Lassen Sie uns darüber sprechen, wie man eine chemische Gleichung erstellt, denn sie sind die Hauptelemente dieser Disziplin. Dank eines tiefen Verständnisses aller Wechselwirkungsmuster und Substanzen können Sie diese beherrschen und in verschiedenen Tätigkeitsfeldern anwenden.

Theoretische Merkmale

Das Aufstellen chemischer Gleichungen ist ein wichtiger und verantwortungsvoller Schritt, der in der achten Klasse der weiterführenden Schulen behandelt wird. Was sollte dieser Phase vorausgehen? Bevor der Lehrer seinen Schülern erklärt, wie man eine chemische Gleichung aufstellt, ist es wichtig, den Schülern den Begriff „Valenz“ näher zu bringen und ihnen beizubringen, diesen Wert für Metalle und Nichtmetalle anhand des Periodensystems der Elemente zu bestimmen.

Zusammenstellung binärer Formeln nach Wertigkeit

Um zu verstehen, wie man eine chemische Gleichung anhand der Wertigkeit erstellt, müssen Sie zunächst lernen, wie man mithilfe der Wertigkeit Formeln für Verbindungen erstellt, die aus zwei Elementen bestehen. Wir schlagen einen Algorithmus vor, der bei der Bewältigung der Aufgabe hilft. Beispielsweise müssen Sie eine Formel für Natriumoxid erstellen.

Zunächst ist zu berücksichtigen, dass das im Namen zuletzt genannte chemische Element in der Formel an erster Stelle stehen sollte. In unserem Fall wird Natrium an erster Stelle in der Formel geschrieben, Sauerstoff an zweiter Stelle. Erinnern wir uns daran, dass Oxide binäre Verbindungen sind, bei denen das letzte (zweite) Element Sauerstoff mit der Oxidationsstufe -2 (Wertigkeit 2) sein muss. Als nächstes muss anhand des Periodensystems die Wertigkeit jedes der beiden Elemente bestimmt werden. Dazu nutzen wir bestimmte Regeln.

Da Natrium ein Metall ist, das sich in der Hauptuntergruppe der Gruppe 1 befindet, ist seine Wertigkeit ein konstanter Wert, sie ist gleich I.

Sauerstoff ist ein Nichtmetall, da es das letzte im Oxid ist; um seine Wertigkeit zu bestimmen, subtrahieren wir 6 von acht (der Anzahl der Gruppen) (der Gruppe, in der sich der Sauerstoff befindet), und erhalten so die Wertigkeit des Sauerstoffs ist II.

Zwischen bestimmten Wertigkeiten ermitteln wir das kleinste gemeinsame Vielfache und dividieren es dann durch die Wertigkeit jedes einzelnen Elements, um deren Indizes zu erhalten. Wir schreiben die fertige Formel Na 2 O auf.

Anweisungen zum Erstellen einer Gleichung

Lassen Sie uns nun ausführlicher darüber sprechen, wie man eine chemische Gleichung schreibt. Schauen wir uns zunächst die theoretischen Aspekte an und gehen dann zu konkreten Beispielen über. Das Aufstellen chemischer Gleichungen setzt also ein bestimmtes Verfahren voraus.

• 1. Stufe. Nachdem Sie die vorgeschlagene Aufgabe gelesen haben, müssen Sie bestimmen, welche Chemikalien auf der linken Seite der Gleichung vorhanden sein sollten. Zwischen den Originalkomponenten wird ein „+“-Zeichen platziert.
• 2. Stufe. Nach dem Gleichheitszeichen müssen Sie eine Formel für das Reaktionsprodukt erstellen. Wenn Sie solche Aktionen ausführen, benötigen Sie den Algorithmus zum Erstellen von Formeln für binäre Verbindungen, den wir oben besprochen haben.
• 3. Stufe. Wir überprüfen die Anzahl der Atome jedes Elements vor und nach der chemischen Wechselwirkung und stellen bei Bedarf zusätzliche Koeffizienten vor die Formeln.

Beispiel einer Verbrennungsreaktion

Versuchen wir herauszufinden, wie man mithilfe eines Algorithmus eine chemische Gleichung für die Verbrennung von Magnesium erstellt. Auf der linken Seite der Gleichung schreiben wir die Summe aus Magnesium und Sauerstoff. Vergessen Sie nicht, dass Sauerstoff ein zweiatomiges Molekül ist, daher muss ihm ein Index von 2 gegeben werden. Nach dem Gleichheitszeichen stellen wir die Formel für das nach der Reaktion erhaltene Produkt zusammen. In der Formel steht Magnesium an erster Stelle und Sauerstoff an zweiter Stelle. Als nächstes bestimmen wir anhand der Tabelle der chemischen Elemente die Wertigkeiten. Magnesium, das zur Gruppe 2 (der Hauptuntergruppe) gehört, hat eine konstante Wertigkeit II; für Sauerstoff erhält man durch Subtraktion von 8 - 6 auch die Wertigkeit II.

Der Prozessdatensatz sieht folgendermaßen aus: Mg+O 2 =MgO.

Damit die Gleichung dem Massenerhaltungssatz von Stoffen entspricht, müssen die Koeffizienten angeordnet werden. Zunächst prüfen wir die Sauerstoffmenge vor der Reaktion, also nach Abschluss des Prozesses. Da es 2 Sauerstoffatome gab, aber nur eines gebildet wurde, muss auf der rechten Seite vor der Magnesiumoxidformel ein Koeffizient von 2 hinzugefügt werden. Als nächstes zählen wir die Anzahl der Magnesiumatome vor und nach dem Prozess. Durch die Wechselwirkung wurde 2 Magnesium erhalten, daher ist auf der linken Seite vor der einfachen Substanz Magnesium auch ein Koeffizient von 2 erforderlich.

Der letzte Reaktionstyp: 2Mg+O 2 =2MgO.

Beispiel einer Substitutionsreaktion

Jede Chemiezusammenfassung enthält eine Beschreibung verschiedener Arten von Wechselwirkungen.

Im Gegensatz zu einer Verbindung stehen bei einer Substitution zwei Substanzen sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Gleichung. Nehmen wir an, wir müssen die Reaktion der Wechselwirkung zwischen Zink und schreiben. Wir verwenden den Standard-Schreibalgorithmus. Zuerst schreiben wir auf der linken Seite Zink und Salzsäure durch die Summe und auf der rechten Seite schreiben wir die Formeln für die resultierenden Reaktionsprodukte. Da Zink in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle vor Wasserstoff steht, verdrängt es bei diesem Prozess molekularen Wasserstoff aus der Säure und bildet Zinkchlorid. Als Ergebnis erhalten wir den folgenden Eintrag: Zn+HCL=ZnCl 2 +H 2.

Jetzt gehen wir dazu über, die Anzahl der Atome jedes Elements auszugleichen. Da sich auf der linken Seite des Chlors ein Atom befand und nach der Wechselwirkung zwei, muss der Salzsäureformel der Faktor 2 vorangestellt werden.

Als Ergebnis erhalten wir eine vorgefertigte Reaktionsgleichung, die dem Massenerhaltungssatz von Stoffen entspricht: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Abschluss

Eine typische Chemienotiz enthält zwangsläufig mehrere chemische Umwandlungen. Kein einziger Abschnitt dieser Wissenschaft beschränkt sich auf eine einfache verbale Beschreibung von Transformationen, Auflösungsprozessen, Verdunstung; alles wird notwendigerweise durch Gleichungen bestätigt. Die Besonderheit der Chemie liegt darin, dass alle Prozesse, die zwischen verschiedenen anorganischen oder organischen Stoffen ablaufen, durch Koeffizienten und Indizes beschrieben werden können.

Wie unterscheidet sich die Chemie sonst noch von anderen Wissenschaften? Chemische Gleichungen helfen nicht nur, die stattfindenden Umwandlungen zu beschreiben, sondern auch darauf basierende quantitative Berechnungen durchzuführen, dank derer es möglich ist, verschiedene Stoffe im Labor und in der Industrie herzustellen.

Lassen Sie uns darüber sprechen, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt. Es ist diese Frage, die vor allem Schulkindern große Schwierigkeiten bereitet. Einige können den Algorithmus zum Erstellen von Produktformeln nicht verstehen, andere setzen die Koeffizienten falsch in die Gleichung ein. Da alle quantitativen Berechnungen mithilfe von Gleichungen durchgeführt werden, ist es wichtig, den Aktionsalgorithmus zu verstehen. Versuchen wir herauszufinden, wie man Gleichungen für chemische Reaktionen schreibt.

Valenzformeln erstellen

Um Vorgänge zwischen verschiedenen Stoffen korrekt erfassen zu können, müssen Sie lernen, Formeln zu schreiben. Binäre Verbindungen werden unter Berücksichtigung der Wertigkeiten jedes Elements zusammengesetzt. Beispielsweise entspricht sie bei Metallen der Hauptuntergruppen der Gruppennummer. Bei der Erstellung der endgültigen Formel wird das kleinste Vielfache zwischen diesen Indikatoren ermittelt und anschließend Indizes platziert.

Wie lautet die Gleichung?

Darunter versteht man eine symbolische Aufzeichnung, die interagierende chemische Elemente, ihre quantitativen Beziehungen sowie die Stoffe, die als Ergebnis des Prozesses gewonnen werden, darstellt. Eine der Aufgaben, die den Schülern der neunten Klasse bei der Abschlussprüfung in Chemie gestellt werden, lautet wie folgt: „Stellen Sie Reaktionsgleichungen auf, die die chemischen Eigenschaften der vorgeschlagenen Stoffklasse charakterisieren.“ Um die Aufgabe bewältigen zu können, müssen die Studierenden den Handlungsalgorithmus beherrschen.

