בשיעור 13 "" מתוך הקורס " כימיה לבובות» שקול למה מיועדות משוואות כימיות; נלמד כיצד להשוות תגובות כימיות על ידי מיקום נכון של המקדמים. שיעור זה ידרוש ממך לדעת בסיסים כימייםמשיעורים קודמים. הקפד לקרוא על ניתוח אלמנטים עבור מבט מפורט על נוסחאות אמפיריות וניתוח כימי.
כתוצאה מתגובת הבעירה של מתאן CH 4 בחמצן O 2, נוצרים פחמן דו חמצני CO 2 ומים H 2 O. ניתן לתאר תגובה זו משוואה כימית:
- CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)
בואו ננסה לחלץ יותר מידע מהמשוואה הכימית מאשר רק אינדיקציה מוצרים וריאגנטיםתגובות. המשוואה הכימית (1) אינה מלאה ולכן אינה נותנת מידע על כמה מולקולות O 2 נצרכות לכל מולקולת CH 4 1 וכמה מולקולות CO 2 ו- H2 O מתקבלות כתוצאה מכך. אבל אם נכתוב מקדמים מספריים מול הנוסחאות המולקולריות המתאימות, שמציינות כמה מולקולות מכל סוג לוקחות חלק בתגובה, אז נקבל משוואה כימית מלאהתגובות.
על מנת להשלים את ניסוח המשוואה הכימית (1), יש לזכור כלל אחד פשוט: הצד השמאלי והימני של המשוואה חייבים להכיל אותו מספראטומים מכל סוג, שכן במהלך תגובה כימית לא נוצרים אטומים חדשים ולא נהרסים קיימים. כלל זה מבוסס על חוק שימור המסה, עליו עמדנו בתחילת הפרק.
זה הכרחי כדי לקבל אחד שלם ממשוואה כימית פשוטה. אז בואו נעבור למשוואת התגובה הישירה (1): הסתכלו שוב על המשוואה הכימית, בדיוק על האטומים והמולקולות בצד ימין ובצד שמאל. קל לראות ששלושה סוגי אטומים משתתפים בתגובה: פחמן C, מימן H וחמצן O. בואו נספור ונשווה את מספר האטומים מכל סוג בצד ימין ושמאל של המשוואה הכימית.
נתחיל עם פחמן. בצד שמאל, אטום C אחד הוא חלק ממולקולת CH 4, ובצד ימין, אטום C אחד הוא חלק מ-CO 2. לפיכך, מספר אטומי הפחמן בצד שמאל ובצד ימין זהה, אז נשאיר אותו לבד. אבל לשם הבהירות, שמנו מקדם של 1 מול מולקולות עם פחמן, אם כי זה לא הכרחי:
- 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)
לאחר מכן נמשיך לספירת אטומי מימן H. בצד שמאל יש 4 אטומי H (במובן הכמותי H 4 = 4H) בהרכב של מולקולת CH 4, ובצד ימין יש רק 2 אטומי H ב- הרכב מולקולת H 2 O, שהוא פי שניים פחות מאשר בצד שמאל של המשוואה הכימית (2). בואו נשווה! לשם כך, נשים פקטור של 2 לפני מולקולת H 2 O. כעת יהיו לנו 4 מולקולות מימן H גם בריאגנטים וגם בתוצרים:
- 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)
שימו לב שמקדם 2, שכתבנו מול מולקולת המים H 2 O כדי להשוות את המימן H, מכפיל את כל האטומים המרכיבים את הרכבו, כלומר 2H 2 O פירושו 4H ו-2O. אוקיי, נראה שזה הוסדר, נותר לחשב ולהשוות את מספר אטומי החמצן O במשוואה הכימית (3). זה מושך מיד את העין שבצד שמאל של אטומי O בדיוק פי 2 פחות מאשר בצד ימין. עכשיו אתה כבר יודע איך להשוות משוואות כימיות בעצמך, אז אני ארשום מיד את התוצאה הסופית:
- 1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O או CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)
כפי שאתה יכול לראות, היישור תגובה כימיתלא דבר כל כך מסובך, ולא הכימיה חשובה כאן, אלא המתמטיקה. משוואה (4) נקראת משוואה מלאהתגובה כימית, כי מתקיים בה חוק שימור המסה, כלומר. מספר האטומים מכל סוג הנכנסים לתגובה זהה בדיוק למספר האטומים מהסוג הזה בסוף התגובה. כל חלק של המשוואה הכימית השלמה הזו מכיל אטום פחמן אחד, 4 אטומי מימן ו-4 אטומי חמצן. עם זאת, כדאי להבין זוג נקודות חשובות: תגובה כימית היא רצף מורכב של שלבי ביניים נפרדים, ולכן אי אפשר, למשל, לפרש את משוואה (4) במובן שמולקולת מתאן אחת חייבת להתנגש בו זמנית ב-2 מולקולות חמצן. התהליכים המתרחשים במהלך היווצרות תוצרי תגובה הם הרבה יותר מסובכים. נקודה שניה: משוואה שלמההתגובה אינה אומרת לנו דבר על המנגנון המולקולרי שלה, כלומר על רצף האירועים המתרחשים ברמה המולקולרית במהלך מהלך.
