Como aprender a resolver equações em química. Como organizar coeficientes em equações químicas
A química é a ciência das substâncias, suas propriedades e transformações.
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Ou seja, se nada acontece com as substâncias ao nosso redor, isso não se aplica à química. Mas o que significa "nada acontece"? Se de repente uma tempestade nos pegou no campo e todos nós nos molhamos, como dizem, “até a pele”, então isso não é uma transformação: afinal, a roupa estava seca, mas ficou molhada.
Se, por exemplo, você pegar um prego de ferro, processá-lo com uma lima e depois montá-lo limalhas de ferro (Fé) , então isso também não é uma transformação: tinha um prego - virou pó. Mas se depois disso montar o aparelho e segurar obtenção de oxigênio (O2): aquecer permanganato de potássio(KMpo 4) e colete oxigênio em um tubo de ensaio e, em seguida, coloque nele essas limalhas de ferro aquecidas "até o vermelho", então elas se acenderão com uma chama brilhante e, após a combustão, se transformarão em um pó marrom. E isso também é uma transformação. Então, onde está a química? Apesar de nesses exemplos a forma (prego de ferro) e o estado da roupa (seco, molhado) mudarem, não são transformações. O fato é que o próprio prego, por ser uma substância (ferro), assim permaneceu, apesar de sua forma diferente, e nossas roupas absorveram a água da chuva e depois evaporaram na atmosfera. A água em si não mudou. Então, o que são transformações em termos de química?
Do ponto de vista da química, as transformações são fenômenos acompanhados por uma mudança na composição de uma substância. Vamos pegar o mesmo prego como exemplo. Não importa a forma que tomou depois de arquivado, mas depois de dele ser recolhido limalhas de ferro colocado em uma atmosfera de oxigênio - transformou-se em óxido de ferro(Fé 2 O 3 ) . Então, algo realmente mudou? Sim, tem. Havia uma substância de unha, mas sob a influência do oxigênio uma nova substância foi formada - óxido de elemento glândula. equação molecular esta transformação pode ser representada pelos seguintes símbolos químicos:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
Para uma pessoa não iniciada em química, as perguntas surgem imediatamente. Qual é a "equação molecular", o que é Fe? Por que existem números "4", "3", "2"? Quais são os pequenos números "2" e "3" na fórmula Fe 2 O 3? Isso significa que chegou a hora de colocar as coisas em ordem.
Sinais de elementos químicos.
Apesar de começarem a estudar química na 8ª série, e alguns até antes, muitas pessoas conhecem o grande químico russo D. I. Mendeleev. E, claro, sua famosa "Tabela Periódica dos Elementos Químicos". Caso contrário, mais simplesmente, é chamado de "Tabela de Mendeleev".
Nesta tabela, na ordem apropriada, os elementos estão localizados. Até o momento, são conhecidos cerca de 120. Os nomes de muitos elementos são conhecidos por nós há muito tempo. São eles: ferro, alumínio, oxigênio, carbono, ouro, silício. Anteriormente, usávamos essas palavras sem hesitar, identificando-as com objetos: parafuso de ferro, fio de alumínio, oxigênio na atmosfera, anel de ouro etc. etc. Mas, na verdade, todas essas substâncias (parafuso, arame, anel) consistem em seus respectivos elementos. Todo o paradoxo é que o elemento não pode ser tocado, recolhido. Como assim? Eles estão na tabela periódica, mas você não pode pegá-los! Sim, exatamente. Um elemento químico é um conceito abstrato (isto é, abstrato) e é usado na química, no entanto, como em outras ciências, para cálculos, elaboração de equações e resolução de problemas. Cada elemento difere do outro porque é caracterizado por sua própria configuração eletrônica de um átomo. O número de prótons no núcleo de um átomo é igual ao número de elétrons em seus orbitais. Por exemplo, o hidrogênio é o elemento nº 1. Seu átomo consiste em 1 próton e 1 elétron. O hélio é o elemento número 2. Seu átomo consiste em 2 prótons e 2 elétrons. O lítio é o elemento número 3. Seu átomo consiste em 3 prótons e 3 elétrons. Darmstadtium - elemento número 110. Seu átomo consiste em 110 prótons e 110 elétrons.
Cada elemento é denotado por um símbolo específico, com letras latinas, e tem uma certa leitura na tradução do latim. Por exemplo, o hidrogênio tem o símbolo "N", leia-se "hidrogênio" ou "cinzas". O silício tem o símbolo "Si" lido como "silício". Mercúrio tem um símbolo "Hg" e é lido como "hydrargyrum". E assim por diante. Todas essas designações podem ser encontradas em qualquer livro didático de química para a 8ª série. Para nós agora, o principal é entender que, ao compilar equações químicas, é necessário operar com os símbolos indicados dos elementos.
Substâncias simples e complexas.
Denotando várias substâncias com símbolos únicos de elementos químicos (Hg mercúrio, Fé ferro, Cu cobre, Zn zinco, Al alumínio) denotamos essencialmente substâncias simples, isto é, substâncias que consistem em átomos do mesmo tipo (contendo o mesmo número de prótons e nêutrons em um átomo). Por exemplo, se substâncias de ferro e enxofre interagirem, a equação terá a seguinte forma:
Fe + S = FeS (2)
Substâncias simples incluem metais (Ba, K, Na, Mg, Ag), bem como não-metais (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). E você deve prestar atenção
atenção especial ao fato de que todos os metais são denotados por símbolos únicos: K, Ba, Ca, Al, V, Mg, etc., e os ametais - seja por símbolos simples: C, S, P ou podem ter diferentes índices que indicam sua estrutura molecular: H 2 , Cl 2 , O 2 , J 2 , P 4 , S 8 . No futuro, isso será muito grande importância ao escrever equações. Não é nada difícil adivinhar que substâncias complexas são substâncias formadas por átomos. tipo diferente, Por exemplo,
1). Óxidos:
óxido de alumínio Al 2 O 3, 
óxido de sódio Na 2 O
óxido de cobre CuO,
óxido de zinco ZnO
óxido de titânio Ti2O3,
monóxido de carbono ou monóxido de carbono (+2) CO
óxido de enxofre (+6) SO 3
2). Razões:
hidróxido de ferro(+3) Fe (OH) 3,
hidróxido de cobre Cu(OH)2,
hidróxido de potássio ou álcali de potássio KOH,
hidróxido de sódio NaOH.