Aktionsalgorithmus

Beispielsweise müssen Sie den Prozess der Kalziumverbrennung mithilfe von Symbolen, Koeffizienten und Indizes beschreiben. Lassen Sie uns darüber sprechen, wie Sie anhand der Reihenfolge der Aktionen eine Gleichung für eine chemische Reaktion erstellen. Auf der linken Seite der Gleichung schreiben wir durch „+“ die Vorzeichen der Stoffe, die an dieser Wechselwirkung beteiligt sind. Da die Verbrennung unter Beteiligung von Luftsauerstoff erfolgt, der ein zweiatomiges Molekül ist, schreiben wir seine Formel als O2.

Nach dem Gleichheitszeichen bilden wir die Zusammensetzung des Reaktionsprodukts anhand der Regeln zur Anordnung der Wertigkeit:

2Ca + O2 = 2CaO.

Wenn wir das Gespräch darüber fortsetzen, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion erstellt, weisen wir auf die Notwendigkeit hin, das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung anzuwenden und die Zusammensetzung von Stoffen aufrechtzuerhalten. Mit ihnen können Sie den Ausgleichsprozess durchführen und die fehlenden Koeffizienten in die Gleichung einfügen. Dieser Prozess ist eines der einfachsten Beispiele für Wechselwirkungen in der anorganischen Chemie.

Wichtige Aspekte

Um zu verstehen, wie man eine Gleichung für eine chemische Reaktion schreibt, beachten wir einige theoretische Fragen zu diesem Thema. Das von M. V. Lomonosov formulierte Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen erklärt die Möglichkeit der Anordnung von Koeffizienten. Da die Anzahl der Atome jedes Elements vor und nach der Wechselwirkung gleich bleibt, können mathematische Berechnungen durchgeführt werden.

Beim Ausgleichen der linken und rechten Seite der Gleichung wird das kleinste gemeinsame Vielfache verwendet, ähnlich wie bei der Zusammenstellung der zusammengesetzten Formel unter Berücksichtigung der Wertigkeiten jedes Elements.

Redox-Wechselwirkungen

Nachdem die Schüler den Handlungsalgorithmus erarbeitet haben, können sie eine Reaktionsgleichung erstellen, die die chemischen Eigenschaften einfacher Stoffe charakterisiert. Jetzt können wir mit der Analyse komplexerer Wechselwirkungen fortfahren, beispielsweise solchen, die bei Änderungen der Oxidationsstufen von Elementen auftreten:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

Es gibt bestimmte Regeln, nach denen Oxidationsstufen in einfachen und komplexen Stoffen zugeordnet werden. In zweiatomigen Molekülen ist dieser Indikator beispielsweise Null; in komplexen Verbindungen sollte die Summe aller Oxidationsstufen ebenfalls gleich Null sein. Bei der Erstellung einer elektronischen Bilanz werden die Atome oder Ionen bestimmt, die Elektronen abgeben (Reduktionsmittel) und aufnehmen (Oxidationsmittel).

Zwischen diesen Indikatoren wird das kleinste Vielfache sowie die Koeffizienten bestimmt. Der letzte Schritt der Analyse von Redox-Wechselwirkungen ist die Platzierung der Koeffizienten im Schema.

Ionengleichungen

Eines der wichtigen Themen, die im Schulchemiekurs besprochen werden, ist die Wechselwirkung zwischen Lösungen. Beispielsweise wird folgende Aufgabe gestellt: „Stellen Sie eine Gleichung für die chemische Reaktion des Ionenaustauschs zwischen Bariumchlorid und Natriumsulfat auf.“ Dabei geht es darum, die molekulare, vollständige, abgekürzte Ionengleichung zu schreiben. Um die Wechselwirkung auf ionischer Ebene zu berücksichtigen, ist es notwendig, für jeden Ausgangsstoff und jedes Reaktionsprodukt die Löslichkeitstabelle anzugeben. Zum Beispiel:

BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4

Stoffe, die sich nicht in Ionen auflösen, werden in molekularer Form geschrieben. Die Ionenaustauschreaktion läuft in drei Fällen vollständig ab:

• Sedimentbildung;
• Gasfreisetzung;
• Gewinnung einer leicht dissoziierbaren Substanz, beispielsweise Wasser.

Wenn ein Stoff einen stereochemischen Koeffizienten hat, wird dieser bei der Erstellung der vollständigen Ionengleichung berücksichtigt. Nachdem die vollständige Ionengleichung geschrieben wurde, erfolgt die Reduktion derjenigen Ionen, die nicht in Lösung gebunden waren. Das Endergebnis jeder Aufgabe, bei der es um die Betrachtung des Prozesses geht, der zwischen Lösungen komplexer Substanzen abläuft, ist die Aufzeichnung einer abgekürzten ionischen Reaktion.

Abschluss

Chemische Gleichungen ermöglichen es, mit Hilfe von Symbolen, Indizes und Koeffizienten die zwischen Stoffen beobachteten Prozesse zu erklären. Abhängig vom genauen Prozess, der stattfindet, gibt es bestimmte Feinheiten beim Schreiben der Gleichung. Der oben diskutierte allgemeine Algorithmus zum Zusammensetzen von Reaktionen basiert auf der Valenz, dem Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen und der Konstanz der Zusammensetzung.

Chemie ist die Wissenschaft von Stoffen, ihren Eigenschaften und Umwandlungen .
Das heißt, wenn den Stoffen um uns herum nichts passiert, gilt dies nicht für die Chemie. Aber was bedeutet „nichts passiert“? Wenn uns plötzlich ein Gewitter auf dem Feld erwischt und wir alle nass sind, wie man sagt, „bis auf die Haut“, dann ist das nicht eine Veränderung: Die Kleidung war schließlich trocken, aber sie wurde nass.

Nehmen Sie zum Beispiel einen Eisennagel, feilen Sie ihn und bauen Sie ihn dann zusammen Eisenspäne (Fe) , dann ist das nicht auch eine Transformation: Da war ein Nagel – er wurde zu Pulver. Aber wenn man das Gerät dann zusammenbaut und durchführt Gewinnung von Sauerstoff (O 2): Aufheizen Kaliumpermanganat(KMpO 4) und sammle Sauerstoff in einem Reagenzglas und gib dann diese glühenden Eisenspäne hinein, dann werden sie mit einer hellen Flamme aufflammen und nach der Verbrennung zu einem braunen Pulver werden. Und das ist auch eine Transformation. Wo ist also die Chemie? Obwohl sich in diesen Beispielen die Form (Eisennagel) und der Zustand der Kleidung (trocken, nass) ändern, handelt es sich nicht um Transformationen. Tatsache ist, dass der Nagel selbst eine Substanz (Eisen) war und es trotz seiner unterschiedlichen Form auch blieb, und dass unsere Kleidung das Wasser des Regens aufnahm und es dann in die Atmosphäre verdunstete. Das Wasser selbst hat sich nicht verändert. Was sind Umwandlungen aus chemischer Sicht?

Aus chemischer Sicht sind Umwandlungen jene Phänomene, die mit einer Veränderung der Zusammensetzung eines Stoffes einhergehen. Nehmen wir als Beispiel den gleichen Nagel. Es kommt nicht darauf an, welche Form es nach dem Feilen annahm, sondern nachdem die Stücke daraus zusammengesetzt wurden Eisenspäne in eine Sauerstoffatmosphäre gebracht - es verwandelte sich in Eisenoxid(Fe 2 Ö 3 ) . Es hat sich also doch etwas geändert? Ja, es hat sich geändert. Es gab eine Substanz namens Nagel, aber unter dem Einfluss von Sauerstoff bildete sich eine neue Substanz – Elementoxid Drüse. Molekulare Gleichung Diese Umwandlung kann durch die folgenden chemischen Symbole dargestellt werden:

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

Für jemanden, der sich mit Chemie nicht auskennt, stellen sich sofort Fragen. Was ist „Molekülgleichung“, was ist Fe? Warum sind die Zahlen „4“, „3“, „2“? Was sind die kleinen Zahlen „2“ und „3“ in der Formel Fe 2 O 3? Das bedeutet, dass es an der Zeit ist, alles in Ordnung zu bringen.

Anzeichen chemischer Elemente.

Trotz der Tatsache, dass das Studium der Chemie in der 8. Klasse beginnt, manche sogar schon früher, kennen viele Menschen den großen russischen Chemiker D. I. Mendelejew. Und natürlich sein berühmtes „Periodensystem der chemischen Elemente“. Ansonsten wird es einfacher als „Periodensystem“ bezeichnet.

In dieser Tabelle sind die Elemente in der entsprechenden Reihenfolge angeordnet. Bis heute sind etwa 120 davon bekannt. Die Namen vieler Elemente sind uns schon seit langem bekannt. Dies sind: Eisen, Aluminium, Sauerstoff, Kohlenstoff, Gold, Silizium. Früher benutzten wir diese Wörter ohne nachzudenken und identifizierten sie mit Gegenständen: einem Eisenbolzen, einem Aluminiumdraht, Sauerstoff in der Atmosphäre, einem Goldring usw. usw. Tatsächlich bestehen aber alle diese Stoffe (Bolzen, Draht, Ring) aus ihren entsprechenden Elementen. Das ganze Paradoxon besteht darin, dass das Element nicht berührt oder aufgenommen werden kann. Wie so? Sie stehen im Periodensystem, aber man kann sie nicht nehmen! Ja, das ist so. Ein chemisches Element ist ein abstrakter (also abstrakter) Begriff und wird in der Chemie sowie in anderen Wissenschaften für Berechnungen, das Aufstellen von Gleichungen und das Lösen von Problemen verwendet. Jedes Element unterscheidet sich vom anderen dadurch, dass es seine eigene Charakteristik hat elektronische Konfiguration eines Atoms. Die Anzahl der Protonen im Atomkern ist gleich der Anzahl der Elektronen in seinen Orbitalen. Wasserstoff ist beispielsweise Element Nr. 1. Sein Atom besteht aus 1 Proton und 1 Elektron. Helium ist Element Nr. 2. Sein Atom besteht aus 2 Protonen und 2 Elektronen. Lithium ist Element Nr. 3. Sein Atom besteht aus 3 Protonen und 3 Elektronen. Darmstadtium – Element Nr. 110. Sein Atom besteht aus 110 Protonen und 110 Elektronen.

