Kort

Reaktionsekvationer med tre ämnen. Hur skrivs ekvationer för kemiska reaktioner? Kemiska reaktionsekvationer

Ganska ofta måste skolbarn och elever komponera den sk. joniska reaktionsekvationer. Speciellt uppgift 31, som föreslagits vid Unified State Exam in Chemistry, ägnas åt detta ämne. I den här artikeln kommer vi att diskutera i detalj algoritmen för att skriva korta och kompletta joniska ekvationer, och kommer att analysera många exempel på olika nivåer av komplexitet.

Varför behövs joniska ekvationer?

Låt mig påminna dig om att när många ämnen löses i vatten (och inte bara i vatten!) sker en dissociationsprocess – ämnena bryts upp till joner. Till exempel dissocierar HCl-molekyler i en vattenhaltig miljö till vätekatjoner (H +, mer exakt, H 3 O +) och kloranjoner (Cl -). Natriumbromid (NaBr) finns i en vattenlösning inte i form av molekyler, utan i form av hydratiserade Na + och Br - joner (förresten, fast natriumbromid innehåller också joner).

När vi skriver ”vanliga” (molekylära) ekvationer tar vi inte hänsyn till att det inte är molekyler som reagerar, utan joner. Här är till exempel hur ekvationen för reaktionen mellan saltsyra och natriumhydroxid ser ut:

HCl + NaOH = NaCl + H2O. (1)

Naturligtvis beskriver detta diagram inte processen helt korrekt. Som vi redan har sagt, i en vattenlösning finns det praktiskt taget inga HCl-molekyler, men det finns H + och Cl - joner. Detsamma är sant med NaOH. Det vore mer korrekt att skriva följande:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H2O. (2)

Det är vad det är fullständig jonisk ekvation. Istället för "virtuella" molekyler ser vi partiklar som faktiskt finns i lösningen (katjoner och anjoner). Vi kommer inte att uppehålla oss vid frågan om varför vi skrev H 2 O i molekylär form. Detta kommer att förklaras lite senare. Som du kan se är det inget komplicerat: vi ersatte molekylerna med joner som bildas under deras dissociation.

Men även den kompletta joniska ekvationen är inte perfekt. Ta en närmare titt: både vänster och höger sida av ekvation (2) innehåller samma partiklar - Na + katjoner och Cl - anjoner. Dessa joner förändras inte under reaktionen. Varför behövs de då överhuvudtaget? Låt oss ta bort dem och hämta Kort jonisk ekvation:

H + + OH - = H2O. (3)

Som du kan se beror allt på interaktionen mellan H + och OH - joner med bildandet av vatten (neutraliseringsreaktion).

Alla fullständiga och korta joniska ekvationer skrivs ner. Om vi hade löst problem 31 på Unified State Exam i kemi hade vi fått maxpoängen för det - 2 poäng.

Så, återigen om terminologin:

HCl + NaOH = NaCl + H2O - molekylekvation ("vanlig" ekvation, som schematiskt återspeglar reaktionens väsen);
H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - fullständig jonisk ekvation (verkliga partiklar i lösning är synliga);
H + + OH - = H 2 O - en kort jonisk ekvation (vi tog bort allt "skräp" - partiklar som inte deltar i processen).

Algoritm för att skriva joniska ekvationer

Låt oss skapa en molekylekvation för reaktionen.
Alla partiklar som dissocierar i lösning i märkbar utsträckning skrivs i form av joner; ämnen som inte är benägna att dissociera lämnas "i form av molekyler".
Vi tar bort det så kallade från de två delarna av ekvationen. observatörjoner, det vill säga partiklar som inte deltar i processen.
Vi kontrollerar koefficienterna och får det slutliga svaret - en kort jonisk ekvation.

Exempel 1. Skriv kompletta och korta joniska ekvationer som beskriver växelverkan mellan vattenhaltiga lösningar av bariumklorid och natriumsulfat.