מקדמים במשוואות של תגובות כימיות
אַחֵר דוגמה טובהאיך לסדר נכון קְטָטָהבמשוואות התגובות הכימיות: טריניטרוטולואן (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 מתחבר במרץ עם חמצן, ויוצר H 2 O, CO 2 ו- N 2. נכתוב את משוואת התגובה, אותה נשווה:
- C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)
קל יותר לכתוב את המשוואה השלמה על בסיס שתי מולקולות TNT, מכיוון שהצד השמאלי מכיל מספר אי-זוגי של אטומי מימן וחנקן, והצד הימני מכיל מספר זוגי:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)
אז ברור ש-14 אטומי פחמן, 10 אטומי מימן ו-6 אטומי חנקן חייבים להפוך ל-14 מולקולות פחמן דו חמצני, 5 מולקולות מים ו-3 מולקולות חנקן:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)
כעת שני החלקים מכילים את אותו מספר של כל האטומים מלבד חמצן. מתוך 33 אטומי החמצן הקיימים בצד ימין של המשוואה, 12 מסופקים על ידי שתי מולקולות ה-TNT המקוריות, ו-21 הנותרים חייבים להיות מסופקים על ידי 10.5 מולקולות O 2. לפיכך, המשוואה הכימית השלמה תיראה כך:
- 2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10.5O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)
אתה יכול להכפיל את שני הצדדים ב-2 ולהיפטר מהגורם הלא שלם 10.5:
- 4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)
אבל לא ניתן לעשות זאת, מכיוון שכל המקדמים של המשוואה אינם חייבים להיות מספרים שלמים. זה אפילו יותר נכון לעשות משוואה המבוססת על מולקולת TNT אחת:
- C 7 H 5 N 3 O 6 + 5.25O 2 → 7CO 2 + 2.5H 2 O + 1.5N 2 (10)
המשוואה הכימית השלמה (9) נושאת מידע רב. קודם כל, זה מציין את חומרי המוצא - ריאגנטים, ממש כמו מוצריםתגובות. בנוסף, הוא מראה שבמהלך התגובה כל האטומים מכל סוג נשמרים בנפרד. אם נכפיל את שני הצדדים של המשוואה (9) במספר האבוגדרו N A =6.022 10 23, נוכל לקבוע ש-4 מולים של TNT מגיבים עם 21 מולים של O 2 ויוצרים 28 מולים של CO 2, 10 מולים של H 2 O ו 6 שומות של N2.