Jedes Element wird durch ein bestimmtes Symbol, lateinische Buchstaben, gekennzeichnet und hat eine bestimmte aus dem Lateinischen übersetzte Lesart. Wasserstoff hat beispielsweise das Symbol "N", gelesen als „Hydrogenium“ oder „Asche“. Silizium hat das Symbol „Si“, das als „Silizium“ gelesen wird. Quecksilber hat ein Symbol „Hg“ und wird als „Hydrargyrum“ gelesen. Usw. Alle diese Notationen sind in jedem Chemielehrbuch der 8. Klasse zu finden. Das Wichtigste für uns ist jetzt, zu verstehen, dass es beim Aufstellen chemischer Gleichungen notwendig ist, mit den angegebenen Symbolen der Elemente zu arbeiten.

Einfache und komplexe Substanzen.

Bezeichnung verschiedener Stoffe mit einzelnen Symbolen chemischer Elemente (Hg Quecksilber, Fe Eisen, Cu Kupfer, Zn Zink, Al Aluminium) bezeichnen wir im Wesentlichen einfache Stoffe, also Stoffe, die aus Atomen der gleichen Art bestehen (also die gleiche Anzahl an Protonen und Neutronen in einem Atom enthalten). Wenn beispielsweise die Stoffe Eisen und Schwefel interagieren, dann nimmt die Gleichung die folgende Schreibweise an:

Fe + S = FeS (2)

Zu den einfachen Stoffen zählen Metalle (Ba, K, Na, Mg, Ag) sowie Nichtmetalle (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Darüber hinaus sollte man aufpassen
Besonderes Augenmerk ist auf die Tatsache zu richten, dass alle Metalle durch einzelne Symbole gekennzeichnet sind: K, Ba, Ca, Al, V, Mg usw. und Nichtmetalle entweder einfache Symbole sind: C, S, P oder unterschiedliche Indizes haben können, die darauf hinweisen ihre Molekülstruktur: H 2, Cl 2, O 2, J 2, P 4, S 8. Dies wird in Zukunft beim Erstellen von Gleichungen sehr wichtig sein. Es ist überhaupt nicht schwer zu erraten, dass komplexe Stoffe Stoffe sind, die aus Atomen unterschiedlicher Art gebildet werden, zum Beispiel

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

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

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

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

4). Salze:
Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3 ,
Natriumsulfat oder Glaubersalz Na2SO4,
Kalziumkarbonat oder Kalkstein CaCO 3,
Kupferchlorid CuCl2

5). Organische Substanz:
Natriumacetat CH 3 COONA,
Methan CH 4,
Acetylen C 2 H 2,
Glucose C 6 H 12 O 6

Nachdem wir schließlich die Struktur verschiedener Substanzen herausgefunden haben, können wir mit dem Schreiben chemischer Gleichungen beginnen.

Chemische Gleichung.

Das Wort „Gleichung“ selbst leitet sich vom Wort „equalize“ ab, d. h. etwas in gleiche Teile teilen. In der Mathematik bilden Gleichungen fast den Kern dieser Wissenschaft. Sie können beispielsweise eine einfache Gleichung angeben, bei der die linke und rechte Seite gleich „2“ sind:

40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 – 30);

Und in chemischen Gleichungen gilt das gleiche Prinzip: Die linke und rechte Seite der Gleichung müssen der gleichen Anzahl von Atomen und daran beteiligten Elementen entsprechen. Oder, wenn eine Ionengleichung gegeben ist, dann darin Anzahl der Teilchen muss diese Anforderung ebenfalls erfüllen. Eine chemische Gleichung ist eine konventionelle Darstellung einer chemischen Reaktion unter Verwendung chemischer Formeln und mathematischer Symbole. Eine chemische Gleichung spiegelt von Natur aus die eine oder andere chemische Reaktion wider, also den Prozess der Wechselwirkung von Stoffen, bei dem neue Stoffe entstehen. Es ist zum Beispiel notwendig Schreiben Sie eine Molekülgleichung Reaktionen, an denen sie beteiligt sind Bariumchlorid BaCl 2 und Schwefelsäure H 2 SO 4. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht ein unlöslicher Niederschlag - Bariumsulfat BaSO 4 und Salzsäure HCl:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (3)

Zunächst muss man verstehen, dass die große Zahl „2“, die vor der Substanz HCl steht, als Koeffizient bezeichnet wird und die kleinen Zahlen „2“, „4“ unter den Formeln BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 werden als Indizes bezeichnet. Sowohl Koeffizienten als auch Indizes in chemischen Gleichungen fungieren als Multiplikatoren und nicht als Summanden. Um eine chemische Gleichung richtig zu schreiben, benötigen Sie Ordnen Sie Koeffizienten in der Reaktionsgleichung zu. Beginnen wir nun mit der Zählung der Atome der Elemente auf der linken und rechten Seite der Gleichung. Auf der linken Seite der Gleichung: Die Substanz BaCl 2 enthält 1 Bariumatom (Ba), 2 Chloratome (Cl). In der Substanz H 2 SO 4: 2 Wasserstoffatome (H), 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O). Auf der rechten Seite der Gleichung: In der Substanz BaSO 4 gibt es 1 Bariumatom (Ba), 1 Schwefelatom (S) und 4 Sauerstoffatome (O), in der Substanz HCl: 1 Wasserstoffatom (H) und 1 Chlor Atom (Cl). Daraus folgt, dass auf der rechten Seite der Gleichung die Anzahl der Wasserstoff- und Chloratome halb so groß ist wie auf der linken Seite. Daher muss vor der HCl-Formel auf der rechten Seite der Gleichung der Koeffizient „2“ eingesetzt werden. Wenn wir nun links und rechts die Anzahl der Atome der an dieser Reaktion beteiligten Elemente addieren, erhalten wir folgende Bilanz:

Auf beiden Seiten der Gleichung ist die Anzahl der Atome der an der Reaktion beteiligten Elemente gleich, daher ist sie korrekt zusammengesetzt.

Chemische Gleichung und chemische Reaktionen

Wie wir bereits herausgefunden haben, sind chemische Gleichungen ein Spiegelbild chemischer Reaktionen. Chemische Reaktionen sind jene Phänomene, bei denen die Umwandlung eines Stoffes in einen anderen stattfindet. Unter ihrer Vielfalt lassen sich zwei Haupttypen unterscheiden:

1). Zusammengesetzte Reaktionen
2). Zersetzungsreaktionen.

Die überwiegende Mehrheit der chemischen Reaktionen gehört zu den Additionsreaktionen, da es bei einem einzelnen Stoff selten zu Veränderungen seiner Zusammensetzung kommen kann, wenn dieser keinen äußeren Einflüssen (Auflösung, Erhitzung, Lichteinwirkung) ausgesetzt ist. Nichts charakterisiert ein chemisches Phänomen oder eine chemische Reaktion besser als die Veränderungen, die bei der Wechselwirkung zweier oder mehrerer Stoffe auftreten. Solche Phänomene können spontan auftreten und mit einem Temperaturanstieg oder -abfall, Lichteffekten, Farbveränderungen, Sedimentbildung, Freisetzung gasförmiger Produkte und Lärm einhergehen.

Der Übersichtlichkeit halber stellen wir mehrere Gleichungen vor, die die Prozesse zusammengesetzter Reaktionen widerspiegeln, bei denen wir erhalten Natriumchlorid(NaCl), Zinkchlorid(ZnCl2), Silberchlorid-Niederschlag(AgCl), Aluminiumchlorid(AlCl 3)

Cl 2 + 2Nà = 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)

Unter den Reaktionen der Verbindung sind folgende besonders hervorzuheben: : Auswechslung (5), Austausch (6) und als Sonderfall einer Austauschreaktion – die Reaktion Neutralisation (7).

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

Unter Austauschreaktionen versteht man solche Reaktionen, bei denen zwei komplexe Stoffe ihre Bestandteile austauschen. Im Falle der Reaktion (6) bilden die löslichen Salze AgNO 3 und KCl beim Zusammenführen beider Lösungen einen unlöslichen Niederschlag des AgCl-Salzes. Gleichzeitig tauschen sie ihre Bestandteile aus - Kationen und Anionen. Den NO 3 -Anionen werden Kaliumkationen K + und den Cl – - Anionen Silberkationen Ag + zugesetzt.

Ein besonderer Sonderfall von Austauschreaktionen ist die Neutralisationsreaktion. Zu den Neutralisationsreaktionen zählen Reaktionen, bei denen Säuren mit Basen reagieren und dabei Salz und Wasser entstehen. In Beispiel (7) reagiert Salzsäure HCl mit der Base Al(OH) 3 zum Salz AlCl 3 und Wasser. Dabei werden Aluminiumkationen Al 3+ aus der Base durch Cl – Anionen aus der Säure ausgetauscht. Was passiert am Ende Neutralisation von Salzsäure.

