نصائح مفيدة

الدرس 13

Pin
Send
Share
Send
Send


المعادلة الكيميائية هي سجل مشروط للعملية التي تحدث أثناء التفاعل الكيميائي. قانون الحفاظ على الكتلة يستثني ظهور ذرات جديدة وتدمير الذرات القديمة أثناء التفاعل الكيميائي. وبالتالي ، يجب أن يكون عدد الذرات الموجودة في الكواشف مساوياً لعدد الذرات في منتجات التفاعل الكيميائي. سيساعدك الدليل أدناه على فهم كيفية حل المعادلات الكيميائية.

طريقة 1 من 2: الطريقة التقليدية

  1. 1 اكتب المعادلة التي تحتاجها للتوازن. على سبيل المثال ، سوف نستخدم المعادلة التالية: C3H8 + يا2 -> ح2O + CO2هذا هو تفاعل الاحتراق البروبان (C3H8) في وجود الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء.
  2. 2 اكتب عدد الذرات على كل جانب من المعادلة. انتبه إلى فهرس كل من الذرات ، فهو الذي يشير إلى عددها.
    • الجانب الأيسر: 3 ذرات كربون و 8 ذرات هيدروجين و 2 ذرات أكسجين.
    • الجانب الأيمن: ذرة كربون واحدة ، ذرتان هيدروجين و 3 ذرات أكسجين.
  3. 3 دائما معادلة ذرات الهيدروجين والأكسجين في النهاية. هذا يعني أنك تحتاج أن تبدأ مع ذرات الكربون.
  4. 4 أضف المعامل إلى ذرة الكربون على الجانب الأيمن من المعادلة من أجل موازنتها مع الذرات الثلاث على الجانب الأيسر.3H8 + يا2 -> ح2شركة O + 32
    • يشير المعامل 3 الموجود أمام ذرة الكربون على الجانب الأيمن من المعادلة إلى عدد الذرات بنفس طريقة المؤشر 3 تحت ذرة الكربوهيدرات على الجانب الأيسر من المعادلة.
    • في المعادلة الكيميائية ، يمكن ضبط المعاملات فقط ، بينما لا يمكن تغيير المؤشرات في أي حال.
  5. 5 الآن توازن ذرات الهيدروجين. توجد 8 ذرات على الجانب الأيمن من المعادلة ، على التوالي ، يجب أن يكون نفس عدد ذرات الهيدروجين على الجانب الأيسر.3H8 + يا2 -> 4 ساعات2يا + 3CO2
    • على الجانب الأيمن من المعادلة ، أضفنا معامل 4 أمام الهيدروجين ، لأنه يحتوي بالفعل على مؤشر 2.
    • وبالتالي ، بضرب المعامل 4 بالمؤشر 2 ، نحصل على 8 ذرات.
  6. 6 ذرات أكسجين أخرى 6 مشتقة من 3CO2. (3 × 2 = 6 ذرات أكسجين + 4 = 10 أخرى)
  7. 7 في النهاية ، توازن ذرات الأكسجين.
    • بإضافة مؤشرات أمام جزيئات المواد على الجانب الأيمن من المعادلة ، قمنا أيضًا بتغيير عدد ذرات الأكسجين. الآن لدينا 4 ذرات أكسجين في جزيئات الماء و 6 ذرات أكسجين في جزيئات ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون). معا سيكون 10 ذرات.
    • ثم نحتاج إلى وضع المعامل 5 أمام جزيء الأكسجين على الجانب الأيسر للمعادلة. وبالتالي ، نحصل على 10 ذرات أكسجين على كل جانب من المعادلة.

C3H8 + 5 يا2 -> 4H2يا + 3CO2. الآن عدد جميع ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين هو نفسه في كلا الجانبين من المعادلة. لذلك المعادلة الخاصة بك متوازنة.

المعادلة الكيميائية

تفاعل الاحتراق من الميثان CH4 في الأكسجين O2 ثاني أكسيد الكربون CO2 والماء ح2هذا رد الفعل يمكن وصفها معادلة كيميائية:

دعنا نحاول استخراج معلومات أكثر من المعادلة الكيميائية من مجرد إشارة المنتجات والكواشف رد فعل. المعادلة الكيميائية (1) غير كاملة وبالتالي لا تعطي أي معلومات حول عدد جزيئات O2 أنفقت لكل 1 جزيء من CH4 وكم عدد جزيئات ثاني أكسيد الكربون2 و H 2 O هي النتيجة. ولكن إذا كتبنا المعاملات العددية أمام الصيغ الجزيئية المقابلة التي تشير إلى عدد الجزيئات من كل نوع تشارك في التفاعل ، ثم نحصل معادلة كيميائية كاملة رد فعل.