יש עוד תכונה אחת. באמצעות הטבלה המחזורית, אנו קובעים את המשקל המולקולרי של כל החומרים הללו:
- C 7 H 5 N 3 O 6 \u003d 227.13 גרם / מול
- O2 = 31.999 גרם/מול
- CO2 = 44.010 גרם/מול
- H2O = 18.015 גרם/מול
- N2 = 28.013 גרם/מול
כעת משוואה 9 תציין גם ש-4 227.13 גרם \u003d 908.52 גרם של TNT דורשים 21 31.999 גרם \u003d 671.98 גרם חמצן כדי להשלים את התגובה וכתוצאה מכך 28 44.010 גרם \u003d 1230 גרם = 3 גרם 1212. 180.15 גרם H 2 O ו-6 28.013 גרם = 168.08 גרם N 2. הבה נבדוק האם חוק שימור המסה מתקיים בתגובה זו:
| ריאגנטים | מוצרים | |
| 908.52 גרם TNT | 1232.3 גרם CO2 | |
| 671.98 גרם CO2 | 180.15 גרם H2O | |
| 168.08 גרם N2 | ||
| סך הכל | 1580.5 גרם | 1580.5 גרם |
אבל אין צורך שמולקולות בודדות ישתתפו בתגובה כימית. לדוגמה, התגובה של אבן גיר CaCO3 וחומצה הידרוכלורית HCl, עם היווצרות של תמיסה מימית של סידן כלורי CaCl2 ופחמן דו חמצני CO2:
- CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)
משוואה כימית (11) מתארת את התגובה של סידן קרבונט CaCO 3 (אבן גיר) וחומצה הידרוכלורית HCl ליצירת תמיסה מימית של סידן כלורי CaCl 2 ופחמן דו חמצני CO 2. משוואה זו הושלמה, שכן מספר האטומים מכל סוג בצד שמאל וימין שלו זהה.
המשמעות של המשוואה הזו היא רמה מקרוסקופית (טוחנות).הוא כדלקמן: 1 מול או 100.09 גרם של CaCO 3 דורשים 2 מול או 72.92 גרם של HCl כדי להשלים את התגובה, וכתוצאה מכך 1 מול של CaCl 2 (110.99 גרם / מול), CO 2 (44.01 גרם / מול) ו- H 2 O (18.02 גרם/מול). מנתונים מספריים אלה, קל לאמת שחוק שימור המסה מתקיים בתגובה זו.
פירוש המשוואה (11) על רמה מיקרוסקופית (מולקולרית).זה לא כל כך ברור, שכן סידן פחמתי הוא מלח, לא תרכובת מולקולרית, ולכן אי אפשר להבין את המשוואה הכימית (11) במובן שמולקולה אחת של סידן פחמתי CaCO 3 מגיבה עם 2 מולקולות של HCl. יתר על כן, מולקולת HCl בתמיסה מתפרקת (מתפרקת) בדרך כלל ליוני H + ו- Cl -. לפיכך, תיאור נכון יותר של מה שקורה בתגובה זו ברמה המולקולרית, נותן את המשוואה:
- CaCO 3 (מוצק) + 2H + (aq.) → Ca 2+ (aq.) + CO 2 (g.) + H 2 O (l.) (12)
כאן בסוגריים מקוצר מצב פיזיכל סוג של חלקיקים ( טֵלֶוִיזִיָה.- קשה, א.ק.- יון לחות פנימה תמיסה מימית, ג.- גז, ו.- נוזל).
משוואה (12) מראה ש-CaCO 3 מוצק מגיב עם שני יוני H+ הידרדרים ליצירת יון Ca 2+ חיובי, CO 2 ו- H 2 O. משוואה (12), כמו משוואות כימיות שלמות אחרות, אינה נותנת מושג לגבי המנגנון המולקולרי מגיב ופחות נוח לספירת כמות החומרים, לעומת זאת, הוא נותן התיאור הטוב ביותרמתרחש ברמה המיקרוסקופית.
גבש את הידע שלך בניסוח של משוואות כימיות על ידי ניתוח עצמאי של הדוגמה עם הפתרון:
אני מקווה משיעור 13" קומפילציה של משוואות כימיות» למדת משהו חדש בעצמך. אם יש לך שאלות, כתוב אותן בתגובות.
כדי להבין כיצד להשוות משוואה כימית, תחילה עליך לדעת את מטרת המדע הזה.
הַגדָרָה
הכימיה חוקרת חומרים, תכונותיהם ותמורותיהם. אם אין שינוי בצבע, משקעים, שחרור של חומר גזי, אז לא מתרחשת אינטראקציה כימית.
לדוגמה, כאשר מסמר ברזל עם פצירה, המתכת פשוט הופכת לאבקה. במקרה זה, לא מתרחשת תגובה כימית.
ההסתיידות של פרמנגנט אשלגן מלווה ביצירת תחמוצת מנגן (4), שחרור חמצן, כלומר נצפית אינטראקציה. במקרה זה, מתעוררת שאלה טבעית לחלוטין כיצד להשוות נכון משוואות כימיות. ננתח את כל הניואנסים הקשורים להליך כזה.