3). Ácidos:
ácido clorídrico
HCl
ácido sulfuroso H2SO3,
Ácido nítrico HNO3
4). Sais:
tiossulfato de sódio Na 2 S 2 O 3,
sulfato de sódio ou sal de Glauber Na 2 SO 4,
carbonato de cálcio ou calcário CaCO 3,
cloreto de cobre CuCl 2
5). matéria orgânica:
acetato de sódio CH 3 COOHa,
metano CH 4,
acetileno C 2 H 2,
glicose C 6 H 12 O 6
Finalmente, depois de esclarecermos a estrutura de várias substâncias, podemos começar a escrever equações químicas.
Equação química.
A própria palavra “equação” é derivada da palavra “equalizar”, ou seja, dividir algo em partes iguais. Na matemática, as equações são quase a própria essência desta ciência. Por exemplo, você pode fornecer uma equação tão simples na qual os lados esquerdo e direito serão iguais a "2":
40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 - 30);
E nas equações químicas, o mesmo princípio: os lados esquerdo e direito da equação devem corresponder ao mesmo número de átomos, os elementos que participam deles. Ou, se uma equação iônica é dada, então nela número de partículas também deve atender a esse requisito. Uma equação química é uma notação condicional reação química usando fórmulas químicas e símbolos matemáticos. Uma equação química reflete inerentemente uma reação química específica, ou seja, o processo de interação de substâncias, durante o qual surgem novas substâncias. Por exemplo, é necessário escreva uma equação molecular reações que participam cloreto de bário BaCl 2 e ácido sulfúrico H 2 SO 4. Como resultado desta reação, um precipitado insolúvel é formado - Sulfato de Bário BaSO4 e ácido clorídrico Hcl:
ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)
Em primeiro lugar, deve ficar claro que grande número O “2” na frente da substância HCl é chamado de coeficiente, e os pequenos números “2”, “4” nas fórmulas ВаСl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 são chamados de índices. Tanto os coeficientes quanto os índices nas equações químicas desempenham o papel de fatores, não de termos. Para escrever corretamente uma equação química, é necessário organize os coeficientes na equação da reação. Agora vamos começar a contar os átomos dos elementos nos lados esquerdo e direito da equação. No lado esquerdo da equação: a substância BaCl 2 contém 1 átomo de bário (Ba), 2 átomos de cloro (Cl). Na substância H 2 SO 4: 2 átomos de hidrogênio (H), 1 átomo de enxofre (S) e 4 átomos de oxigênio (O). Do lado direito da equação: na substância BaSO 4 há 1 átomo de bário (Ba), 1 átomo de enxofre (S) e 4 átomos de oxigênio (O), na substância HCl: 1 átomo de hidrogênio (H) e 1 átomo de cloro (Cl). Daí segue-se que no lado direito da equação o número de átomos de hidrogênio e cloro é a metade do lado esquerdo. Portanto, antes da fórmula do HCl no lado direito da equação, é necessário colocar o coeficiente "2". Se somarmos agora o número de átomos dos elementos envolvidos nesta reação, tanto à esquerda quanto à direita, obtemos o seguinte balanço:
Em ambas as partes da equação, o número de átomos dos elementos que participam da reação é igual, portanto está correto.
Equação química e reações químicas
Como já descobrimos, as equações químicas são um reflexo das reações químicas. As reações químicas são fenômenos em cujo processo ocorre a transformação de uma substância em outra. Entre sua diversidade, dois tipos principais podem ser distinguidos:
1). Reações de conexão
2). reações de decomposição.
A esmagadora maioria das reações químicas pertence a reações de adição, pois raramente podem ocorrer mudanças em sua composição com uma única substância se ela não for submetida a influências externas (dissolução, aquecimento, luz). nada caracteriza fenômeno químico, ou reação, como mudanças que ocorrem quando duas ou mais substâncias interagem. Tais fenômenos podem ocorrer espontaneamente e ser acompanhados por aumento ou diminuição da temperatura, efeitos de luz, mudanças de cor, sedimentação, liberação de produtos gasosos, ruído.
Para maior clareza, apresentamos várias equações que refletem os processos de reações compostas, durante as quais obtemos Cloreto de Sódio(NaCl), cloreto de zinco(ZnCl 2), cloreto de prata precipitado(AgCl), cloreto de alumínio(AlCl 3)
Cl 2 + 2Nà = 2NaCl (4)
CuCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + Cu (5)
AgNO 3 + KCl \u003d AgCl + 2KNO 3 (6)
3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3H 2 O (7)
Entre as reações do composto, as seguintes devem ser especialmente notadas : substituição (5), intercâmbio (6), e como caso especial da reação de troca, a reação neutralização (7).
As reações de substituição incluem aquelas em que os átomos de uma substância simples substituem os átomos de um dos elementos em uma substância complexa. No exemplo (5), os átomos de zinco substituem os átomos de cobre da solução de CuCl 2, enquanto o zinco passa para o sal solúvel de ZnCl 2 e o cobre é liberado da solução no estado metálico.
As reações de troca são reações nas quais dois compostos trocam partes constituintes. No caso da reação (6), os sais solúveis de AgNO 3 e KCl, quando ambas as soluções são drenadas, formam um precipitado insolúvel do sal AgCl. Ao mesmo tempo, eles trocam suas partes constituintes - cátions e ânions. Os catiões de potássio K + ligam-se aos aniões NO 3 e os catiões de prata Ag + - aos aniões Cl -.
Um caso especial e particular de reações de troca é a reação de neutralização. As reações de neutralização são reações nas quais ácidos reagem com bases para formar sal e água. No exemplo (7), o ácido clorídrico HCl reage com a base Al(OH) 3 para formar sal AlCl 3 e água. Nesse caso, os cátions de alumínio Al 3+ da base são trocados por ânions Cl - do ácido. Como resultado, isso acontece neutralização do ácido clorídrico.