Zu den Zersetzungsreaktionen gehören solche, bei denen aus einem komplexen Stoff zwei oder mehr neue einfache oder komplexe Stoffe, jedoch einfacherer Zusammensetzung, entstehen. Beispiele für Reaktionen sind solche, bei denen sich 1) zersetzt. Kaliumnitrat(KNO 3) unter Bildung von Kaliumnitrit (KNO 2) und Sauerstoff (O 2); 2). Kaliumpermanganat(KMnO 4): Es entsteht Kaliummanganat (K 2 MnO 4), Manganoxid(MnO 2) und Sauerstoff (O 2); 3). Calciumcarbonat bzw Marmor; dabei entstehen KohlensäureGas(CO2) und Calciumoxid(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)

In Reaktion (8) werden aus einem komplexen Stoff ein komplexer und ein einfacher Stoff gebildet. In Reaktion (9) gibt es zwei komplexe und eine einfache. In Reaktion (10) gibt es zwei komplexe Substanzen, deren Zusammensetzung jedoch einfacher ist

Alle Klassen komplexer Stoffe unterliegen der Zersetzung:

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

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

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

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

5). Organische Substanz: alkoholische Gärung von Glukose

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

Nach einer anderen Klassifikation lassen sich alle chemischen Reaktionen in zwei Typen einteilen: Reaktionen, die Wärme freisetzen, nennt man exotherm, und Reaktionen, die bei der Aufnahme von Wärme auftreten - endothermisch. Das Kriterium für solche Prozesse ist thermischer Effekt der Reaktion. Zu den exothermen Reaktionen zählen in der Regel Oxidationsreaktionen, d. h. Wechselwirkung mit Sauerstoff zum Beispiel Methanverbrennung:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

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

CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)

Sie können alle chemischen Reaktionen auch nach der Art der Änderung des Oxidationsgrades der an ihren Umwandlungen beteiligten Elemente betrachten. Beispielsweise ändern in Reaktion (17) die daran beteiligten Elemente ihre Oxidationsstufen nicht:

Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca +2 O -2 +C +4 O 2 -2 (18)

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

2Mg 0 + O 2 0 = 2Mg +2 O -2

Reaktionen dieser Art sind Redox . Sie werden gesondert betrachtet. Um Gleichungen für Reaktionen dieses Typs zu erstellen, müssen Sie verwenden Halbreaktionsmethode und bewerben elektronische Gleichgewichtsgleichung.

Nachdem Sie die verschiedenen Arten chemischer Reaktionen vorgestellt haben, können Sie mit dem Prinzip der Erstellung chemischer Gleichungen fortfahren, d. h. mit der Auswahl der Koeffizienten auf der linken und rechten Seite.

Mechanismen zum Aufstellen chemischer Gleichungen.

Unabhängig von der Art einer chemischen Reaktion muss ihre Aufzeichnung (chemische Gleichung) der Bedingung entsprechen, dass die Anzahl der Atome vor und nach der Reaktion gleich ist.

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

1). Auswahl der Koeffizienten nach vorgegebenen Formeln.

2). Zusammenstellung nach Valenzen reagierender Substanzen.

3). Anordnung der reagierenden Stoffe nach Oxidationsstufen.

Im ersten Fall wird davon ausgegangen, dass wir die Formeln der reagierenden Stoffe sowohl vor als auch nach der Reaktion kennen. Nehmen wir zum Beispiel die folgende Gleichung:

N 2 + O 2 →N 2 O 3 (19)

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

vor der Reaktion nach der Reaktion
O 2 O 3

Bestimmen wir das kleinste Vielfache zwischen der angegebenen Anzahl von Atomen, es ist „6“.

O 2 O 3
\ 6 /

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

N 2 + 3O 2 →N 2 O 3

Wir teilen auch die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl „2“ und setzen sie auch in die zu lösende Gleichung ein:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Die Anzahl der Sauerstoffatome auf der linken und rechten Seite der Gleichung betrug jeweils 6 Atome:

Aber die Anzahl der Stickstoffatome auf beiden Seiten der Gleichung wird einander nicht entsprechen:

Das linke hat zwei Atome, das rechte hat vier Atome. Um Gleichheit zu erreichen, ist es daher notwendig, die Stickstoffmenge auf der linken Seite der Gleichung zu verdoppeln und den Koeffizienten auf „2“ zu setzen:

Somit wird Stickstoffgleichheit beobachtet und im Allgemeinen hat die Gleichung die Form:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Jetzt können Sie in die Gleichung anstelle eines Pfeils ein Gleichheitszeichen einfügen:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

Lassen Sie uns ein weiteres Beispiel geben. Es ergibt sich folgende Reaktionsgleichung:

P + Cl 2 → PCl 5

Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich ein Phosphoratom (P) und zwei Chloratome (Cl 2) und auf der rechten Seite ein Phosphoratom (P) und fünf Sauerstoffatome (Cl 5). Es besteht keine Notwendigkeit, die Anzahl der Phosphoratome anzugleichen, aber in Bezug auf Chlor muss Gleichheit erreicht werden, da vor der Reaktion zwei Atome beteiligt waren und nach der Reaktion fünf Atome. Lassen Sie uns das folgende Diagramm erstellen:

vor der Reaktion nach der Reaktion
Cl 2 Cl 5

Bestimmen wir das kleinste Vielfache zwischen der angegebenen Anzahl von Atomen, es ist „10“.

Cl 2 Cl 5
\ 10 /

Teilen Sie diese Zahl auf der linken Seite der Chlorgleichung durch „2“. Nehmen wir die Zahl „5“ und setzen sie in die zu lösende Gleichung ein:

P + 5Cl 2 → PCl 5

Wir teilen auch die Zahl „10“ für die rechte Seite der Gleichung durch „5“. Wir erhalten die Zahl „2“ und setzen sie auch in die zu lösende Gleichung ein:

P + 5Cl 2 → 2РCl 5

Die Anzahl der Chloratome auf der linken und rechten Seite der Gleichung betrug jeweils 10 Atome:

Aber die Anzahl der Phosphoratome auf beiden Seiten der Gleichung wird einander nicht entsprechen:

Um Gleichheit zu erreichen, ist es daher notwendig, die Phosphormenge auf der linken Seite der Gleichung zu verdoppeln, indem man den Koeffizienten „2“ setzt:

Somit wird Gleichheit bei Phosphor beobachtet und im Allgemeinen hat die Gleichung die Form:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Beim Verfassen von Gleichungen nach Valenzen muss gegeben werden Valenzbestimmung und Werte für die bekanntesten Elemente festlegen. Valenz ist eines der früher verwendeten Konzepte, wird jedoch derzeit in einer Reihe von Schulprogrammen nicht verwendet. Aber mit seiner Hilfe ist es einfacher, die Prinzipien der Aufstellung von Gleichungen chemischer Reaktionen zu erklären. Unter Valenz versteht man die Anzahl der chemischen Bindungen, die ein Atom mit einem oder mehreren anderen Atomen eingehen kann . Die Wertigkeit hat kein Vorzeichen (+ oder -) und wird durch römische Ziffern angegeben, normalerweise über den Symbolen chemischer Elemente, zum Beispiel:

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

Für andere Elemente Valenzwerte können andere Werte haben, jedoch niemals größer als die Nummer der Gruppe, in der sie sich befinden. Darüber hinaus nehmen die Wertigkeiten der Elemente für gerade Gruppenzahlen (IV und VI) nur gerade Werte an, und für ungerade können sie sowohl gerade als auch ungerade Werte annehmen (Tabelle 2).

Natürlich gibt es für einige Elemente Ausnahmen von den Valenzwerten, aber im Einzelfall werden diese Punkte meist angegeben. Betrachten wir nun das allgemeine Prinzip der Erstellung chemischer Gleichungen auf der Grundlage gegebener Wertigkeiten für bestimmte Elemente. Am häufigsten ist diese Methode akzeptabel, wenn Gleichungen für chemische Reaktionen von Verbindungen einfacher Substanzen erstellt werden, beispielsweise bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff ( Oxidationsreaktionen). Nehmen wir an, Sie müssen eine Oxidationsreaktion darstellen Aluminium. Aber erinnern wir uns daran, dass Metalle durch einzelne Atome (Al) und Nichtmetalle im gasförmigen Zustand durch die Indizes „2“ – (O 2) gekennzeichnet werden. Schreiben wir zunächst das allgemeine Reaktionsschema:

Al + О 2 →AlО

Derzeit ist noch nicht bekannt, wie Aluminiumoxid richtig geschrieben werden soll. Und genau in diesem Stadium kommt uns das Wissen über die Wertigkeiten der Elemente zugute. Stellen wir Aluminium und Sauerstoff über die erwartete Formel dieses Oxids:

III II
Al O

Danach werden wir „Kreuz“-auf-„Kreuz“ für diese Elementsymbole die entsprechenden Indizes unten einfügen:

III II
Al 2 O 3

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

Al+ O 2 →Al 2 O 3

Es bleibt nur noch, den linken und rechten Teil auszugleichen. Gehen wir genauso vor wie beim Zusammenstellen von Gleichung (19). Gleichen wir die Anzahl der Sauerstoffatome aus, indem wir das kleinste Vielfache ermitteln:

vor der Reaktion nach der Reaktion

O 2 O 3
\ 6 /

Teilen wir diese Zahl auf der linken Seite der Sauerstoffgleichung durch „2“. Nehmen wir die Zahl „3“ und setzen sie in die zu lösende Gleichung ein. Wir teilen auch die Zahl „6“ für die rechte Seite der Gleichung durch „3“. Wir erhalten die Zahl „2“ und setzen sie auch in die zu lösende Gleichung ein:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Um Gleichheit bei Aluminium zu erreichen, muss seine Menge auf der linken Seite der Gleichung angepasst werden, indem der Koeffizient auf „4“ gesetzt wird:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Somit wird Gleichheit für Aluminium und Sauerstoff beobachtet und im Allgemeinen wird die Gleichung ihre endgültige Form annehmen:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)

Mit der Valenzmethode können Sie vorhersagen, welcher Stoff bei einer chemischen Reaktion entsteht und wie seine Formel aussehen wird. Nehmen wir an, dass die Verbindung mit Stickstoff und Wasserstoff mit den entsprechenden Valenzen III und I reagiert. Schreiben wir das allgemeine Reaktionsschema:

N 2 + N 2 → NH

Für Stickstoff und Wasserstoff setzen wir die Wertigkeiten über die erwartete Formel dieser Verbindung:

Wie zuvor „Kreuz“ auf „Kreuz“ für diese Elementsymbole, setzen wir unten die entsprechenden Indizes ein:

III I
NH 3

Das weitere Diagramm der Reaktionsgleichung hat die Form:

N 2 + N 2 → NH 3

Indem wir auf bekannte Weise durch das kleinste Vielfache für Wasserstoff gleich „6“ gleichsetzen, erhalten wir die erforderlichen Koeffizienten und die Gleichung als Ganzes:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 (23)

Beim Zusammenstellen von Gleichungen nach Oxidationsstufen Reaktanten muss man bedenken, dass der Oxidationszustand eines bestimmten Elements die Anzahl der Elektronen ist, die während einer chemischen Reaktion aufgenommen oder abgegeben werden. Oxidationszustand in Verbindungen Grundsätzlich stimmt es numerisch mit den Wertigkeitswerten des Elements überein. Aber sie unterscheiden sich im Vorzeichen. Beispielsweise ist für Wasserstoff die Wertigkeit I und die Oxidationsstufe (+1) oder (-1). Für Sauerstoff ist die Wertigkeit II und die Oxidationsstufe -2. Für Stickstoff sind die Valenzen I, II, III, IV, V und die Oxidationsstufen (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5). usw. . Die Oxidationsstufen der in Gleichungen am häufigsten verwendeten Elemente sind in Tabelle 3 angegeben.