ספציפיות של טרנספורמציות כימיות
כל תופעה המלווה בשינוי בהרכב האיכותי והכמותי של החומרים מתייחסת ל טרנספורמציות כימיות. בצורה מולקולרית, תהליך שריפת הברזל באטמוספירה יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות סימנים וסמלים.
שיטת הצבת המקדמים
כיצד להשוות מקדמים במשוואות כימיות? במהלך של כימיה בית ספר תיכוןמבין את שיטת האיזון האלקטרוני. בואו נשקול את התהליך ביתר פירוט. מלכתחילה, בתגובה הראשונית, יש צורך לסדר את מצבי החמצון של כל יסוד כימי.
ישנם כללים מסוימים שלפיהם ניתן לקבוע אותם עבור כל אלמנט. בחומרים פשוטים, מצבי החמצון יהיו אפס. בתרכובות בינאריות, ליסוד הראשון יש ערך חיובי, המתאים לערך הגבוה ביותר. עבור האחרונים, פרמטר זה נקבע על ידי הפחתת מספר הקבוצה משמונה ויש לו סימן מינוס. לנוסחאות המורכבות משלושה יסודות יש ניואנסים משלהן לחישוב מצבי חמצון.
עבור היסוד הראשון והאחרון, הסדר דומה להגדרה בתרכובות בינאריות, ונעשה משוואה לחישוב היסוד המרכזי. הסכום של כל האינדיקטורים חייב להיות שווה לאפס, על סמך זה מחושב האינדיקטור עבור האלמנט האמצעי של הנוסחה.
בואו נמשיך את השיחה על איך להשוות משוואות כימיות בשיטת איזון האלקטרונים. לאחר קביעת מצבי החמצון, ניתן לקבוע את אותם יונים או חומרים ששינו את ערכם במהלך האינטראקציה הכימית.
סימני הפלוס והמינוס מציינים את מספר האלקטרונים שהתקבלו (נמסרו) בתהליך האינטראקציה הכימית. בין המספרים שהתקבלו, מצא את הכפולה המשותפת הפחותה.
כאשר מחלקים אותו לאלקטרונים שנקלטו ונתונים, מתקבלים מקדמים. איך לאזן משוואה כימית? יש להציב את הנתונים המתקבלים במאזן מול הנוסחאות המתאימות. תנאי מוקדם הוא לבדוק את המספר של כל אלמנט בחלק השמאלי והימני. אם המקדמים ממוקמים נכון, מספרם צריך להיות זהה.
חוק שימור מסה של חומרים
מתווכחים כיצד להשוות משוואה כימית, יש צורך להשתמש בחוק זה. בהתחשב בכך שהמסה של אותם חומרים שנכנסו לתגובה כימית שווה למסה של התוצרים המתקבלים, ניתן לקבוע מקדמים מול הנוסחאות. למשל, איך להשוות משוואה כימית אם חומרים פשוטים סידן וחמצן פועלים באינטראקציה, ולאחר השלמת התהליך מתקבלת תחמוצת?
כדי להתמודד עם המשימה יש לקחת בחשבון שחמצן הוא מולקולה דיאטומית בעלת קשר קוולנטי לא קוטבי, ולכן הנוסחה שלה כתובה בצורה הבאה - O2. בצד ימין, בעת קומפילציה של תחמוצת סידן (CaO), נלקחות בחשבון הערכיות של כל יסוד.
ראשית עליך לבדוק את כמות החמצן בכל חלק של המשוואה, שכן היא שונה. לפי חוק שימור מסת החומרים יש לשים לפני נוסחת המוצר פקטור 2. לאחר מכן בודקים סידן. כדי שזה יהיה שוויון, שמים פקטור של 2 לפני החומר המקורי, כתוצאה מכך נקבל את הרשומה:
- 2Ca+O2=2CaO.
ניתוח התגובה בשיטת האיזון האלקטרוני
איך להשוות משוואות כימיות? דוגמאות של RIAs יעזרו לענות על שאלה זו. נניח שיש צורך למקם את המקדמים בתכנית המוצעת בשיטת האיזון האלקטרוני:
- CuO + H2=Cu + H2O.