As reações de decomposição incluem aquelas em que duas ou mais novas substâncias simples ou complexas, mas de composição mais simples, são formadas a partir de uma complexa. Como reações, pode-se citar aquelas em cujo processo 1) se decompõem. nitrato de potássio(KNO 3) com a formação de nitrito de potássio (KNO 2) e oxigênio (O 2); 2). Permanganato de potássio(KMnO 4): forma-se manganato de potássio (K 2 MnO 4), óxido de manganês(MnO 2) e oxigênio (O 2); 3). carbonato de cálcio ou mármore; no processo são formados carbônicogás(CO2) e óxido de cálcio(Cão)
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (10)
Na reação (8), uma substância complexa e uma simples são formadas a partir de uma substância complexa. Na reação (9) existem dois complexos e um simples. Na reação (10) existem duas substâncias complexas, mas mais simples na composição
Todas as classes de substâncias complexas sofrem decomposição:
1). Óxidos: óxido de prata 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)
2). Hidróxidos: hidróxido de ferro 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). Ácidos: ácido sulfúrico H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (13)
4). Sais: carbonato de cálcio CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)
5). matéria orgânica: fermentação alcoólica da glicose
C 6 H 12 O 6 \u003d 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)
De acordo com outra classificação, todas as reações químicas podem ser divididas em dois tipos: reações que ocorrem com a liberação de calor, são chamadas exotérmico, e reações que acompanham a absorção de calor - endotérmico. O critério para tais processos é efeito térmico da reação. Como regra, as reações exotérmicas incluem reações de oxidação, ou seja, interações com oxigênio combustão de metano:
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)
e para reações endotérmicas - reações de decomposição, já dadas acima (11) - (15). O sinal Q no final da equação indica se o calor é liberado durante a reação (+Q) ou absorvido (-Q):
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 - Q (17)
Você também pode considerar todas as reações químicas de acordo com o tipo de mudança no grau de oxidação dos elementos envolvidos em suas transformações. Por exemplo, na reação (17), os elementos que dela participam não mudam seus estados de oxidação:
Ca +2 C +4 O 3 -2 \u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)
E na reação (16), os elementos mudam seus estados de oxidação:
2Mg 0 + O 2 0 \u003d 2Mg +2 O -2
Esses tipos de reações são redox . Eles serão considerados separadamente. Para formular equações para reações desse tipo, é necessário usar método de meia reação e aplicar equação de equilíbrio eletrônico.
Depois do elenco Vários tipos reações químicas, você pode prosseguir com o princípio de compilar equações químicas, caso contrário, a seleção de coeficientes em suas partes esquerda e direita.
Mecanismos de compilação de equações químicas.
Seja qual for o tipo desta ou daquela reação química, seu registro (equação química) deve corresponder à condição de igualdade do número de átomos antes da reação e depois da reação.
Existem equações (17) que não requerem ajuste, ou seja, colocação de coeficientes. Mas na maioria dos casos, como nos exemplos (3), (7), (15), é necessário tomar medidas visando equalizar as partes esquerda e direita da equação. Que princípios devem ser seguidos nesses casos? Existe algum sistema na seleção de coeficientes? Existe, e nenhum. Esses sistemas incluem:
1). Seleção de coeficientes de acordo com fórmulas dadas.
2). Compilação de acordo com as valências dos reagentes.
3). Compilação de acordo com os estados de oxidação dos reagentes.
No primeiro caso, assume-se que conhecemos as fórmulas dos reagentes antes e depois da reação. Por exemplo, dada a seguinte equação:
N 2 + O 2 →N 2 O 3 (19)
É geralmente aceito que até que a igualdade entre os átomos dos elementos antes e depois da reação seja estabelecida, o sinal de igual (=) não é colocado na equação, mas é substituído por uma seta (→). Agora vamos descer para o balanceamento real. No lado esquerdo da equação há 2 átomos de nitrogênio (N 2) e dois átomos de oxigênio (O 2), e no lado direito há dois átomos de nitrogênio (N 2) e três átomos de oxigênio (O 3). Não é necessário equalizá-lo pelo número de átomos de nitrogênio, mas pelo oxigênio é necessário alcançar a igualdade, pois dois átomos participaram antes da reação e depois da reação havia três átomos. Vamos fazer o seguinte diagrama:
antes da reação depois da reação
O 2 O 3
Vamos definir o menor múltiplo entre os números dados de átomos, será "6".
O 2 O 3
\ 6 /
Divida esse número no lado esquerdo da equação do oxigênio por "2". Obtemos o número "3", colocamos na equação a ser resolvida:
N 2 + 3O 2 →N 2 O 3
Também dividimos o número "6" para o lado direito da equação por "3". Obtemos o número "2", basta colocá-lo na equação a ser resolvida:
N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
O número de átomos de oxigênio nas partes esquerda e direita da equação tornou-se igual, respectivamente, a 6 átomos:
Mas o número de átomos de nitrogênio em ambos os lados da equação não corresponderá:
No lado esquerdo há dois átomos, no lado direito há quatro átomos. Portanto, para alcançar a igualdade, é necessário dobrar a quantidade de nitrogênio no lado esquerdo da equação, colocando o coeficiente "2":
Assim, observa-se a igualdade para o nitrogênio e, em geral, a equação ficará da seguinte forma:
2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
Agora na equação, ao invés de uma seta, você pode colocar um sinal de igual:
2N 2 + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3 (20)
Vamos dar outro exemplo. A seguinte equação de reação é dada:
P + Cl 2 → PCl 5
No lado esquerdo da equação há 1 átomo de fósforo (P) e dois átomos de cloro (Cl 2), e no lado direito há um átomo de fósforo (P) e cinco átomos de oxigênio (Cl 5). Não é necessário equalizá-lo pelo número de átomos de fósforo, mas para o cloro é necessário alcançar a igualdade, pois dois átomos participaram antes da reação e depois da reação havia cinco átomos. Vamos fazer o seguinte diagrama:
antes da reação depois da reação
Cl 2 Cl 5
Vamos definir o menor múltiplo entre os números dados de átomos, será "10".
Cl 2 Cl 5
\ 10 /
Divida esse número no lado esquerdo da equação do cloro por "2". Obtemos o número "5", colocamos na equação a ser resolvida:
Р + 5Cl 2 → РCl 5
Também dividimos o número "10" para o lado direito da equação por "5". Obtemos o número "2", basta colocá-lo na equação a ser resolvida:
Р + 5Cl 2 → 2РCl 5
O número de átomos de cloro nas partes esquerda e direita da equação tornou-se igual, respectivamente, a 10 átomos:
Mas o número de átomos de fósforo em ambos os lados da equação não corresponderá:
Portanto, para alcançar a igualdade, é necessário dobrar a quantidade de fósforo no lado esquerdo da equação, colocando o coeficiente "2":
Assim, observa-se a igualdade para o fósforo e, em geral, a equação ficará da seguinte forma:
2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
Ao escrever equações por valência Deve ser dada definição de valência e definir valores para os elementos mais famosos. Valência é um dos conceitos usados anteriormente, atualmente em vários programas escolares não usado. Mas com sua ajuda é mais fácil explicar os princípios da compilação de equações de reações químicas. Por valência entende-se número ligações químicas, que um ou outro átomo pode formar com outro, ou outros átomos . A valência não possui sinal (+ ou -) e é indicada por algarismos romanos, geralmente acima dos símbolos dos elementos químicos, por exemplo:
De onde vêm esses valores? Como aplicá-los na elaboração de equações químicas? Os valores numéricos das valências dos elementos coincidem com o número do grupo sistema periódico elementos químicos D. I. Mendeleev (Tabela 1).