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

Cl 2 + O 2 → ClO

Platzieren wir die Oxidationsstufen der entsprechenden Atome über der vorgeschlagenen Verbindung ClO:

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

7 -2
Cl 2 O 7

Die Reaktionsgleichung wird die folgende Form annehmen:

Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7

Indem wir Sauerstoff gleichsetzen und das kleinste Vielfache zwischen zwei und sieben finden, gleich „14“, stellen wir schließlich die Gleichheit her:

2Cl 2 + 7O 2 = 2Cl 2 O 7 (24)

Bei der Zusammenstellung von Austausch-, Neutralisations- und Substitutionsreaktionen muss bei Oxidationsstufen eine etwas andere Methode angewendet werden. In manchen Fällen ist es schwierig herauszufinden: Welche Verbindungen entstehen bei der Wechselwirkung komplexer Stoffe?

Wie findet man heraus: Was passiert im Reaktionsprozess?

Woher wissen Sie eigentlich, welche Reaktionsprodukte bei einer bestimmten Reaktion entstehen können? Was entsteht beispielsweise, wenn Bariumnitrat und Kaliumsulfat reagieren?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?

Vielleicht BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Oder Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Oder etwas anderes? Bei dieser Reaktion entstehen natürlich folgende Verbindungen: BaSO 4 und KNO 3. Woher ist das bekannt? Und wie schreibt man Stoffformeln richtig? Beginnen wir mit dem, was am häufigsten übersehen wird: dem Konzept der „Austauschreaktion“. Das bedeutet, dass bei diesen Reaktionen Stoffe ihre Bestandteile untereinander austauschen. Da Austauschreaktionen meist zwischen Basen, Säuren oder Salzen durchgeführt werden, sind die Teile, mit denen sie ausgetauscht werden, Metallkationen (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), H + -Ionen oder OH -, Anionen - Säurereste (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). Im Allgemeinen kann die Austauschreaktion in der folgenden Notation angegeben werden:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Dabei sind Kt1 und Kt2 die Metallkationen (1) und (2) und An1 und An2 die entsprechenden Anionen (1) und (2). Dabei ist zu berücksichtigen, dass in Verbindungen vor und nach der Reaktion immer an erster Stelle Kationen und an zweiter Stelle Anionen eingebaut werden. Daher, wenn die Reaktion auftritt Kaliumchlorid Und Silbernitrat, beide in gelöstem Zustand

KCl + AgNO 3 →

dann entstehen dabei die Stoffe KNO 3 und AgCl und die entsprechende Gleichung hat die Form:

KCl + AgNO 3 =KNO 3 + AgCl (26)

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

HCl + KOH = KCl + H 2 O (27)

Die Oxidationsstufen von Metallkationen und die Ladungen von Anionen saurer Reste sind in der Tabelle der Löslichkeit von Stoffen (Säuren, Salze und Basen in Wasser) angegeben. Die horizontale Linie zeigt Metallkationen und die vertikale Linie zeigt die Anionen von Säureresten.

Auf dieser Grundlage müssen bei der Aufstellung einer Gleichung für eine Austauschreaktion zunächst auf der linken Seite die Oxidationsstufen der in diesem chemischen Prozess entstehenden Teilchen ermittelt werden. Sie müssen beispielsweise eine Gleichung für die Wechselwirkung zwischen Calciumchlorid und Natriumcarbonat aufstellen. Erstellen wir das erste Diagramm dieser Reaktion:

CaCl + NaCO 3 →

Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →

Nachdem wir die bereits bekannte „Kreuz“-auf-„Kreuz“-Aktion durchgeführt haben, bestimmen wir die tatsächlichen Formeln der Ausgangsstoffe:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) werden wir vorläufige Formeln für die bei der Reaktion entstehenden Stoffe aufstellen:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl

Platzieren wir die entsprechenden Ladungen über ihren Kationen und Anionen:

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

Stoffformeln richtig geschrieben, entsprechend den Ladungen von Kationen und Anionen. Erstellen wir eine vollständige Gleichung und gleichen die linke und rechte Seite für Natrium und Chlor an:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl (28)

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

VaON + NPO 4 →

Platzieren wir die entsprechenden Ladungen über den Kationen und Anionen:

Ba 2+ OH - + H + PO 4 3- →

Lassen Sie uns die tatsächlichen Formeln der Ausgangsstoffe ermitteln:

Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 →

Basierend auf dem Prinzip des Austauschs von Kationen und Anionen (25) werden wir vorläufige Formeln für die bei der Reaktion gebildeten Stoffe aufstellen, wobei wir berücksichtigen, dass bei einer Austauschreaktion einer der Stoffe unbedingt Wasser sein muss:

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

Lassen Sie uns die korrekte Schreibweise für die Formel des bei der Reaktion gebildeten Salzes ermitteln:

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

Lassen Sie uns die linke Seite der Gleichung für Barium ausgleichen:

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

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

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

Es bleibt die Anzahl der Wasserstoff- und Sauerstoffatome auf der rechten Seite des Wassers abzugleichen. Da auf der linken Seite die Gesamtzahl der Wasserstoffatome 12 beträgt, muss sie auf der rechten Seite ebenfalls zwölf entsprechen, daher ist sie vor der Formel für Wasser notwendig Legen Sie den Koeffizienten fest„6“ (da das Wassermolekül bereits 2 Wasserstoffatome hat). Auch für Sauerstoff gilt die Gleichheit: links ist 14 und rechts ist 14. Die Gleichung hat also die richtige geschriebene Form:

3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)

Möglichkeit chemischer Reaktionen

Die Welt besteht aus einer großen Vielfalt an Stoffen. Auch die Zahl der Varianten chemischer Reaktionen zwischen ihnen ist unübersehbar. Aber können wir, nachdem wir diese oder jene Gleichung auf Papier geschrieben haben, sagen, dass ihr eine chemische Reaktion entsprechen wird? Es gibt ein Missverständnis, wenn es richtig ist Legen Sie die Quoten fest in der Gleichung, dann wird es in der Praxis machbar sein. Wenn wir zum Beispiel nehmen Schwefelsäurelösung und lege es hinein Zink, dann können Sie den Prozess der Wasserstoffentwicklung beobachten:

Zn+ H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (30)

Wenn jedoch Kupfer in dieselbe Lösung getropft wird, ist der Prozess der Gasentwicklung nicht zu beobachten. Die Reaktion ist nicht durchführbar.

Cu+ H 2 SO 4 ≠

Wenn konzentrierte Schwefelsäure eingenommen wird, reagiert diese mit Kupfer:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

Bei der Reaktion (23) zwischen den Gasen Stickstoff und Wasserstoff beobachten wir thermodynamisches Gleichgewicht, diese. wie viele Moleküle Pro Zeiteinheit entsteht Ammoniak NH 3, die gleiche Menge davon zerfällt wieder in Stickstoff und Wasserstoff. Verschiebung des chemischen Gleichgewichts kann durch Erhöhung des Drucks und Verringerung der Temperatur erreicht werden

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

Wenn du nimmst Kaliumhydroxidlösung und gieße es über ihn Natriumsulfatlösung, dann werden keine Änderungen beobachtet, die Reaktion wird nicht durchführbar sein:

KOH + Na 2 SO 4 ≠

Natriumchloridlösung Bei der Wechselwirkung mit Brom entsteht kein Brom, obwohl diese Reaktion als Substitutionsreaktion klassifiziert werden kann:

NaCl + Br 2 ≠

Was sind die Gründe für solche Abweichungen? Der Punkt ist, dass es nicht ausreicht, nur richtig zu bestimmen zusammengesetzte Formeln, ist es notwendig, die Besonderheiten der Wechselwirkung von Metallen mit Säuren zu kennen, die Löslichkeitstabelle von Stoffen gekonnt zu nutzen und die Substitutionsregeln in der Aktivitätsreihe von Metallen und Halogenen zu kennen. In diesem Artikel werden nur die grundlegendsten Prinzipien beschrieben Weisen Sie Koeffizienten in Reaktionsgleichungen zu, Wie Molekülgleichungen schreiben, Wie Bestimmen Sie die Zusammensetzung einer chemischen Verbindung.

Chemie als Wissenschaft ist äußerst vielfältig und vielschichtig. Der obige Artikel spiegelt nur einen kleinen Teil der in der realen Welt ablaufenden Prozesse wider. Typen, thermochemische Gleichungen, Elektrolyse, Prozesse der organischen Synthese und vieles mehr. Aber mehr dazu in zukünftigen Artikeln.

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Der Hauptgegenstand des Verständnisses in der Chemie sind die Reaktionen zwischen verschiedenen chemischen Elementen und Stoffen. Ein größeres Bewusstsein für die Gültigkeit des Zusammenspiels von Stoffen und Prozessen in chemischen Reaktionen ermöglicht es, diese zu steuern und für die eigenen Zwecke zu nutzen. Eine chemische Gleichung ist eine Methode zum Ausdruck einer chemischen Reaktion, in der die Formeln der Ausgangsstoffe und -produkte geschrieben werden, Indikatoren, die die Anzahl der Moleküle eines Stoffes angeben. Chemische Reaktionen werden in Kombinations-, Substitutions-, Zersetzungs- und Austauschreaktionen unterteilt. Unter ihnen kann man auch Redox, ionisch, reversibel und irreversibel, exogen usw. unterscheiden.