מלכתחילה, עבור כל אחד מהיסודות בחומרים ההתחלתיים ובתוצרי האינטראקציה, נציב את ערכי מצבי החמצון. לקבל התצוגה הבאהמשוואות:
- Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).
האינדיקטורים השתנו עבור נחושת ומימן. על בסיסם נערוך איזון אלקטרוני:
- Cu(+2)+2e=Cu(0) 1 חומר מפחית, חמצון;
- H2(0)-2e=2H(+) 1 חומר מחמצן, הפחתה.
בהתבסס על המקדמים המתקבלים במאזן האלקטרוני, אנו מקבלים את התיעוד הבא של המשוואה הכימית המוצעת:
- CuO+H2=Cu+H2O.
ניקח דוגמה נוספת שכוללת קביעת מקדמים:
- H2+O2=H2O.
על מנת להשוות תכנית זו על בסיס חוק שימור החומרים, יש צורך להתחיל בחמצן. בהתחשב בכך שמולקולה דיאטומית נכנסה לתגובה, יש צורך לשים פקטור של 2 לפני הנוסחה של תוצר האינטראקציה.
- 2H2+O2=2H2O.
סיכום
בהתבסס על המאזן האלקטרוני, אתה יכול למקם את המקדמים בכל משוואות כימיות. בוגרי כיתות ט' וי"א מוסדות חינוךבחירת בחינה בכימיה, באחת המשימות מבחנים אחרוניםלהציע משימות דומות.
הסדר מקדם
מספר האטומים של יסוד אחד בצד שמאל של המשוואה חייב להיות שווה למספר האטומים של אותו יסוד בצד ימין של המשוואה.
משימה 1 (לקבוצות).קבע את מספר האטומים של כל יסוד כימי המעורב בתגובה.
1. חשב את מספר האטומים:
א) מימן: 8NH3, NaOH, 6NaOH, 2NaOH, H3PO4, 2H2SO4, 3H2S04, 8H2SO4;
6) חַמצָן: C02, 3C02, 2C02, 6CO, H2SO4, 5H2SO4, 4H2S04, HN03.
2. חשב את מספר האטומים: א)מֵימָן:
1) NaOH + HCl 2) CH4+H20 3) 2Na+H2
ב) חמצן:
1) 2CO + 02 2) CO2 + 2H.O. 3)4NO2 + 2H2O + O2
אלגוריתם לסידור מקדמים במשוואות תגובות כימיות
A1 + O2 → A12O3אטום A1-1 A1-2
אטומי O-2 O-3
2. בין האלמנטים עם מספר שונהאטומים בחלק השמאלי והימני של הסכימה, בחר את זה שמספר האטומים שלו גדול יותר
אטומי O-2 משמאל
אטומי O-3 מימין
3. מצא את הכפולה הפחות משותפת (LCM) של מספר האטומים של יסוד זה בצד שמאל של המשוואה ומספר האטומים של יסוד זה בצד ימין של המשוואה
LCM = 6
4. חלקו את LCM במספר האטומים של יסוד זה בצד שמאל של המשוואה, קבלו את המקדם של הצד השמאלי של המשוואה
6:2 = 3
אל + 3O 2 → אל 2 O 3
5. חלקו את LCM במספר האטומים של יסוד זה בצד ימין של המשוואה, קבלו את המקדם לצד הימני של המשוואה
6:3 = 2
A1+ O 2 →2А1 2 O3
6. אם המקדם שנקבע שינה את מספר האטומים של יסוד אחר, חזור על שלבים 3, 4, 5 שוב.
A1 + 3O 2 → →2А1 2 O 3
אטום A1 -1 A1 - 4
LCM = 4
4:1=4 4:4=1
4A1 + ZO 2 → →2А1 2 O 3
. מבחן ראשוני לרכישת ידע (8-10 דקות .).
ישנם שני אטומי חמצן בצד שמאל של התרשים, ואחד בצד ימין. יש ליישר את מספר האטומים באמצעות מקדמים.