Para outros elementos valores de valência podem ter outros valores, mas nunca superiores ao número do grupo em que se encontram. Além disso, para números pares de grupos (IV e VI), as valências dos elementos assumem apenas valores pares e, para os ímpares, podem ter valores pares e ímpares (Tabela.2).
Claro, existem exceções aos valores de valência para alguns elementos, mas em cada caso específico, esses pontos geralmente são especificados. Agora considere princípio geral compilar equações químicas para determinadas valências de certos elementos. Mais frequentemente este método aceitável no caso de compilar equações de reações químicas da combinação de substâncias simples, por exemplo, ao interagir com o oxigênio ( reações de oxidação). Suponha que você queira exibir a reação de oxidação alumínio. Mas lembre-se de que os metais são denotados por átomos individuais (Al) e os não-metais que estão no estado gasoso - com índices "2" - (O 2). Primeiro, escrevemos o esquema geral da reação:
Al + O 2 → AlO
Nesta fase, ainda não se sabe qual deve ser a grafia correta para alumina. E é precisamente nesta fase que o conhecimento das valências dos elementos virá em nosso auxílio. Para alumínio e oxigênio, os colocamos acima da fórmula proposta para este óxido:
IIIII
Al O
Depois disso, "cruzar" sobre "cruzar" esses símbolos dos elementos colocará os índices correspondentes abaixo:
IIIII
Al 2 O 3
Composição de um composto químico Al 2 O 3 determinado. O esquema adicional da equação de reação terá a forma:
Al + O 2 →Al 2 O 3
Resta apenas equalizar as partes esquerda e direita dele. Procedemos da mesma forma que no caso da formulação da equação (19). Igualamos o número de átomos de oxigênio, recorrendo a encontrar o menor múltiplo:
antes da reação depois da reação
O 2 O 3
\ 6 /
Divida esse número no lado esquerdo da equação do oxigênio por "2". Pegamos o número "3", colocamos na equação a ser resolvida. Também dividimos o número "6" para o lado direito da equação por "3". Obtemos o número "2", basta colocá-lo na equação a ser resolvida:
Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Para alcançar a igualdade do alumínio, é necessário ajustar sua quantidade no lado esquerdo da equação, definindo o coeficiente "4":
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Assim, observa-se a igualdade para alumínio e oxigênio e, em geral, a equação tomará a forma final:
4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3 (22)
Usando o método de valência, é possível prever qual substância é formada durante uma reação química, como será sua fórmula. Suponha que nitrogênio e hidrogênio com as valências correspondentes III e I entraram na reação do composto. Vamos escrever o esquema geral da reação:
N 2 + H 2 → NH
Para nitrogênio e hidrogênio, colocamos as valências sobre a fórmula proposta deste composto:
Como antes, "cross"-on-"cross" para esses símbolos de elementos, colocamos os índices correspondentes abaixo:
III eu
N H 3
O esquema adicional da equação de reação terá a forma:
N 2 + H 2 → NH 3
Já está ligando caminho conhecido, através do menor múltiplo para o hidrogênio, igual a "6", obtemos os coeficientes desejados, e a equação como um todo:
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 (23)
Ao compilar equações para estados de oxidação substâncias reagentes, deve-se lembrar que o grau de oxidação de um elemento é o número de elétrons recebidos ou cedidos no processo de uma reação química. O estado de oxidação em compostos basicamente coincide numericamente com os valores das valências do elemento. Mas eles diferem em sinal. Por exemplo, para o hidrogênio, a valência é I e o estado de oxidação é (+1) ou (-1). Para o oxigênio, a valência é II e o estado de oxidação é (-2). Para o nitrogênio, as valências são I, II, III, IV, V e os estados de oxidação são (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5), etc. Os estados de oxidação dos elementos mais comumente usados nas equações são mostrados na Tabela 3.
No caso de reações compostas, o princípio de compilar equações em termos de estados de oxidação é o mesmo que compilar em termos de valências. Por exemplo, vamos dar a equação de reação para a oxidação do cloro com oxigênio, na qual o cloro forma um composto com estado de oxidação +7. Vamos escrever a equação proposta:
Cl 2 + O 2 → ClO
Colocamos os estados de oxidação dos átomos correspondentes sobre o composto ClO proposto:
Como nos casos anteriores, estabelecemos que o desejado fórmula composta terá a forma:
7 -2
Cl 2 O 7
A equação da reação terá a seguinte forma:
Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7
Equalizando para o oxigênio, encontrando o menor múltiplo entre dois e sete, igual a "14", estabelecemos finalmente a igualdade:
2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (24)
Um método ligeiramente diferente deve ser usado com estados de oxidação ao compilar reações de troca, neutralização e substituição. Em alguns casos, é difícil descobrir: quais compostos são formados durante a interação de substâncias complexas?
Como você sabe o que acontece em uma reação?
De fato, como você sabe: quais produtos de reação podem surgir no decorrer de uma reação específica? Por exemplo, o que é formado quando o nitrato de bário e o sulfato de potássio reagem?
Ba (NO 3) 2 + K 2 SO 4 →?