Lösning. Vi kommer att agera i enlighet med den föreslagna algoritmen. Låt oss först skapa en molekylekvation. Bariumklorid och natriumsulfat är två salter. Låt oss titta på avsnittet i referensboken "Egenskaper hos oorganiska föreningar". Vi ser att salter kan interagera med varandra om en fällning bildas under reaktionen. Låt oss kolla:

Övning 2. Fyll i ekvationerna för följande reaktioner:

KOH + H2SO4 =
H3PO4 + Na2O=
Ba(OH)2 + CO2 =
NaOH + CuBr2 =
K2S + Hg(NO3)2 =
Zn + FeCl2 =

Övning 3. Skriv molekylekvationerna för reaktionerna (i vattenlösning) mellan: a) natriumkarbonat och salpetersyra, b) nickel (II) klorid och natriumhydroxid, c) fosforsyra och kalciumhydroxid, d) silvernitrat och kaliumklorid, e. ) fosforoxid (V) och kaliumhydroxid.

Jag hoppas innerligt att du inte har några problem med att slutföra dessa tre uppgifter. Om så inte är fallet måste du återgå till ämnet "Kemiska egenskaper hos huvudklasserna av oorganiska föreningar."

Hur man förvandlar en molekylekvation till en komplett jonisk ekvation

Det roliga börjar. Vi måste förstå vilka ämnen som ska skrivas som joner och vilka som ska lämnas i "molekylär form". Du måste komma ihåg följande.

Skriv i form av joner:

lösliga salter (jag betonar, endast salter som är mycket lösliga i vatten);
alkalier (låt mig påminna er om att alkalier är baser som är lösliga i vatten, men inte NH 4 OH);
starka syror (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Som du kan se är det inte alls svårt att komma ihåg den här listan: den innehåller starka syror och baser och alla lösliga salter. Förresten, för särskilt vaksamma unga kemister som kan bli upprörda över det faktum att starka elektrolyter (olösliga salter) inte ingår i denna lista, kan jag berätta följande: Att INTE inkludera olösliga salter i denna lista förnekar inte alls faktum att de är starka elektrolyter.

Alla andra ämnen måste finnas i joniska ekvationerna i form av molekyler. För de krävande läsare som inte är nöjda med den vaga termen "alla andra ämnen" och som, efter exemplet från den berömda filmens hjälte, kräver "tillkännagivande av hela listan", ger jag följande information.

Skriv i form av molekyler:

alla olösliga salter;
alla svaga baser (inklusive olösliga hydroxider, NH 4 OH och liknande ämnen);
alla svaga syror (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, nästan alla organiska syror...);
i allmänhet alla svaga elektrolyter (inklusive vatten!!!);
oxider (alla typer);
alla gasformiga föreningar (i synnerhet H2, CO2, SO2, H2S, CO);
enkla ämnen (metaller och icke-metaller);
nästan alla organiska föreningar (med undantag för vattenlösliga salter av organiska syror).

Puh, det verkar som att jag inte har glömt någonting! Även om det enligt min mening är lättare att komma ihåg lista nr 1. Av de fundamentalt viktiga sakerna i lista nr 2 ska jag återigen nämna vatten.

Låt oss träna!

Exempel 2. Skriv en komplett jonisk ekvation som beskriver växelverkan mellan koppar(II)hydroxid och saltsyra.

Lösning. Låt oss börja, naturligtvis, med den molekylära ekvationen. Koppar(II)hydroxid är en olöslig bas. Alla olösliga baser reagerar med starka syror och bildar salt och vatten:

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O.

Låt oss nu ta reda på vilka ämnen som ska skrivas ner som joner och vilka som molekyler. Listorna ovan hjälper oss. Koppar(II)hydroxid är en olöslig bas (se löslighetstabell), en svag elektrolyt. Olösliga baser skrivs i molekylär form. HCl är en stark syra i lösning dissocierar den nästan fullständigt till joner. CuCl 2 är ett lösligt salt. Vi skriver det i jonisk form. Vatten - bara i form av molekyler! Vi får den fullständiga joniska ekvationen:

Сu(OH)2 + 2H + + 2Cl- = Cu2+ + 2Cl- + 2H2O.