Anweisungen

1. Bestimmen Sie, welche Stoffe bei Ihrer Reaktion miteinander interagieren. Schreiben Sie sie auf die linke Seite der Gleichung. Betrachten Sie beispielsweise die chemische Reaktion zwischen Aluminium und Schwefelsäure. Platzieren Sie die Reagenzien auf der linken Seite: Al + H2SO4. Als nächstes setzen Sie das Gleichheitszeichen, wie in einer mathematischen Gleichung. In der Chemie kann man auf einen nach rechts zeigenden Pfeil oder auf zwei entgegengesetzt gerichtete Pfeile stoßen, ein „Reversibilitätszeichen“. Durch die Wechselwirkung eines Metalls mit einer Säure entstehen Salz und Wasserstoff. Schreiben Sie die Reaktionsprodukte hinter das Gleichheitszeichen rechts. Al + H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + H2 Das Ergebnis ist ein Reaktionsschema.

2. Um eine chemische Gleichung zu erstellen, müssen Sie die Exponenten finden. Auf der linken Seite des zuvor erhaltenen Diagramms enthält Schwefelsäure Wasserstoff-, Schwefel- und Sauerstoffatome im Verhältnis 2:1:4, auf der rechten Seite befinden sich 3 Schwefelatome und 12 Sauerstoffatome im Salz und 2 Wasserstoffatome im Salz das H2-Gasmolekül. Auf der linken Seite beträgt das Verhältnis dieser 3 Elemente 2:3:12.

3. Um die Anzahl der Schwefel- und Sauerstoffatome in der Zusammensetzung von Aluminium(III)sulfat auszugleichen, setzen Sie auf der linken Seite der Gleichung den Indikator 3 vor die Säure. Auf der linken Seite befinden sich nun sechs Wasserstoffatome. Um die Anzahl der Elemente des Wasserstoffs auszugleichen, setzen Sie auf der rechten Seite den Exponenten 3 davor. Nun beträgt das Verhältnis der Atome in beiden Teilen 2:1:6.

4. Es bleibt die Menge an Aluminium auszugleichen. Da das Salz zwei Metallatome enthält, setzen Sie den Exponenten 2 vor Aluminium auf der linken Seite des Diagramms. Als Ergebnis erhalten Sie die Reaktionsgleichung für dieses Diagramm: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2

Eine Reaktion ist die Umwandlung einer chemischen Substanz in eine andere. Und die Formel, sie mit Hilfe spezieller Symbole zu schreiben, ist die Gleichung für diese Reaktion. Es gibt verschiedene Arten chemischer Wechselwirkungen, die Regeln zum Schreiben ihrer Formeln sind jedoch identisch.

Du wirst brauchen

• Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew

Anweisungen

1. Auf der linken Seite der Gleichung stehen die Ausgangsstoffe, die reagieren. Sie werden Reagenzien genannt. Die Aufzeichnung erfolgt mit Hilfe spezieller Symbole, die jeden Stoff kennzeichnen. Zwischen den Reagenzien steht ein Pluszeichen.

2. Auf der rechten Seite der Gleichung steht die Formel des entstehenden einen oder mehrerer Stoffe, die als Reaktionsprodukte bezeichnet werden. Anstelle eines Gleichheitszeichens wird zwischen der linken und rechten Seite der Gleichung ein Pfeil platziert, der die Richtung der Reaktion angibt.

3. Nachdem Sie die Formeln der Reaktanten und Reaktionsprodukte aufgezeichnet haben, müssen Sie die Indikatoren der Reaktionsgleichung ordnen. Dies geschieht so, dass gemäß dem Massenerhaltungssatz der Materie die Anzahl der Atome desselben Elements auf der linken und rechten Seite der Gleichung identisch bleibt.

4. Um die Indikatoren richtig einzustellen, müssen Sie sich jeden der reagierenden Stoffe ansehen. Nehmen Sie dazu eines der Elemente und vergleichen Sie die Anzahl seiner Atome links und rechts. Wenn sie unterschiedlich ist, muss eine Zahl gefunden werden, die ein Vielfaches der Zahlen ist, die die Anzahl der Atome einer bestimmten Substanz im linken und rechten Teil angeben. Anschließend wird diese Zahl durch die Anzahl der Atome des Stoffes im entsprechenden Teil der Gleichung dividiert und man erhält für jeden seiner Teile einen Indikator.

5. Da der Indikator vor der Formel steht und sich auf jeden darin enthaltenen Stoff bezieht, besteht der nächste Schritt darin, die erhaltenen Daten mit der Nummer eines anderen in der Formel enthaltenen Stoffes zu vergleichen. Dies erfolgt nach dem gleichen Schema wie beim ersten Element und unter Berücksichtigung des für jede Formel vorhandenen Indikators.

6. Nachdem alle Elemente der Formel aussortiert wurden, erfolgt eine abschließende Prüfung der Übereinstimmung des linken und rechten Teils. Dann kann die Reaktionsgleichung als vollständig betrachtet werden.

Video zum Thema

Beachten Sie!
In Gleichungen chemischer Reaktionen ist es unmöglich, die linke und rechte Seite zu vertauschen. Im umgekehrten Fall wird das Ergebnis ein Diagramm eines völlig anderen Prozesses sein.

Hilfreicher Rat
Die Anzahl der Atome sowohl einzelner Reagenzstoffe als auch der in den Reaktionsprodukten enthaltenen Stoffe wird unter Verwendung des Periodensystems chemischer Elemente von D.I. bestimmt. Mendelejew

Wie wenig überraschend die Natur für den Menschen ist: Im Winter hüllt sie die Erde in eine Schneedecke, im Frühling offenbart sie alles Lebendige wie Popcornflocken, im Sommer tobt sie in einem Farbenrausch, im Herbst setzt sie Pflanzen mit rotem Feuer in Brand ... Und nur wenn man darüber nachdenkt und genau hinschaut, erkennt man, was hinter all diesen so vertrauten Veränderungen steckt: schwierige physikalische Prozesse und CHEMISCHE REAKTIONEN. Und um alle Lebewesen zu studieren, muss man chemische Gleichungen lösen können. Die Hauptvoraussetzung für die Bilanzierung chemischer Gleichungen ist die Kenntnis des Gesetzes zur Erhaltung der Stoffzahl: 1) Die Zahl der Stoffe vor der Reaktion ist gleich der Zahl der Stoffe nach der Reaktion; 2) Die Gesamtzahl der Stoffe vor der Reaktion ist gleich der Gesamtzahl der Stoffe nach der Reaktion.

Anweisungen

1. Um ein chemisches „Beispiel“ zu entzerren, müssen Sie mehrere Schritte ausführen. Schreiben Sie auf Die gleichung Reaktionen im Allgemeinen. Geben Sie dazu unbekannte Indikatoren vor den Stoffformeln mit Buchstaben des lateinischen Alphabets (x, y, z, t usw.) an. Lassen Sie die Reaktion der Kombination von Wasserstoff und Sauerstoff ausgeglichen werden, was zu Wasser führt. Setzen Sie vor den Molekülen Wasserstoff, Sauerstoff und Wasser lateinische Buchstaben (x, y, z) - Indikatoren.

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

Beachten Sie!
Wenn eine größere Anzahl chemischer Elemente an der Gleichung beteiligt ist, wird die Aufgabe nicht komplizierter, aber das Volumen nimmt zu, was kein Grund zur Beunruhigung ist.

Hilfreicher Rat
Es ist auch möglich, Reaktionen mithilfe der Wahrscheinlichkeitstheorie mithilfe der Wertigkeiten chemischer Elemente auszugleichen.

Tipp 4: Wie schreibe ich eine Redoxreaktion?

Redoxreaktionen sind Reaktionen, bei denen sich Oxidationsstufen ändern. Es kommt häufig vor, dass Ausgangssubstanzen angegeben werden und es notwendig ist, die Produkte ihrer Wechselwirkung aufzuschreiben. Gelegentlich kann derselbe Stoff in unterschiedlichen Umgebungen unterschiedliche Endprodukte produzieren.

Anweisungen

1. Abhängig nicht nur von der Reaktionsumgebung, sondern auch vom Grad der Oxidation verhält sich der Stoff unterschiedlich. Ein Stoff in seiner höchsten Oxidationsstufe ist immer ein Oxidationsmittel und in seiner niedrigsten Oxidationsstufe ist er ein Reduktionsmittel. Um eine saure Umgebung zu schaffen, wird traditionell Schwefelsäure (H2SO4) verwendet, seltener Salpetersäure (HNO3) und Salzsäure (HCl). Schaffen Sie bei Bedarf eine alkalische Umgebung mit Natriumhydroxid (NaOH) und Kaliumhydroxid (KOH). Schauen wir uns als Nächstes einige Beispiele für Substanzen an.

2. MnO4(-1)-Ion. In einer sauren Umgebung verwandelt es sich in Mn(+2), eine farblose Lösung. Ist das Medium neutral, entsteht MnO2 und es bildet sich ein brauner Niederschlag. Im alkalischen Medium erhalten wir MnO4(+2), eine grüne Lösung.

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

4. Das Cr2O7-Ion ist ein Oxidationsmittel; in einer sauren Umgebung verwandelt es sich in 2Cr(+3), das grün ist. Aus dem Cr(+3)-Ion in Gegenwart von Hydroxidionen, d.h. in einer alkalischen Umgebung entsteht gelbes CrO4(-2).

5. Lassen Sie uns ein Beispiel für den Aufbau einer Reaktion geben: KI + KMnO4 + H2SO4 – In dieser Reaktion befindet sich Mn in seiner höchsten Oxidationsstufe, d. h. es ist ein Oxidationsmittel, das Elektronen aufnimmt. Die Umgebung ist sauer, wie uns Schwefelsäure (H2SO4) zeigt. Das Reduktionsmittel ist hier I(-1), es gibt Elektronen ab und erhöht dadurch seinen Oxidationszustand. Wir schreiben die Reaktionsprodukte auf: KI + KMnO4 + H2SO4 – MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O. Ordnen wir die Indikatoren nach der Methode des elektronischen Gleichgewichts oder der Methode der Halbreaktion an, erhalten wir: 10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O.