Talvez VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4? Ou Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Ou alguma outra coisa? Obviamente, durante essa reação, são formados compostos: BaSO 4 e KNO 3. E como isso é conhecido? E como escrever fórmulas de substâncias? Vamos começar com o que é mais frequentemente esquecido: o próprio conceito de "reação de troca". Isso significa que nessas reações, as substâncias mudam umas com as outras nas partes constituintes. Como as reações de troca são realizadas principalmente entre bases, ácidos ou sais, as partes com as quais eles mudarão são cátions metálicos (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), íons H + ou OH -, ânions - resíduos ácidos, (Cl -, NO 3 2-, SO 3 2-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3-). EM visão geral A reação de troca pode ser dada na seguinte notação:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
Onde Kt1 e Kt2 são os cátions metálicos (1) e (2), e An1 e An2 são os ânions (1) e (2) correspondentes a eles. Nesse caso, deve-se levar em consideração que nos compostos antes e depois da reação, os cátions sempre se estabelecem em primeiro lugar e os ânions em segundo. Portanto, se ele reage Cloreto de Potássio E nitrato de prata, ambos em solução
KCl + AgNO 3 →
então, no processo, as substâncias KNO 3 e AgCl são formadas e a equação correspondente assumirá a forma:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl (26)
Nas reações de neutralização, prótons de ácidos (H +) combinam-se com ânions hidroxila (OH -) para formar água (H 2 O):
HCl + KOH \u003d KCl + H 2 O (27)
Os estados de oxidação dos cátions metálicos e as cargas dos ânions dos resíduos ácidos são indicados na tabela de solubilidade das substâncias (ácidos, sais e bases em água). Os cátions metálicos são mostrados horizontalmente e os ânions de resíduos ácidos são mostrados verticalmente.
Com base nisso, ao compilar a equação para a reação de troca, primeiro é necessário estabelecer os estados de oxidação das partículas que recebem neste processo químico em sua parte esquerda. Por exemplo, você precisa escrever uma equação para a interação entre cloreto de cálcio e carbonato de sódio. Vamos traçar o esquema inicial dessa reação:
CaCl + NaCO 3 →
Ca 2+ Cl - + Na + CO 3 2- →
Tendo realizado a já conhecida ação “cruzada” para “cruzada”, determinamos as fórmulas reais das substâncias iniciais:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
Com base no princípio da troca de cátions e ânions (25), estabelecemos as fórmulas preliminares das substâncias formadas durante a reação:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
Colocamos as cargas correspondentes sobre seus cátions e ânions:
Ca 2+ CO 3 2- + Na + Cl -
Fórmulas de substâncias estão escritas corretamente, de acordo com as cargas de cátions e ânions. Vamos fazer uma equação completa igualando as partes esquerda e direita dela em termos de sódio e cloro:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl (28)
Como outro exemplo, aqui está a equação para a reação de neutralização entre hidróxido de bário e ácido fosfórico:
VaON + NPO 4 →
Colocamos as cargas correspondentes sobre cátions e ânions:
Ba 2+ OH - + H + RO 4 3- →
Vamos definir as fórmulas reais dos materiais de partida:
Va (OH) 2 + H 3 RO 4 →
Com base no princípio da troca de cátions e ânions (25), estabelecemos as fórmulas preliminares das substâncias formadas durante a reação, levando em consideração que na reação de troca, uma das substâncias deve necessariamente ser a água:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 2+ RO 4 3- + H 2 O
Vamos determinar o registro correto da fórmula do sal formado durante a reação:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
Equacione o lado esquerdo da equação para o bário:
3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
Como no lado direito da equação o resíduo de ácido fosfórico é retirado duas vezes, (PO 4) 2, à esquerda também é necessário dobrar sua quantidade:
3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
Resta combinar o número de átomos de hidrogênio e oxigênio no lado direito da água. Como o número total de átomos de hidrogênio à esquerda é 12, à direita também deve corresponder a doze, portanto, antes da fórmula da água, é necessário coloque um coeficiente"6" (já que já existem 2 átomos de hidrogênio na molécula de água). Para o oxigênio, observa-se também a igualdade: à esquerda 14 e à direita 14. Assim, a equação tem a forma correta de escrita:
3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)
Possibilidade de reações químicas
O mundo é feito de uma grande variedade de substâncias. O número de variantes de reações químicas entre eles também é incalculável. Mas podemos, tendo escrito esta ou aquela equação no papel, afirmar que uma reação química corresponderá a ela? Há um equívoco de que se o direito organizar probabilidades na equação, então será viável na prática. Por exemplo, se tomarmos solução de ácido sulfúrico e cair nele zinco, então podemos observar o processo de evolução do hidrogênio:
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 (30)
Mas se o cobre for colocado na mesma solução, o processo de evolução do gás não será observado. A reação não é viável.
Cu + H 2 SO 4 ≠
Se o ácido sulfúrico concentrado for ingerido, ele reagirá com o cobre:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
Na reação (23) entre os gases nitrogênio e hidrogênio, equilíbrio termodinâmico, aqueles. quantas moléculas amônia NH 3 é formada por unidade de tempo, o mesmo número deles se decompõe novamente em nitrogênio e hidrogênio. Mudança no equilíbrio químico pode ser obtido aumentando-se a pressão e diminuindo-se a temperatura.
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3
Se você pegar solução de hidróxido de potássio e despeje sobre ele solução de sulfato de sódio, então nenhuma alteração será observada, a reação não será viável:
KOH + Na 2 SO 4 ≠
Solução de cloreto de sódio ao interagir com o bromo, não formará bromo, apesar do fato de que essa reação pode ser atribuída a uma reação de substituição:
NaCl + Br 2 ≠
Quais são as razões para tais discrepâncias? O fato é que não basta apenas definir corretamente fórmulas compostas, é necessário conhecer as especificidades da interação dos metais com os ácidos, usar com habilidade a tabela de solubilidade das substâncias, conhecer as regras de substituição na série de atividade dos metais e halogênios. Este artigo descreve apenas os princípios mais básicos de como organize os coeficientes nas equações de reação, Como escrever equações moleculares , Como determinar a composição de um composto químico.
A química, como ciência, é extremamente diversa e multifacetada. Este artigo reflete apenas uma pequena parte dos processos que ocorrem no mundo real. Tipos, equações termoquímicas, eletrólise, processos de síntese orgânica e muito, muito mais. Mas mais sobre isso em artigos futuros.
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Vamos falar sobre como escrever uma equação para uma reação química. É essa questão que causa sérias dificuldades para os alunos. Alguns não conseguem entender o algoritmo para compilar fórmulas de produtos, enquanto outros colocam os coeficientes na equação incorretamente. Dado que todos os cálculos quantitativos são realizados precisamente de acordo com as equações, é importante entender o algoritmo de ações. Vamos tentar descobrir como escrever equações para reações químicas.