1)2Mg+O2 →2MgO
2) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2 O + CO2
משימה 2 סדר את המקדמים במשוואות התגובות הכימיות (שים לב שהמקדם משנה את מספר האטומים של יסוד אחד בלבד):
1. Fe 2 O 3 + א ל → אבל ל 2 O 3 + Fe; Mg+N 2 → מ"ג 3 נ 2 ;
2 Al+S → אל 2 ס 3 ; A1+ מ → אל 4 ג 3 ;
3. Al + Cr 2 O 3 → Cr + Al 2 O 3 ; Ca+P → כ 3 פ 2 ;
4. C + ח 2 → CH 4 ; כ + C → CaS 2 ;
5. Fe+O 2 → Fe 3 O 4 ; Si+Mg → מ"ג 2 סִי;
6/.Na + S → לא 2 ס; CaO+ מ → CaC 2 + CO;
7.Ca+N 2 → ג א 3 נ 2 ; Si + Cl 2 → SiCl 4 ;
8 Ag+S → א.ג 2 ס; ח 2 + מ ל 2 → נ.ס l;
9. נ 2 + O 2 → לא; כך 2 + מ → כך ;
10.HI → ח 2 → + 1 2 ; מ"ג + נ.ס ל → MgCl 2 + ח 2 ;
11. FeS+ נ.ס 1 → FeCl 2 + H 2 ס; Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 ;
12. בר 2 +KI → KBr+ I 2 ; Si+HF (ר) → SiF 4 + H 2 ;
1./HCl+Na 2 שיתוף 3 → שיתוף 2 +H 2 O + NaCl; KClO 3 + S → → KCl + SO 2 ;
14.Cl 2 +KBr → KCl + Br 2 ; SiO 2 + מ → Si + CO;
15. SiO 2 + מ → SiC+CO; Mg+SiO 2 → מ"ג 2 Si+MgO
16 .
3. מה המשמעות של הסימן "+" במשוואה?
4. למה למקם את המקדמים במשוואות הכימיות
1. בואו נעשה סכימת תגובה:
מטרות השיעור.חינוכית.להכיר לתלמידים סיווג חדש של תגובות כימיות על בסיס שינויים במצבי החמצון של יסודות - עם תגובות חיזור (ORD); ללמד את התלמידים לסדר מקדמים בשיטת האיזון האלקטרוני.
מתפתח.המשך פיתוח חשיבה לוגית, יכולת ניתוח והשוואה, היווצרות עניין בנושא.
חינוכית.לגבש תפיסת עולם מדעית של תלמידים; לשפר את כישורי העבודה.
שיטות וטכניקות מתודולוגיות.סיפור, שיחה, הדגמה של עזרים חזותיים, עבודה עצמאיתתלמידים.
ציוד וריאגנטים.רפרודוקציה המתארת את הקולוסוס של רודוס, האלגוריתם להצבת מקדמים לפי שיטת האיזון האלקטרוני, טבלת חומרי חמצון ומפחיתים אופייניים, תשבץ; Fe (מסמר), תמיסות של NaOH, CuSO4.
במהלך השיעורים
מבוא
(מוטיבציה והגדרת יעדים)
מוֹרֶה. במאה השלישית. לִפנֵי הַסְפִירָה. באי רודוס נבנתה אנדרטה בצורת פסל ענק של הליוס (בקרב היוונים - אל השמש). הרעיון הגרנדיוזי ושלמות הביצוע של הקולוסוס של רודוס - אחד מפלאי העולם - הדהימו את כל מי שראה אותו.
איננו יודעים בדיוק איך נראה הפסל, אך ידוע שהוא עשוי מברונזה והגיע לגובה של כ-33 מ'. הפסל נוצר על ידי הפסל הרט ובנייתו ארכה 12 שנים.
מעטפת הברונזה הוצמדה למסגרת הברזל. הפסל החלול החל להיבנות מלמטה וככל שגדל, הוא התמלא באבנים כדי להפוך אותו ליציב יותר. כ-50 שנה לאחר השלמת הבנייה, הקולוסוס קרס. במהלך רעידת האדמה הוא נשבר בגובה הברכיים.
מדענים מאמינים בכך הסיבה האמיתיתהשבריריות של הנס הזה הייתה קורוזיה של המתכת. ובלב תהליך הקורוזיה נמצאות תגובות חיזור.
היום בשיעור תכירו תגובות חיזור; ללמוד על המושגים "חומר מצמצם" ו"חומר מחמצן", על תהליכי ההפחתה והחמצון; למד כיצד לסדר את המקדמים במשוואות של תגובות חיזור. כתוב בחוברות העבודה שלך את המספר, את נושא השיעור.