Exempel 3. Skriv en komplett jonisk ekvation för reaktionen av koldioxid med en vattenlösning av NaOH.

Lösning. Koldioxid är en typisk sur oxid, NaOH är en alkali. När sura oxider interagerar med vattenlösningar av alkalier, bildas salt och vatten. Låt oss skapa en molekylekvation för reaktionen (glöm inte koefficienterna förresten):

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O.

CO 2 - oxid, gasformig förening; bibehålla molekylformen. NaOH - stark bas (alkali); Vi skriver det i form av joner. Na2CO3 - lösligt salt; vi skriver i form av joner. Vatten är en svag elektrolyt och dissocierar praktiskt taget inte; lämna i molekylär form. Vi får följande:

CO2 + 2Na + + 2OH- = Na2+ + CO32- + H2O.

Exempel 4. Natriumsulfid i vattenlösning reagerar med zinkklorid för att bilda en fällning. Skriv en komplett jonisk ekvation för denna reaktion.

Lösning. Natriumsulfid och zinkklorid är salter. När dessa salter interagerar fälls en fällning av zinksulfid ut:

Na2S + ZnCl2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Jag kommer omedelbart att skriva ner den fullständiga joniska ekvationen, och du kommer att analysera den själv:

2Na + + S2- + Zn2+ + 2Cl- = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl-.

Jag erbjuder dig flera uppgifter för självständigt arbete och ett kort test.

Övning 4. Skriv molekylära och kompletta joniska ekvationer för följande reaktioner:

NaOH + HNO3 =
H2SO4 + MgO =
Ca(NO3)2 + Na3P04 =
CoBr2 + Ca(OH)2 =

Övning 5. Skriv kompletta joniska ekvationer som beskriver interaktionen av: a) kväveoxid (V) med en vattenlösning av bariumhydroxid, b) en lösning av cesiumhydroxid med jodvätesyra, c) vattenlösningar av kopparsulfat och kaliumsulfid, d) kalciumhydroxid och en vattenlösning av järnnitrat (III).

För att beskriva de pågående kemiska reaktionerna sammanställs ekvationer av kemiska reaktioner. I dem, till vänster om likhetstecknet (eller pilen →) skrivs formlerna för reaktanterna (ämnen som reagerar) och till höger - reaktionsprodukterna (ämnen som erhålls efter en kemisk reaktion). Eftersom vi pratar om en ekvation måste antalet atomer på vänster sida av ekvationen vara lika med det som finns till höger. Därför, efter att ha upprättat ett kemiskt reaktionsdiagram (registrering av reaktanter och produkter), ersätts koefficienter för att utjämna antalet atomer.

Koefficienter är tal före formlerna för ämnen som anger antalet molekyler som reagerar.

Anta till exempel i en kemisk reaktion att vätgas (H 2) reagerar med syrgas (O 2). Som ett resultat bildas vatten (H 2 O). Reaktionsschema kommer se ut så här:

H2 + O2 → H2O

Till vänster finns två väte- och syreatomer, och till höger finns det två väteatomer och bara ett syre. Antag att reaktionen mellan en vätemolekyl och ett syre ger två vattenmolekyler:

H2 + O2 → 2H2O

Nu är antalet syreatomer före och efter reaktionen lika. Det finns dock två gånger mindre väte före reaktionen än efter. Man bör dra slutsatsen att för att bilda två molekyler vatten behövs två molekyler väte och en syre. Då får vi följande reaktionsschema:

2H2 + O2 → 2H2O

Här är antalet atomer av olika kemiska grundämnen detsamma före och efter reaktionen. Det betyder att detta inte längre bara är ett reaktionsschema, utan reaktionsekvationen. I reaktionsekvationer ersätts pilen ofta med ett likhetstecken för att betona att antalet atomer i olika kemiska grundämnen är lika:

