Reakcióegyenlet - kémia iskola

Reakcióegyenlet

A kémiában van egy Reakcióegyenlet a kémiai reakció gyorsírása. Megadja a kiindulási anyagokat (jobb: reagenseket) és az anyagkonverzió termékeit képlet szerinti jelölésben, és nemzetközileg egységes. Mivel azonban a reagensek és a termékek nem egyeznek meg egy anyag átalakításakor, a nevet gyakran didaktikai okokból használják A reakció sémája használt; az 1992 januárjától kezdődő DIN 32642 "A kémiai reakciók szimbolikus leírása" szerinti reakcióvázlat kifejezést azonban csak a kémiai reakció minőségi leírására szabad használni.

reakcióegyenlet

Ha az egyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatók egész számok és a lehető legkisebbek, akkor a DIN 32642 szerint a Kardinális egyenlet. Ez a szabvány nem osztja fel a reagenseket reaktánsokra (kiindulási anyagok) és termékekre; meghatározza a konverziós változó, a képletkonverzió és a reakció moláris entalpiája kifejezéseket, és hat példát tartalmaz a reakció sémák kvalitatív leírására.

A reakcióegyenlet felépítése

A bal oldalon a kiindulási anyagok (kiindulási anyagok) kémiai képletei találhatók, a jobb oldalon a termékek kémiai képletei. A reakciónyíl közé van írva (pl. $ \ Longrightarrow $), amely a termékek irányába mutat. A képletek elé nagybetűket kell elhelyezni, amelyek jelzik, hogy az adott anyagnak hány molekulája vagy mekkora anyagmennyisége szükséges (mólban), elfogyasztva vagy keletkezve. Ezeket nevezzük az érintett anyagok sztöchiometrikus együtthatóinak (a szabvány szerint: sztöchiometriai számoknak). Úgy kell őket megválasztani, hogy a reagensek mólarányai - sztöchiometriai viszonyaik - megfelelően reprodukálódjanak: Minden kémiai elemhez ugyanannyi atomnak kell jelen lennie a reakcióegyenlet bal oldalán, mint a jobb oldalon. Az „egy” számot mint sztöchiometrikus együtthatót nem írják.

Például a metángáz (képlet: CH4) és az oxigéngáz (képlet: O2) szén-dioxiddá és vízzé égését az egyenlet adja meg

leírták. Ebben a példában van egy atom a szén-szénatomhoz (bal oldali a CH4-ben és jobb a CO2-ban), a hidrogén-hidrogén esetében négy-négy atom van (bal oldali a CH4-ben és a jobb 2-es mindkét H2O-ban), és az oxigén O esetében szintén négy-négy atom található (mindegyik balra van). kettő mind az O2-ben, mind a jobb oldalon kettő CO2-ban és egy-egy mindkét H2O-ban).

A A reakció sémája Ezzel szemben nem veszi figyelembe a reagensek sztöchiometriai arányait, vagy csak részben, és csak azokat az állapotokat állapítja meg, amelyek oktatják, mely termékekre reagálnak. Például a következő Szóegyenlet reakcióséma:

Lehetséges további információk a reakcióegyenletekben

A dolgok világosabbá tétele érdekében a kerek zárójelben lévő kémiai szimbólumok vagy képletek után megadhatunk módosításokat, összesítési állapotokat vagy oldatok állapotát. A DIN 32642 szerint ehhez a következő rövidítéseket használják:

  • g gáz halmazállapotú
  • l folyadékhoz
  • s szilárd
  • aq „vizes oldatban”

A keletkező szilárd anyagokat (vagy gázokat) a szabványnak megfelelően lefelé (vagy felfelé) mutató nyíllal is meg lehet jelölni.

A reakció körülményei, például a. B. az aktivációs energia ellátása. A keletkező vagy elfogyasztott reakcióenergiát arra az oldalra írják, ahol felmerül vagy el kell fordítani.

A termodinamikai számításokhoz gyakran megadják a reakció entalpiáját, például az oxihidrogén reakció reakcióegyenletében

$ \ mathrm + O_ \ longrightarrow 2 \ H_2O_ \, Delta H = -286 \ \ frac> $

Ha egy mól folyékony H2O képződik gáznemű H2 és O2-ből, 286 kJ energia szabadul fel. Itt elengedhetetlen, hogy a reakcióban részt vevő anyagok fázisa is meg legyen határozva, mivel az energia a fázisátmenetek során is átalakul. A ΔH reakcióhőt általában 25 ° C-on adják meg. A ΔH pozitív értéke endoterm reakciókat, negatív exoterm reakciókat jelez.