Video zum Thema

Beachten Sie!
Vergessen Sie nicht, Indikatoren in Reaktionen zu platzieren!

Unter chemischen Reaktionen versteht man die Wechselwirkung von Stoffen, die mit einer Veränderung ihrer Zusammensetzung einhergeht. Mit anderen Worten: Die Stoffe, die an der Reaktion teilnehmen, entsprechen nicht den Stoffen, die bei der Reaktion entstehen. Eine Person begegnet stündlich und jede Minute ähnlichen Interaktionen. Tee, die in seinem Körper ablaufenden Prozesse (Atmung, Proteinsynthese, Verdauung usw.) sind ebenfalls chemische Reaktionen.

Anweisungen

1. Jede chemische Reaktion muss korrekt aufgezeichnet werden. Eine der Hauptanforderungen besteht darin, dass die Anzahl der Atome des gesamten Elements der auf der linken Seite der Reaktion befindlichen Stoffe (sie werden „Ausgangsstoffe“ genannt) der Anzahl der Atome desselben Elements in den Stoffen auf der linken Seite der Reaktion entspricht rechts (sie werden „Reaktionsprodukte“ genannt). Mit anderen Worten: Die Aufzeichnung der Reaktion muss ausgeglichen werden.

2. Schauen wir uns ein konkretes Beispiel an. Was passiert, wenn Sie in der Küche einen Gasbrenner einschalten? Erdgas reagiert mit Sauerstoff in der Luft. Diese Oxidationsreaktion ist so exotherm, das heißt unter Freisetzung von Wärme, dass eine Flamme entsteht. Mit dessen Unterstützung Sie entweder Speisen garen oder bereits gegarte Speisen aufwärmen.

3. Nehmen Sie zur Vereinfachung an, dass Erdgas nur aus einer Komponente besteht – Methan, das die Formel CH4 hat. Denn wie kann man diese Reaktion komponieren und ausgleichen?

4. Bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigem Brennstoff, also bei der Oxidation von Kohlenstoff mit Sauerstoff, entsteht Kohlendioxid. Sie kennen die Formel: CO2. Was entsteht, wenn der im Methan enthaltene Wasserstoff mit Sauerstoff oxidiert wird? Natürlich Wasser in Form von Dampf. Selbst der von der Chemie am weitesten entfernte Mensch kennt die Formel auswendig: H2O.

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

6. Die Vorabbezeichnung für diese chemische Reaktion lautet: CH4 + O2 = CO2 + H2O.

7. Gleichen Sie die obige Reaktion aus, d. h. erfüllen Sie die Grundregel: Die Anzahl der Atome des gesamten Elements auf der linken und rechten Seite der chemischen Reaktion muss identisch sein.

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

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

Eine Reaktionsgleichung ist eine herkömmliche Darstellung eines chemischen Prozesses, bei dem einige Substanzen unter Änderung ihrer Eigenschaften in andere umgewandelt werden. Um chemische Reaktionen aufzuzeichnen, werden Stoffformeln und Kenntnisse über die chemischen Eigenschaften von Verbindungen verwendet.

Anweisungen

1. Schreiben Sie die Formeln entsprechend ihrer Namen richtig auf. Nehmen wir an, Aluminiumoxid Al?O?, setzen Sie Index 3 von Aluminium (entsprechend seiner Oxidationsstufe in dieser Verbindung) in die Nähe von Sauerstoff und Index 2 (Oxidationsstufe von Sauerstoff) in die Nähe von Aluminium. Wenn die Oxidationsstufe +1 oder -1 ist, wird der Index nicht angegeben. Beispielsweise müssen Sie die Formel für Ammoniumnitrat aufschreiben. Nitrat ist ein saurer Rest von Salpetersäure (-NO?, d.o. -1), Ammonium (-NH?, d.o. +1). Die Formel für Ammoniumnitrat lautet also NH? NEIN?. Gelegentlich wird die Oxidationsstufe im Namen der Verbindung angegeben. Schwefeloxid (VI) – SO?, Siliziumoxid (II) SiO. Einige Urstoffe (Gase) werden mit Index 2 geschrieben: Cl?, J?, F?, O?, H? usw.

2. Sie müssen wissen, welche Substanzen reagieren. Sichtbare Anzeichen der Reaktion: Gasentwicklung, Farbmetamorphose und Niederschlag. Sehr oft verlaufen die Reaktionen ohne sichtbare Veränderungen. Beispiel 1: Neutralisationsreaktion H?SO? + 2 NaOH ? Na?SO? + 2 H?O Natriumhydroxid reagiert mit Schwefelsäure unter Bildung des löslichen Salzes Natriumsulfat und Wasser. Das Natriumion wird abgespalten und verbindet sich mit dem sauren Rückstand, wodurch der Wasserstoff ersetzt wird. Die Reaktion verläuft ohne äußere Anzeichen. Beispiel 2: Iodoform-Test C?H?OH + 4 J? + 6 NaOH?CHJ?? + 5 NaJ + HCOONa + 5 H?ODie Reaktion erfolgt in mehreren Stufen. Das Endergebnis ist die Ausfällung gelber Iodoformkristalle (eine gute Reaktion auf Alkohole). Beispiel 3: Zn + K?SO? ? Die Reaktion ist undenkbar, weil Zink steht in der Spannungsreihe der Metalle hinter Kalium und kann dieses nicht aus Verbindungen verdrängen.

3. Das Gesetz der Massenzustandserhaltung: Die Masse der reagierenden Stoffe ist gleich der Masse der gebildeten Stoffe. Eine kompetente Aufzeichnung einer chemischen Reaktion ist der halbe Erfolg. Wir müssen die Weichen stellen. Beginnen Sie mit dem Ausgleich mit den Verbindungen, deren Formeln große Indizes enthalten. K?Cr?O? + 14 HCl ? 2 CrCl? + 2 KCl + 3 Cl?? + 7 H?O Beginnen Sie mit der Anordnung von Indikatoren mit Kaliumdichromat, weil seine Formel enthält den größten Index (7). Eine solche Genauigkeit bei der Aufzeichnung von Reaktionen ist erforderlich, um Masse, Volumen, Konzentration, freigesetzte Energie und andere Größen zu berechnen. Seien Sie aufmerksam. Merken Sie sich die gängigsten Formeln von Säuren und Basen sowie Säureresten.

Tipp 7: So ermitteln Sie Redoxgleichungen

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

Anweisungen

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

2. Wenn sich die Oxidationsstufe geändert hat, handelt es sich um eine Redoxreaktion. Wenn die Oxidationsstufen aller Elemente gleich bleiben – nein.

3. Hier ist beispielsweise die weithin bekannte, qualitativ hochwertige Reaktion zur Identifizierung des Sulfationen SO4 ^2-. Sein Wesen liegt darin, dass Bariumsulfat mit der Formel BaSO4 praktisch unlöslich in Wasser ist. Bei der Bildung fällt es sofort in Form eines dichten, schweren weißen Niederschlags aus. Schreiben Sie eine Gleichung für eine ähnliche Reaktion auf, beispielsweise BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl.

4. Es stellt sich heraus, dass aus der Reaktion ersichtlich ist, dass zusätzlich zum Niederschlag von Bariumsulfat Natriumchlorid gebildet wurde. Handelt es sich bei dieser Reaktion um eine Redoxreaktion? Nein, das ist nicht der Fall, denn kein einziges der in den Ausgangsstoffen enthaltenen Elemente hat seinen Oxidationszustand verändert. Sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der chemischen Gleichung hat Barium die Oxidationsstufe +2, Chlor -1, Natrium +1, Schwefel +6 und Sauerstoff -2.

5. Aber die Reaktion ist Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Ist es Redox? Elemente der Ausgangsstoffe: Zink (Zn), Wasserstoff (H) und Chlor (Cl). Sehen Sie, welche Oxidationsstufen sie haben? Für Zink ist es wie bei jeder einfachen Substanz 0, für Wasserstoff +1 und für Chlor -1. Welche Oxidationsstufen haben dieselben Elemente auf der rechten Seite der Reaktion? Für Chlor blieb es unerschütterlich, also gleich -1. Aber für Zink wurde es gleich +2 und für Wasserstoff – 0 (aufgrund der Tatsache, dass Wasserstoff in Form einer einfachen Substanz – eines Gases – freigesetzt wurde). Folglich handelt es sich bei dieser Reaktion um Redox.

Video zum Thema

Die kanonische Gleichung einer Ellipse wird aus der Überlegung zusammengestellt, dass die Summe der Abstände von jedem Punkt der Ellipse zu ihren beiden Brennpunkten ausnahmslos stetig ist. Indem Sie diesen Wert festlegen und den Punkt entlang der Ellipse verschieben, können Sie die Gleichung der Ellipse bestimmen.

Du wirst brauchen

• Ein Blatt Papier, ein Kugelschreiber.

Anweisungen

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

2. Zeichnen Sie auf ein Blatt Papier eine gerade Linie, die die Koordinatenlinie der Abszissenachse darstellt, und stellen Sie die Punkte F2 und F1 dar. Diese Punkte stellen die Brennpunkte der Ellipse dar. Der Abstand vom gesamten Brennpunkt zum Ursprung muss den gleichen Wert haben, nämlich c.

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

4. Bestimmen Sie die Größe der Segmente F1M und F2M mithilfe des Satzes des Pythagoras. Bedenken Sie, dass Punkt M die aktuellen Koordinaten (x,y) relativ zum Ursprung hat und Punkt M relativ zum Beispiel Punkt F1 die Koordinaten (x+c, y) hat, d. h. die „x“-Koordinate erhält a Schicht. Im Ausdruck des Satzes des Pythagoras muss also einer der Terme gleich dem Quadrat des Wertes (x+c) oder des Wertes (x-c) sein.