לימוד חומר חדש
המורה עורך שני ניסויי הדגמה: האינטראקציה של סולפט נחושת (II) עם אלקלי והאינטראקציה של אותו מלח עם ברזל.
מוֹרֶה. רשום את המשוואות המולקולריות של התגובות שבוצעו. בכל משוואה, סדר את מצבי החמצון של היסודות בנוסחאות של חומרי המוצא ותוצרי התגובה.
התלמיד כותב את משוואות התגובה על הלוח ומסדר את מצבי החמצון:
מוֹרֶה. האם מצבי החמצון של היסודות השתנו בתגובות אלו?
סטוּדֶנט. במשוואה הראשונה, מצבי החמצון של היסודות לא השתנו, אבל בשני הם השתנו - בנחושת ובברזל.
מוֹרֶה. התגובה השנייה היא חיזור. נסו להגדיר תגובות חיזור.
סטוּדֶנט. תגובות, שבעקבותיהן משתנים מצבי החמצון של היסודות המרכיבים את המגיבים ותוצרי התגובה, נקראות תגובות חיזור.
התלמידים רושמים במחברת לפי הכתבה של המורה את ההגדרה של תגובות חיזור.
מוֹרֶה. מה קרה כתוצאה מתגובת החיזור? לפני התגובה, לברזל היה מצב חמצון של 0, לאחר התגובה הוא הפך ל-+2. כפי שאתה יכול לראות, מצב החמצון גדל, ולכן ברזל מוותר על 2 אלקטרונים.
לנחושת יש מצב חמצון של +2 לפני התגובה, ו-0 לאחר התגובה. כפי שניתן לראות, מצב החמצון ירד. לכן, נחושת מקבלת 2 אלקטרונים.
הברזל תורם אלקטרונים, הוא חומר מפחית, ותהליך העברת האלקטרונים נקרא חמצון.
נחושת מקבלת אלקטרונים, היא חומר מחמצן, ותהליך הוספת האלקטרונים נקרא הפחתה.
אנו כותבים את הסכמות של תהליכים אלה:
אז, תן את ההגדרה של המושגים "חומר מפחית" ו"חומר מחמצן".
סטוּדֶנט. אטומים, מולקולות או יונים התורמים אלקטרונים נקראים חומרים מפחיתים.
אטומים, מולקולות או יונים המקבלים אלקטרונים נקראים סוכני חמצון.
מוֹרֶה. מהי ההגדרה של תהליכי הפחתה וחמצון?
סטוּדֶנט. התאוששות היא תהליך של הוספת אלקטרונים לאטום, מולקולה או יון.
חמצון הוא התהליך שבו אלקטרונים מועברים על ידי אטום, מולקולה או יון.
התלמידים כותבים את ההגדרות במחברת בהכתבה ומשלימים את הציור.
זכור!
לתרום אלקטרונים - לחמצן.
קח אלקטרונים - התאושש.
מוֹרֶה. חמצון תמיד מלווה בהפחתה, ולהיפך, צמצום תמיד קשור לחמצון. מספר האלקטרונים שנתרם על ידי הגורם המחמצן שווה למספר האלקטרונים המחוברים על ידי חומר החמצון.
לבחירת המקדמים במשוואות תגובות החיזור, משתמשים בשתי שיטות - איזון אלקטרונים ואיזון אלקטרונים-יון (שיטת חצי תגובה).
נשקול רק את שיטת האיזון האלקטרוני. לשם כך, אנו משתמשים באלגוריתם לסידור המקדמים בשיטת האיזון האלקטרוני (משורטט על פיסת נייר ציור).
דוגמא מסדרים את המקדמים בסכימת תגובה זו בשיטת איזון האלקטרונים, קבעו את חומר החמצון והחומר המפחית, ציינו את תהליכי החמצון וההפחתה:
Fe2O3 + CO Fe + CO2.
נשתמש באלגוריתם להצבת המקדמים בשיטת האיזון האלקטרוני.