Különböző nyilakat használunk a reakcióegyenletekben a következő jelentéssel:

  • Reakció nyíl (→)
  • több reakciónyíl (→ →) leír egy reakciósorrendet, vagyis a kiindulási anyag és a termék közötti több egyedi reakció sorozatát
  • Oda-vissza reakció ($ \ rightleftarrows $), a reakció a megváltozott reakciókörülmények miatt egyik vagy másik irányba haladhat.
  • Egyensúlyi nyíl ($ \ rightleftharpoons $), akkor használható, ha a reakció egyensúlya az adott körülmények között létrejön.
  • Retroszintetikus nyíl ($ \ Rightarrow $)
  • egy vagy két elektroneltolódás azonosítására (a szerves kémia során gyakran használt reakciómechanizmusok leírása):
    • Ívelt nyíl egész ponttal ($ \ curvearrowright $) egy elektronpár (= két elektron) eltolódását jelképezi.
    • A félig ívelt nyíl szimbolizálja egyetlen elektron elmozdulását.

Megjegyzések: A mezomer nyíl (↔) nem írja le a kémiai reakciót, ezért nem alkalmazható a reakcióegyenletekben. - Ezek közül a nyilak közül csak a reakciónyíl és az egyensúlyi nyilak (két párhuzamos, ellentétesen irányított, félhegyű nyíl) felelnek meg a DIN 32642 szabványnak; Ha azt akarjuk kifejezni, hogy a reakció egyensúlyi állandója nagyon nagy vagy nagyon kicsi, ezt az egyensúlyi nyilak különböző nyílhosszaival lehet kifejezni.

Rövidített forma

A teljes empirikus képletekkel való helyesírás helyett a változatlan reagenseket el lehet hagyni. Az így létrehozott reakcióegyenletek pl. B.:

$ \ mathrm $ $ \ mathrm + 2 \ HCl \ longrightarrow CO_2 \ felfelé + 2 \ Cl ^ - + H_2O> $ $ \ mathrm + Pb (NO_3) _2 \ longrightarrow PbS + 2 \ NO_3 ^ -> $ $ \ mathrm + BaCl_2 \ longrightarrow BaSO_4 \ downarrow + 2 \ Cl ^ -> $ $ \ mathrm + H_2SO_4 \ longrightarrow SO_2 + H_2O + SO_4 ^> $ $ \ mathrm + 3 \ K_4 [Fe (CN) _6] (aq) \ longrightarrow Fe_4 [ Fe (CN) _6] _3 + 12 \ K ^ +> $

Reakcióegyenletek használata: Értékesítés kiszámítása

A reakció anyagcseréjének kiszámításához a reakcióegyenletet használjuk a mólban lévő anyagmennyiség segítségével. Ennek a számítási módszernek az alapjai megtalálhatók a sztöchiometry cikkben (a kémia szakterületén végzett számítások). Példaként a metángáz elégetésének reakcióegyenletét vesszük figyelembe. A reakció sémája:

Minőségileg kimondja: a metán és az oxigén széndioxid és víz képződésével reagál.

Mennyiség szerint: 1 mol metán és 2 mol oxigén 1 mol szén-dioxidot és 2 mol vizet eredményez.

Mivel 1 mól C súlya 12 g, 1 mól metán 16 g, 1 mól oxigén 32 g, 1 mól víz 18 g és 1 mól szén-dioxid 44 g, azt is mondja:

16 g metán + 64 g oxigén 44 g szén-dioxidot és 36 g vizet eredményez. 80 g kiindulási anyag (kiindulási anyag) 80 g véganyagot (terméket) eredményez. Minden 16 g oxidált metánhoz 44 g szén-dioxid keletkezik.

Mivel 1 mol gáz normál körülmények között 22,4 literes helyet foglal el, a reakcióvázlat azt is mondja:

22,4 l metán + 44,8 l oxigén 22,4 l szén-dioxidot és 44,8 l vízgőzt eredményez.

Hasonló konverziós számítások lehetségesek bármely más kémiai reakció esetében is, amelyre a reakcióvázlatot elkészítették. Ily módon a szükséges nyersanyagmennyiség vagy elméletileg elérhető termékmennyiség (100% -os hozammal) kiszámítható reakciósémák és moláris tömegek segítségével. A minta feladathoz Mennyi hidrogén keletkezik, ha 1 g lítium reagál a vízzel? ilyen példa található a sztöchiometriáról szóló cikkben.