin vazhdimisht brenda tij. Një nga më kryesorët është reaksioni i dekompozimit kimik. Le të mësojmë më shumë për të dhe veçoritë e shfaqjes së tij me substanca organike dhe inorganike.
Çfarë lloj procesi quhet reaksion kimik?
Para së gjithash, ia vlen të dihet kuptimi i konceptit të "reaksionit kimik". Kjo frazë nënkupton transformimin e një ose më shumë substancave fillestare (të quajtura reagentë) në të tjera. Në procesin e një metamorfoze të tillë, bërthamat e atomeve të komponimeve ndërvepruese nuk janë subjekt i ndryshimit, por ndodh një rishpërndarje e elektroneve. Kështu, pas transformimit, në dalje formohen komponime të reja atomike.
Reaksionet kimike kanë një ndryshim cilësor nga ato fizike dhe bërthamore.
- Si rezultat i të parës, reagentët fillestarë nuk e ndryshojnë kurrë përbërjen e tyre, megjithëse janë në gjendje të formojnë përzierje ose të lëvizin nga një. gjendja e grumbullimit tek një tjetër. Në të kundërt, proceset kimike shoqërohen me formimin e përbërjeve të reja me veti krejtësisht të ndryshme.
- Rezultati i kësaj të fundit janë ndryshimet në përbërjen izotopike dhe numrin e atomeve. Kështu, në daljen e disa elementeve, formohen të tjerët. Sidoqoftë, metamorfoza të tilla të thella nuk janë tipike. Meqenëse ndryshimet që ndodhin për shkak të tyre nuk ndikojnë strukturën e brendshme atomet.
Kushtet për reaksione kimike
Në shumë raste, për përfundimin me sukses të proceseve të këtij lloji, është thjesht e nevojshme kontakt fizik reagentë me njëri-tjetrin ose përzierjen e tyre. Por shpesh, që një reaksion kimik të fillojë, ai ka nevojë për katalizatorë. Ky rol mund të luhet nga substanca të ndryshme dhe kushte të caktuara të jashtme.
- Ndikimi i temperaturës. Për të filluar proceset kimike individuale, është e nevojshme të ngrohni reagentët. Për shembull, për të filluar reaksionin e dekompozimit të karbonatit të kalciumit, temperatura e këtij përbërësi duhet të rritet në 900-1200 °C.
- Valët elektromagnetike. Mënyra më efektive për të stimuluar rrjedhën e çdo procesi është ekspozimi i reagentëve ndaj valëve të dritës. Reaksione të tilla quhen "fotokimike". Shembull klasik Një reagim i tillë është fotosinteza.
- Rrezatimi jonizues.
- Ekspozimi ndaj rrymës elektrike.
- Lloje të ndryshme të ndikimit mekanik në substancat reaguese.
Cilat lloje të reaksioneve kimike ekzistojnë
Klasifikimi i proceseve të tilla bëhet kryesisht sipas gjashtë kritereve.
- Bazuar në praninë e një kufiri të ndarjes së fazës: reaksione homo-/heterogjene.
- Nga çlirimi/thithja e nxehtësisë: proceset ekzotermike dhe endotermike.
- Nga prania/mungesa e katalizatorëve: reaksionet katalitike dhe jo katalitike.
- Në drejtimin e rrjedhjes: i kthyeshëm dhe Në varësi të kësaj kategorie përcaktohet lloji i shenjës ndërmjet anës së majtë dhe të djathtë të ekuacionit kimik. Nëse janë të pakthyeshme, këto janë dy shigjeta të drejtuara brenda anët e kundërta, me kthyeshëm - vetëm një, të drejtuar nga e majta në të djathtë.
- Nga ndryshimi i gjendjes së oksidimit. Sipas këtij parimi, dallohet një reaksion oksido-reduktues.
- Zbërthimi (ndarja), kombinimi, zëvendësimi dhe shkëmbimi janë lloje të proceseve kimike të ngjashme me metamorfozën e reagentëve.
(çarje): çfarë është
Ky term i referohet procesit me të cilin një gjë ndahet në dy ose më shumë të thjeshta. Në shumicën e rasteve, katalizatori për këtë është temperaturë të lartë. Për këtë arsye, ky proces quhet edhe reagim zbërthimi termik.
Një shembull është një nga metodat klasike marrjen oksigjen të pastër(O 2) në industri. Kjo ndodh si rezultat i ngrohjes së KMnO 4 (i njohur më mirë për të gjithë si emër i përbashkët"permanganat kaliumi")
Si rezultat i ndarjes, formohet jo vetëm oksigjeni, por edhe manganati i kaliumit (K 2 MnO 4), si dhe dioksidi i manganit (MnO 2).
Ekuacioni i reaksionit të zbërthimit
Çdo ekuacion kimik përbëhet nga dy pjesë: majtas dhe djathtas. Në të parën prej tyre shkruhen përbërjet reaguese, dhe në të dytën - produktet e reaksionit. Një shigjetë që tregon në të djathtë zakonisht vendoset midis tyre. Ndonjëherë është dypalëshe, nëse po flasim për rreth proces i kthyeshëm. NË në disa raste mund të zëvendësohet me një shenjë të barabartë (=).