Compilação de fórmulas para valência
Para registrar corretamente os processos ocorridos entre várias substâncias, você precisa aprender a escrever fórmulas. Os compostos binários são formados tendo em conta as valências de cada elemento. Por exemplo, para metais dos subgrupos principais, corresponde ao número do grupo. Ao compilar a fórmula final, o menor múltiplo é determinado entre esses indicadores e, em seguida, os índices são colocados.
o que é uma equação
É entendido como um registro simbólico que exibe os elementos químicos em interação, suas proporções quantitativas, bem como aquelas substâncias que são obtidas como resultado do processo. Uma das tarefas oferecidas aos alunos do nono ano na certificação final em química tem a seguinte redação: “Elabore as equações de reações que caracterizam Propriedades quimicas classe de substâncias proposta. Para lidar com a tarefa, os alunos devem dominar o algoritmo de ações.
Algoritmo de ação
Por exemplo, você precisa escrever o processo de queima de cálcio, usando símbolos, coeficientes, índices. Vamos falar sobre como escrever uma equação para uma reação química usando o procedimento. No lado esquerdo da equação, através de "+" escrevemos os sinais das substâncias que participam dessa interação. Como a combustão ocorre com a participação do oxigênio atmosférico, que pertence às moléculas diatômicas, escrevemos sua fórmula O2.
Atrás do sinal de igual, formamos a composição do produto da reação usando as regras para organizar a valência:
2Ca + O2 = 2CaO.
Continuando a conversa sobre como escrever uma equação para uma reação química, notamos a necessidade de usar a lei da constância da composição, bem como a conservação da composição das substâncias. Eles permitem que você realize o processo de ajuste, para colocar os coeficientes ausentes na equação. Este processoé um dos exemplos mais simples de interações que ocorrem na química inorgânica.
Aspectos Importantes
Para entender como escrever uma equação para uma reação química, observamos algumas questões teóricas relacionadas a esse tópico. A lei de conservação da massa de substâncias, formulada por M. V. Lomonosov, explica a possibilidade de organizar os coeficientes. Como o número de átomos de cada elemento permanece inalterado antes e depois da interação, cálculos matemáticos podem ser realizados.
Ao equalizar as partes esquerda e direita da equação, usa-se o mínimo múltiplo comum, semelhante a como a fórmula composta é compilada, levando em consideração as valências de cada elemento.
Interações redox
Depois que os alunos tiverem elaborado o algoritmo de ações, eles poderão elaborar uma equação para reações que caracterizam as propriedades químicas de substâncias simples. Agora podemos proceder à análise de interações mais complexas, por exemplo, ocorrendo com uma mudança nos estados de oxidação dos elementos:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.
Existem certas regras segundo as quais os estados de oxidação são organizados em substâncias simples e complexas. Por exemplo, em moléculas diatômicas este indicador é igual a zero, em compostos complexos a soma de todos os estados de oxidação também deve ser igual a zero. Ao compilar a balança eletrônica, determinam-se os átomos ou íons que doam elétrons (redutor) e os aceitam (oxidante).
Entre esses indicadores, determina-se o menor múltiplo, assim como os coeficientes. O estágio final na análise da interação redox é o arranjo dos coeficientes no esquema.
equações iônicas
Um de questões importantes, que é considerado no curso de química escolar, é a interação entre soluções. Por exemplo, dada a tarefa do seguinte conteúdo: "Faça uma equação para a reação química de troca iônica entre cloreto de bário e sulfato de sódio". Envolve escrever uma equação iônica molecular, completa e reduzida. Para considerar a interação em nível iônico, é necessário indicá-la de acordo com a tabela de solubilidade de cada substância inicial, produto da reação. Por exemplo:
BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4
Substâncias que não se dissolvem em íons são escritas na forma molecular. A reação de troca iônica ocorre completamente em três casos:
- formação de sedimentos;
- liberação de gás;
- obtendo uma substância pouco dissociada, como a água.
Se uma substância tiver um coeficiente estereoquímico, ele será levado em consideração ao escrever a equação iônica completa. Depois que a equação iônica completa é escrita, a redução daqueles íons que não estavam ligados na solução é realizada. O resultado final de qualquer tarefa envolvendo a consideração de um processo que ocorre entre soluções de substâncias complexas será o registro de uma reação iônica reduzida.
Conclusão
As equações químicas permitem explicar com a ajuda de símbolos, índices, coeficientes os processos que se observam entre as substâncias. Dependendo de qual processo está ocorrendo, existem certas sutilezas ao escrever a equação. O algoritmo geral para compilar reações, discutido acima, é baseado na valência, na lei de conservação da massa das substâncias e na constância da composição.
Para caracterizar uma determinada reação química, é necessário poder fazer um registro que mostre as condições do curso de uma reação química, mostre quais substâncias reagiram e quais se formaram. Para isso, são utilizados esquemas de reações químicas.
Esquema de uma reação química- um registro condicional mostrando quais substâncias entram na reação, quais produtos de reação são formados, bem como as condições para a reação
Considere, como exemplo, a reação da interação de carvão e oxigênio. Esquema esta reação é escrita da seguinte forma:
C + O2 → CO2.
carvão reage com oxigênio para formar dióxido de carbono
Carbono e oxigênio- nesta reação, os reagentes e o dióxido de carbono resultante são o produto da reação. Sinal " → ” denota o progresso da reação. Freqüentemente, as condições sob as quais a reação ocorre estão escritas acima da seta.
Por exemplo, o sinal « t ° → » significa que a reação ocorre quando aquecida. Sinal "R →" denota pressão, e o sinal «hv→»- que a reação ocorre sob a influência da luz. Também acima da seta pode indicar substâncias adicionais envolvidas na reação. Por exemplo, "O2 →".
Se uma substância gasosa for formada como resultado de uma reação química, no esquema de reação, após a fórmula dessa substância, o sinal “ → ". Se um precipitado se formar durante a reação, isso é indicado pelo sinal " → ».
Por exemplo, quando o pó de giz é aquecido (contém uma substância com a fórmula química CaCO3), duas substâncias são formadas: cal virgem CaO e dióxido de carbono.
СaCO3 t° → CaO + CO2.
Nos casos em que tanto os reagentes quanto os produtos da reação, por exemplo, são gases, o sinal “” não é colocado. Então, gás natural, consiste principalmente em metano CH4, quando é aquecido a 1500 ° C, se transforma em dois outros gases: hidrogênio H2 e acetileno C2H2. O esquema de reação é escrito da seguinte forma:
CH4 t° → C2H2 + H2.