2H2 + O2 = 2H2O

Tänk på denna reaktion:

NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

Efter reaktionen bildades ett fosfat, som innehåller tre natriumatomer. Låt oss jämna ut mängden natrium före reaktionen:

3NaOH + H3P04 → Na3P04 + H2O

Mängden väte före reaktionen är sex atomer (tre i natriumhydroxid och tre i fosforsyra). Efter reaktionen finns det bara två väteatomer. Att dividera sex med två ger tre. Det betyder att du måste sätta siffran tre framför vattnet:

3NaOH + H3P04 → Na3P04 + 3H2O

Antalet syreatomer före och efter reaktionen är detsamma, vilket gör att ytterligare beräkning av koefficienterna inte behöver göras.

En registrering av en kemisk interaktion som återspeglar kvantitativ och kvalitativ information om en reaktion kallas en kemisk reaktionsekvation. Reaktionen skrivs med hjälp av kemiska och matematiska symboler.

Grundläggande regler

Kemiska reaktioner innebär omvandling av vissa ämnen (reagens) till andra (reaktionsprodukter). Detta sker på grund av växelverkan mellan ämnens yttre elektronskal. Som ett resultat bildas nya föreningar från de initiala föreningarna.

För att uttrycka förloppet av en kemisk reaktion grafiskt används vissa regler för att komponera och skriva kemiska ekvationer.

På vänster sida skrivs de ursprungliga substanserna som interagerar med varandra, d.v.s. är sammanfattade. När ett ämne bryts ner skrivs dess formel ner. Ämnena som erhålls under den kemiska reaktionen är skrivna på höger sida. Exempel på skrivna ekvationer med symboler:

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓+ Na2S04;
CaCO3 = CaO + CO2;
2Na2O2 + 2CO2 -> 2Na2CO3 + O2;
CH3COONa + H2SO4 (konc.) → CH3COOH + NaHSO4;
2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2.

Koefficienter framför kemiska formler visar antalet molekyler i ett ämne. Enheten anges inte, men är underförstådd. Till exempel visar ekvationen Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 att från en bariummolekyl och två vattenmolekyler erhålls en molekyl bariumhydroxid och en vätehydroxid. Räknar man mängden väte får man fyra atomer till både höger och vänster.

Beteckningar

För att sätta upp ekvationer för kemiska reaktioner behöver du känna till vissa notationer som visar hur reaktionen fortskrider. Följande symboler används i kemiska ekvationer:

→ - irreversibel, direkt reaktion (går i en riktning);
⇄ eller ↔ - reaktionen är reversibel (fortsätter i båda riktningarna);
- gas släpps ut;
↓ - fällning uppträder;
hν - belysning;
t° - temperatur (antalet grader kan anges);
Q - värme;
E(fast) - fast material;
E(gas) eller E(g) - gasformigt ämne;
E(konc.) - koncentrerad substans;
E(aq) - vattenlösning av ett ämne.

Ris. 1. Nederbörd.

Istället för en pil (→) kan ett likhetstecken (=) placeras, vilket indikerar överensstämmelse med lagen om bevarande av materia: både till vänster och till höger är antalet atomer av ämnen detsamma. När man löser ekvationer placeras pilen först. Efter att ha beräknat koefficienterna och ekvationerna för höger och vänster sida, dras en linje under pilen.

Reaktionsförhållanden (temperatur, belysning) anges ovanför reaktionstecknet (→,⇄). Katalysatorformler är också skrivna överst.

Ris. 2. Exempel på reaktionsbetingelser.

Vilka är ekvationerna?

Kemiska ekvationer klassificeras enligt olika kriterier. De viktigaste klassificeringsmetoderna presenteras i tabellen.