لاستكمال تحضير المعادلة الكيميائية (1) ، يجب تذكر قاعدة واحدة بسيطة: يجب أن يتواجد نفس عدد الذرات من كل نوع على الجانبين الأيسر والأيمن من المعادلة ، حيث أنه خلال التفاعل الكيميائي لا تنشأ ذرات جديدة ولا يتم تدمير الذرات الموجودة. تستند هذه القاعدة إلى قانون حفظ الكتلة ، الذي درسناه في بداية الفصل.

معادلة الكيميائية

معادلة الكيميائية من الضروري الحصول على كامل من معادلة كيميائية بسيطة. لذلك ، دعنا ننتقل إلى التفاعل المتساوي مباشرة (1): مرة أخرى ، انظر إلى المعادلة الكيميائية ، بالضبط في الذرات والجزيئات في الجانبين الأيمن والأيسر. من السهل ملاحظة أن ثلاثة أنواع من الذرات تشارك في التفاعل: الكربون C ، الهيدروجين H والأكسجين O. دعونا نحسب ونقارن عدد الذرات من كل نوع في الجانبين الأيمن والأيسر للمعادلة الكيميائية.

لنبدأ بالكربون. على الجانب الأيسر ، تعد ذرة واحدة من C جزءًا من جزيء CH4، وعلى الجانب الأيمن واحد ذرة C هو جزء من CO2. وبالتالي ، فإن عدد ذرات الكربون يتزامن في الأجزاء اليمنى واليسرى ، لذلك نتركها وحدها. ولكن من أجل الوضوح ، وضعنا معامل 1 أمام الجزيئات مع الكربون ، على الرغم من أن هذا ليس ضروريًا:

ثم ننتقل إلى حساب ذرات الهيدروجين H. على الجانب الأيسر هناك 4 ذرات H (بالمعنى الكمي ، H4 = 4H) في تكوين جزيء CH4، وفي اليمين - ذرات H 2 فقط في جزيء H2O ، وهو أقل مرتين من الجانب الأيسر للمعادلة الكيميائية (2). سوف نتصل! للقيام بذلك ، ضع المعامل 2 أمام الجزيء H2سنحصل الآن على 4 جزيئات هيدروجين H في كواشفنا ومنتجاتنا:

يرجى ملاحظة أن المعامل 2 ، الذي كتبناه أمام جزيء الماء H2يا لتحقيق التعادل الهيدروجين H ، يزيد مرتين في جميع الذرات في تكوينها ، أي 2H2يا هو 4H و 2O. حسنًا ، يبدو أنه تم حلها ، يبقى حساب ومقارنة عدد ذرات الأكسجين O في المعادلة الكيميائية (3). من الواضح على الفور أنه على الجانب الأيسر من ذرات O هناك أقل مرتين بالضبط من على اليمين. الآن أنت نفسك تعرف بالفعل كيفية معادلة المعادلات الكيميائية ، لذلك دوّن النتيجة النهائية على الفور:

كما ترون ، فإن معادلة التفاعلات الكيميائية ليست بالأمر الصعب ، وليست الكيمياء هي المهم هنا ، ولكنها الرياضيات. المعادلة (4) تسمى معادلة كاملة التفاعل الكيميائي ، لأنه يلاحظ قانون الحفاظ على الكتلة ، أي يتطابق عدد ذرات كل صنف يدخل في التفاعل تمامًا مع عدد ذرات هذا الصنف في نهاية التفاعل. يحتوي كل جزء من هذه المعادلة الكيميائية الكاملة على ذرة كربون واحدة و 4 ذرات هيدروجين و 4 ذرات أكسجين. ومع ذلك ، يجدر فهم بضع نقاط مهمة: التفاعل الكيميائي عبارة عن تسلسل معقد من المراحل الوسيطة المنفصلة ، وبالتالي ، على سبيل المثال ، لا يمكن للمرء تفسير المعادلة (4) بمعنى أن جزيء الميثان يجب أن يصطدم في وقت واحد مع جزيئين من الأكسجين. العمليات التي تحدث أثناء تشكيل منتجات التفاعل أكثر تعقيدًا بكثير. النقطة الثانية: معادلة التفاعل الكاملة لا تخبرنا بأي شيء عن آليتها الجزيئية ، أي حول تسلسل الأحداث التي تحدث على المستوى الجزيئي أثناء مسارها.