Procesi në shqyrtim, si llojet e tjera të proceseve kimike, ka formulën e vet. Skematikisht, ekuacioni i reaksionit të zbërthimit duket kështu: AB (t) → A+B.
Vlen të kujtohet se shumica dërrmuese e proceseve të tilla ndodhin nën ndikimin e nxehtësisë. Për të komunikuar këtë, ose një t ose një trekëndësh vendoset shpesh sipër ose pranë shigjetës. Megjithatë, ndonjëherë në vend të nxehtësisë, substanca të ndryshme dhe rrezatimi veprojnë si katalizator.
Në formulën e diskutuar më sipër, AB është fillestari lidhje komplekse, A, B janë substanca të reja të formuara si rezultat i një reaksioni dekompozimi.
Shembujt praktikë të një procesi të tillë janë shumë të zakonshëm. Mund të ilustrohet këtë formulë, duke përdorur ekuacionin e procesit të përshkruar në paragrafin e mëparshëm: 2KMnO 4 (t) → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
Llojet e reaksioneve të zbërthimit
Në varësi të llojit të katalizatorit (që ndihmon në zbërthimin e një substance komplekse në më të thjeshta), dallohen disa lloje të dekompozimit.
Ndarja e H2O
Pasi të keni kuptuar teorinë në lidhje me reaksionin e dekompozimit, ia vlen të merren parasysh shembuj të zbatimit praktik të tij. Meqenëse H 2 O sot është një nga substancat më të arritshme për kryerje eksperimentet kimike, ia vlen të fillohet me të.
Ky reaksion i dekompozimit të ujit quhet edhe elektrolizë dhe duket kështu: 2H 2 O (rryma elektrike) → 2H 2 + O 2.
Deshifruar ekuacioni i dhënë Pra: nën ndikimin e rrymës elektrike në molekulat e ujit, ato ndahen dhe formojnë dy gaze - oksigjen dhe hidrogjen.
Vlen të përmendet se kjo metodë përdoret në mënyrë aktive në nëndetëset për të marrë oksigjen. NË bota moderne ai zëvendësoi një mënyrë më të shtrenjtë për të marrë këtë vital substancë e rëndësishme nga peroksidi i natriumit (Na 2 O 2), nëpërmjet ndërveprimit të tij me dioksidin e karbonit: Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + O 2.
Në të ardhmen, reagimi i dekompozimit të ujit mund të ketë rëndësi të madhe për të ardhmen e planetit. Sepse në këtë mënyrë mund të prodhohet jo vetëm oksigjen, por edhe hidrogjen, i cili përdoret si lëndë djegëse raketash. Zhvillimet në këtë fushë kanë vazhduar për shumë vite, por problemi kryesor është nevoja për të reduktuar sasinë e energjisë së shpenzuar për ndarjen e molekulave të ujit.
Ndarja e H2O2
Ndër shembujt e tjerë të reaksioneve të dekompozimit, ia vlen t'i kushtohet vëmendje formimit të ujit dhe oksigjenit nga peroksidi i hidrogjenit (peroksidi).
Duket kështu: H 2 O 2 (t) → 2H 2 O + O 2.
Ky procesËshtë gjithashtu termike, pasi për ta ndezur është e nevojshme që lënda fillestare të nxehet në një temperaturë prej 150 °C.
Është për këtë arsye që peroksidi i hidrogjenit (që shumica e njerëzve e përdorin për të trajtuar plagët) nuk shndërrohet në ujë kur qëndron në dollapët e mjekësisë shtëpiake.
Sidoqoftë, vlen të kujtohet se reaksioni i dekompozimit të peroksidit të hidrogjenit mund të ndodhë edhe në temperaturën e zakonshme të dhomës nëse substanca bie në kontakt me komponime të tilla si soda kaustike (NaOH) ose dioksidi i manganit (MnO 2). Platini (Pt) dhe bakri (Cu) gjithashtu mund të veprojnë si katalizatorë.
Reaksioni termik i zbërthimit të CaCO3
Edhe një shembull interesant mund të shërbejë si zbërthim i karbonatit të kalciumit. Ky proces mund të shkruhet duke përdorur ekuacionin e mëposhtëm: CaCO 3 (t) → CaO + CO 2.
Produkti i këtij reaksioni do të jetë (oksidi i kalciumit) dhe dioksidi i karbonit.
Procesi i paraqitur më sipër përdoret në mënyrë aktive në industri për të marrë dioksid karboni. Reaksione të tilla kryhen në miniera të specializuara, pasi shpërbërja e karbonatit të kalciumit ndodh vetëm në temperatura mbi 900 °C.
Udhëzimet
Shqyrtoni një shembull të formimit të një përbërjeje pak të tretshme.