*Skylt*	*Reaktioner*	*Beskrivning*	*Exempel*
Genom att ändra mängden reagens och slutämnen	Byten	Nya enkla och komplexa ämnen bildas av enkla och komplexa ämnen	2Na +2H2O → 2NaOH + H2
	Anslutningar	Flera ämnen bildar ett nytt ämne	C + O 2 = CO 2
	Nedbrytningar	Flera ämnen bildas av ett ämne	2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
	Jonbytare	Utbyte av beståndsdelar (joner)	Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O
Genom värmeavgivning	Exotermisk	Värmeavgivning	C + 2H2 = CH4 + Q
Genom värmeavgivning	Endotermisk	Värmeabsorption	N 2 + O 2 → 2NO – Q
Efter typ av energipåverkan	Elektrokemisk	Verkan av elektrisk ström
	Fotokemisk	Ljusets verkan
	Termokemikalie	Effekt av hög temperatur
Efter aggregeringstillstånd	Homogen	Samma skick	CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓
Efter aggregeringstillstånd	Heterogen	Olika skick	4H2O (l) + 3Fe (s) → Fe3O4 + 4H2

Det finns ett koncept av kemisk jämvikt som är inneboende endast i reversibla reaktioner. Detta är ett tillstånd där hastigheten för framåt- och bakåtreaktioner, såväl som koncentrationerna av ämnen, är lika. Detta tillstånd kännetecknas av en kemisk jämviktskonstant.

Under yttre påverkan av temperatur, tryck, ljus kan reaktionen skifta mot att minska eller öka koncentrationen av ett visst ämne. Jämviktskonstantens beroende av temperaturen uttrycks med hjälp av isobar- och isokorekvationerna. Isotermekvationen reflekterar beroendet av energi och jämviktskonstanten. Dessa ekvationer visar reaktionens riktning.

Ris. 3. Ekvationer av isobar, isokor och isoterm.

Vad har vi lärt oss?

I 8:e klass kemilektionen diskuterades ämnet ekvationer av kemiska reaktioner. Att sammanställa och skriva ekvationer återspeglar en kemisk reaktions förlopp. Det finns vissa symboler som visar ämnens tillstånd och de förhållanden under vilka reaktionen sker. Det finns flera typer av kemiska reaktioner baserade på olika egenskaper: mängden ämne, aggregationstillstånd, energiabsorption, energipåverkan.

Testa på ämnet

Utvärdering av rapporten

Genomsnittligt betyg: 4.3. Totalt antal mottagna betyg: 362.

Del I

1. Lomonosov-Lavoisier lag - lagen om bevarande av massa av ämnen:

2. Kemiska reaktionsekvationer är konventionell notation av en kemisk reaktion med kemiska formler och matematiska symboler.

3. Den kemiska ekvationen ska motsvara lagen bevarande av massan av ämnen, vilket uppnås genom att arrangera koefficienterna i reaktionsekvationen.

4. Vad visar en kemisk ekvation?
1) Vilka ämnen som reagerar.
2) Vilka ämnen bildas som ett resultat.
3) Kvantitativa förhållanden av ämnen i en reaktion, d.v.s. mängderna av reagerande och resulterande ämnen i en reaktion.
4) Typ av kemisk reaktion.

5. Regler för att arrangera koefficienter i ett kemiskt reaktionsschema med hjälp av exemplet på interaktionen mellan bariumhydroxid och fosforsyra med bildningen av bariumfosfat och vatten.
a) Skriv ner reaktionsschemat, dvs formlerna för de reagerande och resulterande ämnena:

b) börja utjämna reaktionsschemat med formeln för saltet (om tillgängligt). Kom ihåg att flera komplexa joner i en bas eller ett salt indikeras med parentes, och deras antal indikeras av index utanför parentes:

c) utjämna väte näst sist:

d) balansera syre sist - detta är en indikator på korrekt placering av koefficienter.
Före formeln för ett enkelt ämne är det möjligt att skriva en bråkkoefficient, varefter ekvationen måste skrivas om med dubbla koefficienter.