É importante não apenas ser capaz de elaborar esquemas de reações químicas, mas também entender o que elas significam. Considere outro esquema de reação:
H2O corrente elétrica → H2 + O2
Este esquema significa que sob a ação corrente elétrica, a água se decompõe em duas substâncias gasosas simples: hidrogênio e oxigênio. O esquema de uma reação química é uma confirmação da lei de conservação da massa e mostra que os elementos químicos não desaparecem durante uma reação química, mas apenas se reorganizam em novos compostos químicos.
Equações de reação química
De acordo com a lei de conservação de massa, a massa inicial dos produtos é sempre igual à massa dos reagentes obtidos. O número de átomos de elementos antes e depois da reação é sempre o mesmo, os átomos apenas se reorganizam e formam novas substâncias.
Vamos voltar aos esquemas de reação escritos anteriormente:
СaCO3 t° → CaO + CO2; C + O2 CO2.
Nesses esquemas de reação, o sinal " → ” pode ser substituído pelo sinal “=”, pois fica claro que o número de átomos antes e depois das reações é o mesmo. As entradas ficarão assim:
СaCO3 = CaO + CO2; C + O2 = CO2.
São esses registros que são chamados de equações de reações químicas, ou seja, são registros de esquemas de reação nos quais o número de átomos antes e depois da reação é o mesmo.
equação de reação química- registro condicional de uma reação química por meio de fórmulas químicas, que corresponde à lei de conservação da massa de uma substância
Se considerarmos os outros esquemas de equações dados anteriormente, podemos ver que em À primeira vista, a lei de conservação da massa não é cumprida neles:
CH4 t° → C2H2 + H2.
Pode-se ver que no lado esquerdo do diagrama há um átomo de carbono e no lado direito há dois. Os átomos de hidrogênio são divididos igualmente e há quatro deles nas partes esquerda e direita. Vamos transformar este diagrama em uma equação. Para isso é necessário equalizar o número de átomos de carbono. Equalize as reações químicas usando coeficientes que estão escritos na frente das fórmulas das substâncias.
Obviamente, para que o número de átomos de carbono fique o mesmo à esquerda e à direita, no lado esquerdo do diagrama, antes da fórmula do metano, é necessário colocar coeficiente 2:
2CH4 t° → C2H2 + H2
Pode-se ver que os átomos de carbono à esquerda e à direita agora estão igualmente divididos, dois cada. Mas agora o número de átomos de hidrogênio não é o mesmo. No lado esquerdo de sua equação 2∙4 = 8. Existem 4 átomos de hidrogênio no lado direito da equação (dois deles na molécula de acetileno e mais dois na molécula de hidrogênio). Se você colocar um coeficiente na frente do acetileno, a igualdade dos átomos de carbono será violada. Colocamos um coeficiente 3 na frente da molécula de hidrogênio:
2CH4 = C2H2 + 3H2
Agora o número de átomos de carbono e hidrogênio em ambos os lados da equação é o mesmo. A lei da conservação da massa é cumprida!
Vamos considerar outro exemplo. esquema de reação Na + H2O → NaOH + H2 precisa ser convertido em uma equação.
Neste esquema, o número de átomos de hidrogênio é diferente. Há dois à esquerda e dois à direita três átomos. Coloque um fator de 2 antes NaOH.
Na + H2O → 2NaOH + H2
Então haverá quatro átomos de hidrogênio no lado direito, portanto, coeficiente 2 deve ser adicionado antes da fórmula da água:
Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Vamos igualar o número de átomos de sódio:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Agora o número de todos os átomos antes e depois da reação é o mesmo.
Assim, podemos concluir: para transformar um esquema de reação química em uma equação de uma reação química, é necessário equalizar o número de todos os átomos que compõem os reagentes e os produtos da reação usando coeficientes. Os coeficientes são colocados antes das fórmulas das substâncias.
Vamos resumir sobre as equações de reações químicas
- Um esquema de reação química é um registro condicional que mostra quais substâncias reagem, quais produtos de reação são formados, bem como as condições para que a reação ocorra.
- Os esquemas de reação usam símbolos que indicam as características de seu curso.
- A equação de uma reação química é um registro condicional de uma reação química por meio de fórmulas químicas, que corresponde à lei de conservação da massa de uma substância
- O esquema de uma reação química é convertido em uma equação colocando os coeficientes na frente das fórmulas das substâncias
Tem uma valência de dois, mas em alguns compostos pode exibir uma valência mais alta. Se for escrito incorretamente, pode não equalizar.
Após a escrita correta das fórmulas resultantes, organizamos os coeficientes. Eles são para a equação dos elementos. A essência do ajuste é que o número de elementos antes da reação é igual ao número de elementos após a reação. Sempre vale a pena começar o ajuste com . Organizamos os coeficientes de acordo com os índices nas fórmulas. Se, por um lado, a reação tem um índice de dois e, por outro lado, não (assume o valor de um), então, no segundo caso, colocamos um dois na frente da fórmula.
Assim que um fator é colocado na frente de uma substância, os valores de todos os elementos aumentam no valor do fator. Se o elemento tiver um índice, a soma dos resultados será igual ao produto do índice e do coeficiente.
Depois de equalizar os metais, passamos para os não-metais. Então vamos para resíduos ácidos e grupos hidroxila. Em seguida, equilibre o hidrogênio. No final verificamos reação em oxigênio equalizado.
As reações químicas são a interação de substâncias, acompanhada por uma mudança em sua composição. Em outras palavras, as substâncias que entram não correspondem às substâncias resultantes da reação. Os seres humanos enfrentam tais interações a cada hora, a cada minuto. Afinal, os processos que ocorrem em seu corpo (respiração, síntese de proteínas, digestão etc.) também são reações químicas.
Instrução
Então, anote as substâncias iniciais no lado esquerdo da reação: CH4 + O2.
À direita, respectivamente, estarão os produtos da reação: CO2 + H2O.
O registro preliminar desta reação química será o seguinte: CH4 + O2 = CO2 + H2O.
Equalize a reação acima, ou seja, alcance a regra básica: o número de átomos de cada elemento nas partes esquerda e direita da reação química deve ser o mesmo.
Você pode ver que o número de átomos de carbono é o mesmo, mas o número de átomos de oxigênio e hidrogênio é diferente. Existem 4 átomos de hidrogênio no lado esquerdo e apenas 2 no direito. Portanto, coloque um fator de 2 na frente da fórmula da água. Obtenha: CH4 + O2 \u003d CO2 + 2H2O.