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
Ose një version jonik:
2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-
Gjatë zgjidhjes së ekuacioneve jonike, duhet të respektohen rregullat e mëposhtme:
Jonet identike nga të dyja pjesët janë të përjashtuara;
Duhet mbajtur mend se shuma ngarkesat elektrike në anën e majtë të ekuacionit duhet të jetë e barabartë me shumën e ngarkesave elektrike në anën e djathtë të ekuacionit.
Shkruani ekuacionet jonike ndërveprimet ndërmjet tretësirave ujore të substancave të mëposhtme: a) HCl dhe NaOH; b) AgNO3 dhe NaCl; c) K2CO3 dhe H2SO4; d) CH3COOH dhe NaOH.
Zgjidhje. Shkruani ekuacionet e bashkëveprimit të këtyre substancave në formë molekulare:
a) HCl + NaOH = NaCl + H2O
b) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3
c) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O
d) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
Vini re se ndërveprimi i këtyre substancave është i mundur, sepse rezultati është lidhja e joneve me formimin e substancës ose të dobët (H2O), ose pak të tretshme (AgCl), ose gazit (CO2).
Duke përjashtuar jonet identike nga ana e majtë dhe e djathtë e barazisë (në rastin e opsionit a) - jonet dhe, në rastin b) - jonet dhe -jonet e natriumit, në rastin c) - jonet e kaliumit dhe jonet sulfate), d) - Jonet e natriumit, ju merrni zgjidhjen e këtyre ekuacioneve jonike:
a) H+ + OH- = H2O
b) Ag+ + Cl- = AgCl
c) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O
d) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O
Shumë shpesh në të pavarur dhe testet Ka detyra që përfshijnë zgjidhjen e ekuacioneve të reagimit. Megjithatë, pa disa njohuri, aftësi dhe aftësi, madje edhe kimikatin më të thjeshtë ekuacionet mos shkruani.
Udhëzimet
Para së gjithash, ju duhet të studioni bazën organike dhe komponimet inorganike. Aktiv rast ekstrem Ju mund të keni një fletë të përshtatshme mashtrimi përpara jush që mund t'ju ndihmojë gjatë detyrës. Pas stërvitjes ata do të mbahen mend ende njohuritë e nevojshme dhe aftësitë.
Materiali bazë është mbulesa, si dhe metodat për marrjen e secilit përbërës. Zakonisht ato paraqiten në formë skemat e përgjithshme, për shembull: 1. + bazë = kripë + ujë
2. oksid acidi+ bazë = kripë + ujë
3. oksid bazë+ acid = kripë + ujë
4. metal + acid (i holluar) = kripë + hidrogjen
5. kripë e tretshme + kripë e tretshme = kripë e patretshme+ kripë e tretshme
6. kripë e tretshme + = bazë e pazgjidhshme+ kripë e tretshme
Duke pasur para syve një tabelë të tretshmërisë së kripërave, dhe, si dhe fletët e mashtrimit, mund të vendosni për to ekuacionet reagimet. Është e rëndësishme vetëm të kesh listën e plotë skema të tilla, si dhe informacione rreth formulave dhe emrave klasa të ndryshme komponimet organike dhe inorganike.
Pas përfundimit të vetë ekuacionit, është e nevojshme të kontrolloni saktësinë e drejtshkrimit të formulave kimike. Acidet, kripërat dhe bazat kontrollohen lehtësisht duke përdorur tabelën e tretshmërisë, e cila tregon ngarkesat e mbetjeve acidike dhe joneve metalike. Është e rëndësishme të mbani mend se çdo duhet të jetë përgjithësisht neutrale elektrike, domethënë sasia ngarkesa pozitive duhet të përputhet me numrin e atyre negative. Në këtë rast, është e nevojshme të merren parasysh indekset, të cilat shumëzohen me tarifat përkatëse.
Nëse kjo fazë është kaluar dhe ju jeni të sigurt në korrektësinë e drejtshkrimit ekuacionet kimike reagimet, atëherë tani mund të vendosni me siguri koeficientët. Ekuacioni kimik përfaqësohet me shënimin konvencional reagimet duke përdorur simbole kimike, indekse dhe koeficientë. Në këtë fazë të detyrës, duhet t'i përmbaheni rregullave: Koeficienti vendoset më parë formula kimike dhe i referohet të gjithë elementeve që përbëjnë një substancë.
Indeksi vendoset pas elementit kimik pak më poshtë dhe i referohet vetëm elementit kimik në të majtë të tij.
Nëse një grup (për shembull, një mbetje acidi ose grup hidroksil) është në kllapa, atëherë duhet të kuptoni se dy indekse ngjitur (para dhe pas kllapave) janë shumëzuar.
Kur numërohen atomet e një elementi kimik, koeficienti shumëzohet (nuk shtohet!) me indeksin.
Më pas, sasia e secilit element kimik llogaritet në mënyrë që numri i përgjithshëm i elementeve të përfshira në substancat fillestare të përputhet me numrin e atomeve të përfshira në përbërjet e formuara në produkte. reagimet. Duke analizuar dhe zbatuar rregullat e mësipërme, mund të mësoni të zgjidhni ekuacionet reaksionet e përfshira në zinxhirët e substancave.