المعاملات في معادلات التفاعلات الكيميائية

مثال جيد آخر لكيفية الترتيب معاملات في معادلات التفاعلات الكيميائية: Trinitrotoluene (TNT) C7H5N3O6 يجمع بقوة مع الأكسجين لتشكيل H2يا شركة2 و N2. نكتب معادلة التفاعل ، والتي سنساويها:

من الأسهل وضع معادلة كاملة تستند إلى جزيئين TNT ، حيث أن الجانب الأيسر يحتوي على عدد فردي من ذرات الهيدروجين والنيتروجين ، والجزء متساوٍ حتى على اليمين:

  • 2C7H5N3O6 + يا2 → شركة2 + ح2O + N2 (6)

ثم يتضح أن 14 ذرة كربون و 10 ذرات هيدروجين و 6 ذرات نيتروجين يجب أن تتحول إلى 14 جزيئًا من ثاني أكسيد الكربون و 5 جزيئات ماء و 3 جزيئات نيتروجين:

يحتوي كلا الجزأين الآن على نفس العدد من جميع الذرات باستثناء الأكسجين. من بين 33 من ذرات الأكسجين الموجودة على الجانب الأيمن من المعادلة ، يتم تسليم 12 من جزيئات TNT الأولية ، ويجب تزويد الـ 21 المتبقية بجزيئات 10.5 O2. وبالتالي ، سوف تبدو المعادلة الكيميائية الكاملة كما يلي:

يمكنك ضرب كلا الجزئين في 2 والتخلص من معامل عدد صحيح 10.5:

ولكن هذا لا يمكن القيام به ، لأن جميع معاملات المعادلة لا يجب أن تكون عددًا صحيحًا. من الأصح إجراء معادلة تعتمد على جزيء TNT واحد:

المعادلة الكيميائية الكاملة (9) تحمل الكثير من المعلومات. بادئ ذي بدء ، فإنه يشير إلى المواد الأولية - الكواشفكذلك المنتجات رد فعل. بالإضافة إلى ذلك ، يُظهر أنه أثناء التفاعل يتم حفظ كل الذرات من كل نوع على حدة. إذا ضاعفنا طرفي المعادلة (9) برقم Avogadro NA= 6.022 · 10 23 ، يمكننا أن نقول أن 4 مولات من TNT تتفاعل مع 21 مولات من O2 مع تشكيل 28 مول من CO210 الشامات ح2يا و 6 الشامات N2.

هناك رقاقة واحدة أخرى. باستخدام الجدول الدوري ، نحدد الأوزان الجزيئية لجميع هذه المواد:

  • C 7 H 5 N 3 O 6 = 227.13 جم / مول
  • O 2 = 31.999 جم / مول
  • CO 2 = 44.010 جم / مول
  • H 2 O = 18.015 جم / مول
  • N 2 = 28.013 جم / مول

ستشير المعادلة 9 الآن إلى أن 4 · 227.13 جم = 908.52 جم من TNT تتطلب 21 · 31.999 جم = 671.98 جم من الأكسجين للتفاعل الكامل ونتيجة لذلك 28 · 44.010 جم = 1232.3 جم من ثاني أكسيد الكربون210 · 18.015 جم = 180.15 غ2O و 6 · 28.013 جم = 168.08 جم N2. تحقق مما إذا كان قانون الحفظ الشامل يحمل رد الفعل هذا:

الكواشفالمنتجات
908.52 غرام تي ان تي1232.3 جم من ثاني أكسيد الكربون
671.98 جم من ثاني أكسيد الكربون180.15 غ 2 س
168.08 غرام ن 2
في المجموع1580.5 جم1580.5 جم

ولكن ليس بالضرورة أن تشارك الجزيئات الفردية في التفاعل الكيميائي. على سبيل المثال ، تفاعل الكالسيوم CaCO 3 وحمض الهيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك ، مع تشكيل محلول مائي من كلوريد الكالسيوم CaCl 2 وثاني أكسيد الكربون CO 2:

المعادلة الكيميائية (11) تصف تفاعل كربونات الكالسيوم CaCO3 (الحجر الجيري) وحمض الهيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك لتشكيل محلول مائي من كلوريد الكالسيوم CaCl2 وثاني أكسيد الكربون CO2. هذه المعادلة كاملة ، لأن عدد ذرات كل نوع في أجزائه اليسرى واليمنى هو نفسه.