Del II

1. Skapa reaktionsekvationer, vars scheman är:

2. Skriv ekvationerna för kemiska reaktioner:

3. Upprätta en överensstämmelse mellan diagrammet och summan av koefficienterna i den kemiska reaktionen.

4. Upprätta en överensstämmelse mellan utgångsmaterialen och reaktionsprodukterna.

5. Vad visar ekvationen för följande kemiska reaktion:

1) Kopparhydroxid och saltsyra reagerade;
2) Salt och vatten bildades som ett resultat av reaktionen;
3) Koefficienter före start av substans 1 och 2.

6. Använd följande diagram och skapa en ekvation för en kemisk reaktion genom att fördubbla fraktionskoefficienten:

7. Kemisk reaktionsekvation:
4P+5O2=2P2O5
visar mängden ämne av utgångsämnena och produkterna, deras massa eller volym:
1) fosfor – 4 mol eller 124 g;
2) fosforoxid (V) – 2 mol, 284 g;
3) syre – 5 mol eller 160 l.

Reaktioner mellan olika typer av kemiska ämnen och grundämnen är ett av huvudämnena inom kemi. För att förstå hur man skapar en reaktionsekvation och använder dem för egna syften behöver du en ganska djup förståelse för alla mönster i ämnens interaktion, samt processer med kemiska reaktioner.

Att skriva ekvationer

Ett sätt att uttrycka en kemisk reaktion är en kemisk ekvation. Den registrerar formeln för utgångsämnet och produkten, koefficienter som visar hur många molekyler varje ämne har. Alla kända kemiska reaktioner är indelade i fyra typer: substitution, kombination, utbyte och nedbrytning. Bland dem är: redox, exogen, jonisk, reversibel, irreversibel, etc.

Lär dig mer om hur man skriver ekvationer för kemiska reaktioner:

Det är nödvändigt att bestämma namnet på de ämnen som interagerar med varandra i reaktionen. Vi skriver dem på vänster sida av vår ekvation. Som ett exempel, betrakta den kemiska reaktionen som bildades mellan svavelsyra och aluminium. Vi placerar reagenserna till vänster: H2SO4 + Al. Därefter skriver vi likhetstecknet. Inom kemi kan du stöta på ett "pil"-tecken som pekar åt höger, eller två pilar riktade i motsatta riktningar, de betyder "reversibilitet". Resultatet av växelverkan mellan metall och syra är salt och väte. Skriv produkterna som erhållits efter reaktionen efter likhetstecknet, det vill säga till höger. H2SO4+Al= H2+ Al2(SO4)3. Så vi kan se reaktionsschemat.
För att sammanställa en kemisk ekvation måste du hitta koefficienterna. Låt oss återgå till föregående diagram. Låt oss titta på dess vänstra sida. Svavelsyra innehåller väte, syre och svavelatomer i ett ungefärligt förhållande av 2:4:1. På höger sida finns 3 svavelatomer och 12 syreatomer i saltet. Två väteatomer finns i en gasmolekyl. På vänster sida är förhållandet mellan dessa element 2:3:12
För att utjämna antalet syre- och svavelatomer som är i sammansättningen av aluminium(III)sulfat är det nödvändigt att sätta en faktor på 3 framför syran på vänster sida av ekvationen. Nu har vi 6 väteatomer på vänster sida. För att jämna ut antalet grundämnen av väte måste du sätta 3 framför väte på höger sida av ekvationen.
Nu återstår bara att utjämna mängden aluminium. Eftersom saltet innehåller två metallatomer sätter vi en koefficient på 2 på vänster sida framför aluminium. Som ett resultat får vi reaktionsekvationen för detta schema: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2.

Efter att ha förstått de grundläggande principerna för hur man skapar en ekvation för reaktionen av kemiska ämnen, kommer det i framtiden inte att vara svårt att skriva ner någon reaktion, även den mest exotiska ur kemisynpunkt.