Os átomos de carbono e hidrogênio são equalizados, agora resta fazer o mesmo com o oxigênio. Existem 2 átomos de oxigênio do lado esquerdo e do lado direito 4. Colocando um coeficiente 2 na frente da molécula de oxigênio, você obterá o registro final da reação de oxidação do metano: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.
Como a natureza não é surpreendente para uma pessoa: no inverno ela envolve a terra em um edredom de neve, na primavera ela revela todos os seres vivos como flocos de pipoca, no verão ela se enfurece com uma profusão de cores, no outono ela incendeia as plantas com fogo vermelho ... E para explorar todos os seres vivos, você deve ser capaz de resolver equações químicas. O principal requisito para a equalização de equações químicas é o conhecimento da lei de conservação da quantidade de matéria: 1) a quantidade de matéria antes da reação é igual à quantidade de matéria após a reação; 2) a quantidade total da substância antes da reação é igual à quantidade total da substância após a reação.
Instrução
Para equalizar o "exemplo", você precisa executar várias etapas.
queimar a equação reações em geral. Para fazer isso, os coeficientes desconhecidos antes são denotados por letras latinas (x, y, z, t, etc.). Que seja necessário equalizar a reação do composto de hidrogênio e , como resultado, a água será obtida. Antes das moléculas de hidrogênio, oxigênio e água, coloque latim
Resolver as equações de reações químicas causa dificuldades para um número considerável de alunos ensino médio em grande parte devido à grande variedade de elementos neles envolvidos e à ambigüidade de sua interação. Mas como a parte principal do curso de química geral na escola considera a interação das substâncias com base em suas equações de reação, os alunos devem definitivamente preencher as lacunas nessa área e aprender a resolver equações químicas para evitar problemas com o assunto no futuro.
A equação de uma reação química é um registro simbólico que mostra os elementos químicos que interagem, sua proporção quantitativa e as substâncias resultantes da interação. Essas equações refletem a essência da interação de substâncias em termos de interação atômico-molecular ou eletrônica.
- Logo no início do curso de química escolar, eles são ensinados a resolver equações com base no conceito de valência dos elementos da tabela periódica. Com base nessa simplificação, consideramos a solução da equação química usando o exemplo da oxidação do alumínio com oxigênio. O alumínio reage com o oxigênio para formar óxido de alumínio. Com os dados iniciais indicados, vamos compor um esquema de equações.
Al + O 2 → AlO
Neste caso, escrevemos diagrama de amostra reação química, que reflete apenas parcialmente sua essência. No lado esquerdo do esquema, estão escritas as substâncias que entram na reação e, no lado direito, o resultado de sua interação. Além disso, oxigênio e outros agentes oxidantes típicos são geralmente escritos à direita de metais e outros agentes redutores em ambos os lados da equação. A seta mostra a direção da reação.
- Para que este esquema de reação compilado adquira uma forma acabada e cumpra a lei de conservação de massa de substâncias, é necessário:
- Coloque os índices no lado direito da equação para a substância resultante da interação.
- Iguale o número de elementos envolvidos na reação com a quantidade da substância resultante de acordo com a lei de conservação da massa das substâncias.
- Coloque os índices no lado direito da equação para a substância resultante da interação.
- Vamos começar suspendendo os índices na fórmula química da substância acabada. Os índices são definidos de acordo com a valência dos elementos químicos. A valência é a capacidade dos átomos de formar compostos com outros átomos, conectando seus elétrons desemparelhados, quando alguns átomos doam seus elétrons, enquanto outros os ligam a si mesmos em um nível de energia externo. É geralmente aceito que a valência Elemento químico define-o como um grupo (coluna) na tabela periódica de Mendeleev. Porém, na prática, a interação dos elementos químicos é muito mais complexa e diversificada. Por exemplo, o átomo de oxigênio em todas as reações tem uma valência de Ⅱ, apesar de estar no sexto grupo da tabela periódica.
- Para ajudá-lo a navegar por essa variedade, oferecemos o seguinte pequeno assistente de referência que o ajudará a determinar a valência de um elemento químico. Selecione o elemento de seu interesse e verá os possíveis valores de sua valência. Valências raras para o elemento selecionado são indicadas entre parênteses.
- Voltemos ao nosso exemplo. No lado direito do esquema de reação, acima de cada elemento, escrevemos sua valência.
Para alumínio Al, a valência será Ⅲ, e para uma molécula de oxigênio O 2, a valência é Ⅱ. Encontre o mínimo múltiplo comum desses números. Será igual a seis. Dividimos o mínimo múltiplo comum pela valência de cada elemento e obtemos os índices. Para o alumínio, dividimos seis pela valência, obtemos o índice 2, para o oxigênio 6/2=3. Fórmula química a alumina obtida como resultado da reação assumirá a forma de Al 2 O 3 .
Al + O 2 → Al 2 O 3
- Depois de receber fórmula correta da substância acabada, é necessário verificar e, na maioria dos casos, igualar as partes direita e esquerda do esquema de acordo com a lei de conservação da massa, pois os produtos da reação são formados pelos mesmos átomos que originalmente faziam parte das substâncias iniciais que participam da reação.
- Lei da conservação de massa afirma que o número de átomos envolvidos na reação deve ser igual ao número de átomos resultantes da interação. Em nosso esquema, um átomo de alumínio e dois átomos de oxigênio participam da interação. Como resultado da reação, obtemos dois átomos de alumínio e três átomos de oxigênio. Obviamente, o esquema deve ser nivelado usando os coeficientes de elementos e matéria, para que a lei de conservação da massa seja observada.
- A equalização também é realizada encontrando o mínimo múltiplo comum, que está entre os elementos com os maiores índices. Em nosso exemplo, será oxigênio com um índice de 3 no lado direito e 2 no lado esquerdo. O mínimo múltiplo comum neste caso também será 6. Agora dividimos o mínimo múltiplo comum pelo valor do maior índice nos lados esquerdo e direito da equação e obtemos os seguintes índices para oxigênio.
Al + 3∙O 2 → 2∙Al 2 O 3
- Agora resta equalizar apenas o alumínio do lado direito. Para fazer isso, coloque o coeficiente 4 no lado esquerdo.
4∙Al + 3∙O 2 = 2∙Al 2 O 3
- Depois de arranjados os coeficientes, a equação da reação química corresponde à lei de conservação de massa e entre sua esquerda e partes certas você pode colocar um sinal de igual. Os coeficientes colocados na equação indicam o número de moléculas de substâncias que participam da reação e resultantes dela, ou a proporção dessas substâncias em moles.