5. Setzen Sie die Ausdrücke für die Module der Vektoren F1M und F2M in die grundlegende Ellipsenbeziehung ein und quadrieren Sie beide Seiten der Gleichung, indem Sie zuvor eine der Quadratwurzeln auf die rechte Seite der Gleichung verschieben und die Klammern öffnen. Nachdem Sie identische Terme reduziert haben, dividieren Sie das resultierende Verhältnis durch 4a und erhöhen Sie es erneut in die zweite Potenz.

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

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

Hilfreicher Rat
Um die Erfüllung der Aufgabe zu überprüfen, können Sie den Massenerhaltungssatz nutzen.

Chemisches Reaktionsdiagramm.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, chemische Reaktionen aufzuzeichnen. Das „verbale“ Reaktionsschema haben Sie in § 13 kennengelernt.

Hier ist ein weiteres Beispiel:

Schwefel + Sauerstoff -> Schwefeldioxid.

Lomonosov und Lavoisier entdeckten das Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen während einer chemischen Reaktion. Es ist so formuliert:

Lassen Sie uns erklären, warum Massen Asche und kalziniertes Kupfer unterscheiden sich von den Massen von Papier und Kupfer vor dem Erhitzen.

Der in der Luft enthaltene Sauerstoff ist am Verbrennungsprozess von Papier beteiligt (Abb. 48, a).

Daher reagieren zwei Stoffe. Neben Asche entstehen Kohlendioxid und Wasser (in Form von Dampf), die in die Luft gelangen und sich verflüchtigen.

Reis. 48. Reaktionen von Papier (a) und Kupfer (b) mit Sauerstoff

Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794)

Hervorragender französischer Chemiker, einer der Begründer der wissenschaftlichen Chemie. Akademiker der Pariser Akademie der Wissenschaften. Er führte quantitative (präzise) Forschungsmethoden in die Chemie ein. Er bestimmte experimentell die Zusammensetzung der Luft und bewies, dass die Verbrennung eine Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff und Wasser eine Verbindung von Wasserstoff mit Sauerstoff ist (1774-1777).

Erstellte die erste Tabelle einfacher Stoffe (1789) und schlug im Wesentlichen eine Klassifizierung chemischer Elemente vor. Unabhängig von M. V. Lomonossow entdeckte er das Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen bei chemischen Reaktionen.

Reis. 49. Ein Experiment, das das Lomonosov-Lavoisier-Gesetz bestätigt: a – der Beginn des Experiments; b – Ende des Experiments

Ihre Masse übersteigt die Masse von Sauerstoff. Daher ist die Aschemasse geringer als die Papiermasse.

Beim Erhitzen von Kupfer „verbindet“ sich Luftsauerstoff damit (Abb. 48, b). Das Metall verwandelt sich in eine schwarze Substanz (seine Formel ist CuO und sein Name ist Kupfer(P)-oxid). Offensichtlich muss die Masse des Reaktionsprodukts die Masse des Kupfers übersteigen.

Kommentieren Sie das in Abbildung 49 dargestellte Experiment und ziehen Sie eine Schlussfolgerung.

Recht als Form wissenschaftlicher Erkenntnis.

Die Entdeckung von Gesetzen in der Chemie, Physik und anderen Wissenschaften erfolgt, nachdem Wissenschaftler viele Experimente durchgeführt und die erzielten Ergebnisse analysiert haben.

Ein Gesetz ist eine Verallgemeinerung objektiver, vom Menschen unabhängiger Zusammenhänge zwischen Phänomenen, Eigenschaften usw.

Das Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen während einer chemischen Reaktion ist das wichtigste Gesetz der Chemie. Es gilt für alle Stoffumwandlungen, die sowohl im Labor als auch in der Natur stattfinden.

Chemische Gesetze ermöglichen es, die Eigenschaften von Stoffen und den Ablauf chemischer Reaktionen vorherzusagen und Prozesse in der chemischen Technologie zu regeln.

Zur Erklärung des Gesetzes werden Hypothesen aufgestellt, die durch entsprechende Experimente überprüft werden. Bestätigt sich eine der Hypothesen, wird darauf basierend eine Theorie erstellt. In der Oberstufe werden Sie mit mehreren Theorien vertraut gemacht, die Chemiker entwickelt haben.

Die Gesamtmasse der Stoffe ändert sich während einer chemischen Reaktion nicht, da Atome chemischer Elemente während der Reaktion weder erscheinen noch verschwinden, sondern nur ihre Umlagerung stattfindet. Mit anderen Worten,
Die Anzahl der Atome jedes Elements vor der Reaktion ist gleich der Anzahl seiner Atome nach der Reaktion. Dies wird durch die am Anfang des Absatzes angegebenen Reaktionsschemata angezeigt. Ersetzen wir die Pfeile zwischen dem linken und rechten Teil durch Gleichheitszeichen:

Solche Aufzeichnungen werden chemische Gleichungen genannt.

Eine chemische Gleichung ist eine Aufzeichnung einer chemischen Reaktion unter Verwendung der Formeln von Reaktanten und Produkten, die mit dem Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen vereinbar ist.

Es gibt viele Reaktionsschemata, die nicht dem Lomonosov-Lavoisier-Gesetz entsprechen.

Zum Beispiel das Reaktionsschema für die Bildung von Wasser:

H 2 + O 2 -> H 2 O.

Beide Teile des Diagramms enthalten die gleiche Anzahl an Wasserstoffatomen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Sauerstoffatomen.

Lassen Sie uns dieses Diagramm in eine chemische Gleichung umwandeln.

Damit sich auf der rechten Seite zwei Sauerstoffatome befinden, setzen wir der Wasserformel einen Koeffizienten von 2 voran:

H 2 + O 2 -> H 2 O.

Jetzt sind rechts vier Wasserstoffatome. Damit sich auf der linken Seite die gleiche Anzahl an Wasserstoffatomen befindet, schreiben wir den Koeffizienten 2 vor die Wasserstoffformel. Wir erhalten die chemische Gleichung:

2H 2 + O 2 = 2H 2 0.

Um also ein Reaktionsschema in eine chemische Gleichung umzuwandeln, müssen Sie für jeden Stoff Koeffizienten auswählen (falls erforderlich), diese vor die chemischen Formeln schreiben und den Pfeil durch ein Gleichheitszeichen ersetzen.

Vielleicht stellen einige von Ihnen die folgende Gleichung auf: 4H 2 + 20 2 = 4H 2 0. Darin enthalten die linke und rechte Seite die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements, aber alle Koeffizienten können durch Division durch 2 reduziert werden. Dies ist, was getan werden sollte.

Das ist interessant

Eine chemische Gleichung hat viel mit einer mathematischen gemeinsam.

Im Folgenden werden verschiedene Schreibweisen für die besprochene Reaktion beschrieben.

Wandeln Sie das Reaktionsdiagramm Cu + O 2 -> CuO in eine chemische Gleichung um.

Lassen Sie uns eine schwierigere Aufgabe erledigen: das Reaktionsschema in eine chemische Gleichung umwandeln

Auf der linken Seite des Diagramms befindet sich das Aluminiumatom I und auf der rechten Seite das Aluminiumatom 2. Stellen wir der Metallformel einen Koeffizienten von 2 voran:

Auf der rechten Seite befinden sich dreimal mehr Schwefelatome als auf der linken Seite. Schreiben wir den Koeffizienten 3 auf der linken Seite vor die Formel der Schwefelverbindung:

Jetzt beträgt die Anzahl der Wasserstoffatome auf der linken Seite 3 2 = 6 und auf der rechten Seite nur 2. Damit es auf der rechten Seite 6 davon gibt, geben wir den Koeffizienten 3 (6: 2 = 3) ein vor der Wasserstoffformel:

Vergleichen wir die Anzahl der Sauerstoffatome in beiden Teilen des Diagramms. Sie sind gleich: 3 4 = 4 * 3. Ersetzen Sie den Pfeil durch ein Gleichheitszeichen:

Schlussfolgerungen

Chemische Reaktionen werden mithilfe von Reaktionsdiagrammen und chemischen Gleichungen beschrieben.

Das Reaktionsschema enthält die Formeln der Reaktanten und Produkte, und die chemische Gleichung enthält auch Koeffizienten.

Die chemische Gleichung steht im Einklang mit dem Lomonosov-Lavoisier-Gesetz zur Massenerhaltung von Stoffen:

Die Masse der Stoffe, die eine chemische Reaktion eingegangen sind, ist gleich der Masse der Stoffe, die als Ergebnis der Reaktion entstehen.

Atome chemischer Elemente erscheinen oder verschwinden bei Reaktionen nicht, sondern es findet nur ihre Umlagerung statt.

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105. Wie unterscheidet sich eine chemische Gleichung von einem Reaktionsschema?

106. Tragen Sie die fehlenden Koeffizienten in die Reaktionsaufzeichnungen ein:

107. Wandeln Sie die folgenden Reaktionsschemata in chemische Gleichungen um:

108. Erstellen Sie Formeln für Reaktionsprodukte und entsprechende chemische Gleichungen:

109. Schreiben Sie anstelle von Punkten die Formeln einfacher Stoffe auf und stellen Sie chemische Gleichungen auf:

Bedenken Sie, dass Bor und Kohlenstoff aus Atomen bestehen; Fluor, Chlor, Wasserstoff und Sauerstoff stammen aus zweiatomigen Molekülen und Phosphor (weiß) aus vieratomigen Molekülen.

110. Kommentieren Sie die Reaktionsschemata und setzen Sie sie in chemische Gleichungen um:

111. Welche Branntkalkmasse entstand bei der Langzeitkalzinierung von 25 g Kreide, wenn bekannt ist, dass 11 g Kohlendioxid freigesetzt wurden?

Popel P. P., Kryklya L. S., Chemie: Pidruch. für die 7. Klasse zagalnosvit. Navch. Schließen - K.: VC "Academy", 2008. - 136 S.: Abb.

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