معنى هذه المعادلة على المستوى المولي (المولي) كما يلي: 1 مول أو 100.09 غرام من CaCO3 يتطلب 2 مولات أو 72.92 غرام من حمض الهيدروكلوريك لإكمال التفاعل ، مما يؤدي إلى 1 مول من CaCl2 (110.99 جم / مول) ، CO2 (44.01 جم / مول) و H2O (18.02 جم / مول). من هذه البيانات العددية ، من السهل التحقق من أن قانون الحفظ الشامل راضي في رد الفعل هذا.

تفسير المعادلة (11) على المستوى المجهري (الجزيئي) ليس واضحًا جدًا ، نظرًا لأن كربونات الكالسيوم عبارة عن ملح وليس مركبًا جزيئيًا ، وبالتالي لا يمكن فهم المعادلة الكيميائية (11) بمعنى أن جزيء واحد من كربونات الكالسيوم CaCO3 يتفاعل مع 2 جزيئات حمض الهيدروكلوريك. علاوة على ذلك ، فإن جزيء حمض الهيدروكلوريك الموجود في المحلول ينفصل (يتحلل) بشكل عام إلى H + و Clions. وبالتالي ، فإن الوصف الأكثر دقة لما يحدث في هذا التفاعل على المستوى الجزيئي يعطي المعادلة:

هنا بين قوسين ، يتم اختصار الحالة المادية لكل نوع من الجزيئات (التلفزيون. - صعب عبد القدير. - أيون رطب في محلول مائي ، مدينة - غاز حسنا. - السائل).

المعادلة (12) تبين أن كربونات الكالسيوم الصلبة3 يتفاعل مع اثنين من أيونات H + رطبة ، وتشكيل أيون إيجابي Ca 2+ ، CO2 و ح2O. المعادلة (12) ، مثل المعادلات الكيميائية الأخرى الكاملة ، لا تعطي فكرة عن الآلية الجزيئية للتفاعل وهي أقل ملاءمة لحساب كمية المواد ، ومع ذلك ، فهي تعطي وصفًا أفضل لما يحدث على المستوى المجهري.

إصلاح المعرفة المكتسبة في إعداد المعادلات الكيميائية عن طريق فحص مستقل بمثال مع الحل:

اتمنى من الدرس 13 "وضع المعادلات الكيميائية»لقد تعلمت شيئًا جديدًا لنفسك. إذا كان لديك أي أسئلة ، فاكتبها في التعليقات.

تعليمات

لمساواة التفاعل الكيميائي ، أدخل معادلة التفاعل وانقر فوق الزر Equate. المعادلة التي تم حلها تظهر في الأعلى.

  • استخدم الأحرف الكبيرة للحرف الأولي للعنصر والأحرف الصغيرة للحرف الثاني. أمثلة: Fe و Au و Co و Br و C و O و N و F.
  • لا يتم دعم رسوم Ion بعد ولن يتم أخذها في الاعتبار.
  • حرك المجموعات غير القابلة للتغيير في المفاصل لتجنب الغموض. على سبيل المثال ، C6H5C2H5 + O2 = C6H5OH + CO2 + H2O لن تتساوى ، لكن XC2H5 + O2 = XOH + CO2 + H2O ستعادل.
  • المسافات المتوسطة [مثل (s) (aq) أو (g)] ليست مطلوبة.
  • يمكنك استخدام الأقواس () والأقواس المربعة [].

المعادلة الكيميائية موازنة المثال

الخطوة 1

مقارنة العناصر على الجانبين الأيسر والأيمن

عنصرالجانب الأيسرالجانب الأيمن
N21
H23

الخطوة 2

لموازنة المعادلة الكيميائية ، أضف 2 إلى الجانب الأيمن.

عنصرالجانب الأيسرالجانب الأيمن
N22
H26

الخطوة 3

أضف 3 إلى العنصر H على الجانب الأيسر للمعادلة.
المعادلة: N2 + 3H2 = 2NH3

شاهد الفيديو: الدرس 13 المستقيمات المتوازية الثالث متوسط (سبتمبر 2021).

Pin
Send
Share
Send
Send