3. נכתוב את היסודות המשנים את דרגת החמצון:
4. חבר משוואות אלקטרוניות, קביעת מספר האלקטרונים הנתונים והמתקבלים:
5. מספר האלקטרונים הנתונים והמתקבלים חייב להיות זהה, כי לא המגיבים ולא תוצרי התגובה טעונים. אנו משווים את מספר האלקטרונים הנתונים והמתקבלים על ידי בחירת הכפולה הפחות משותפת (LCM) וגורמים נוספים:
6. המכפילים המתקבלים הם מקדמים. אנו מעבירים את המקדמים לערכת התגובה:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.
חומרים שהם חומרים מחמצנים או מפחיתים בתגובות רבות נקראים טיפוסיים.
מוצבת טבלה שנעשתה על גיליון Whatman.
מוֹרֶה. תגובות חיזור שכיחות מאוד. הם קשורים לא רק עם תהליכי קורוזיה, אלא גם עם תסיסה, ריקבון, פוטוסינתזה ותהליכים מטבוליים המתרחשים באורגניזם חי. ניתן לראות אותם במהלך הבעירה של דלק.
כיצד להשוות משוואה כימית: כללים ואלגוריתם
תהליכי חיזור מלווים את מחזורי החומרים בטבע.
האם ידעת שכ-2 מיליון טונות של חומצה חנקתית נוצרים באטמוספירה מדי יום, או
700 מיליון טון בשנה, ובצורת תמיסה חלשה נופלים לקרקע עם גשם (האדם מייצר רק 30 מיליון טון חומצה חנקתית בשנה).
מה קורה באטמוספירה?
אוויר מכיל 78% חנקן בנפח, 21% חמצן ו-1% גזים אחרים. תחת פעולת פריקות ברק, ובממוצע של 100 הבזקים בכדור הארץ בכל שנייה, מולקולות חנקן מתקשרות עם מולקולות חמצן ויוצרות תחמוצת חנקן (II):
תחמוצת החנקן (II) מתחמצנת בקלות על ידי חמצן אטמוספרי לחנקן תחמוצת (IV):
תחמוצת החנקן המתקבלת (IV) מקיימת אינטראקציה עם לחות אטמוספרית בנוכחות חמצן, והופכת לחומצה חנקתית:
NO2 + H2O + O2 HNO3.
כל התגובות הללו הן תגובות חיזור.
תרגיל . מסדרים את המקדמים בסכימות התגובה לעיל בשיטת האיזון האלקטרוני, ציינו את חומר החמצון, חומר הפחתת, החמצון וההפחתה.
פִּתָרוֹן
1. בואו נקבע את מצבי החמצון של היסודות:
2. אנו מדגישים את הסמלים של יסודות שמצבי החמצון שלהם משתנים:
3. בואו נכתוב את היסודות ששינו את מצבי החמצון שלהם:
4. חבר משוואות אלקטרוניות (קבע את מספר האלקטרונים הנתונים והמתקבלים):
5. מספר האלקטרונים שניתנו והמתקבלים זהה.
6. הבה נעביר את המקדמים ממעגלים אלקטרוניים לערכת התגובה:
לאחר מכן, הסטודנטים מוזמנים לסדר באופן עצמאי את המקדמים בשיטת האיזון האלקטרוני, לקבוע את חומר המחמצן, הגורם המפחית, לציין את תהליכי החמצון וההפחתה בתהליכים אחרים המתרחשים בטבע.
שתי משוואות התגובה האחרות (עם מקדמים) הן:
בדיקת נכונות המשימות מתבצעת באמצעות קודוסקופ.
חלק אחרון
המורה מבקש מהתלמידים לפתור תשבץ על סמך החומר הנלמד. תוצאת העבודה מוגשת לאימות.
לאחר ניחוש צְלָבִית, תגלה שהחומרים KMnO4, K2Cr2O7, O3 הם חזקים ... (לאורך האנכי (2)).
אופקי:
1. איזה תהליך משקפת התכנית:
3. תגובה
N2 (g.) + 3H2 (g.) 2NH3 (g.) + ש
הוא חיזור, הפיך, הומוגנית, … .
4. ... פחמן(II) הוא חומר מפחית טיפוסי.
5. איזה תהליך משקפת התכנית:
6. לבחירת מקדמים במשוואות תגובות חיזור, נעשה שימוש בשיטה של ... אלקטרוני.
7. לפי התרשים, האלומיניום נתן ... אלקטרון.
8. בתגובה:
H2 + Cl2 = 2HCl
מימן H2 - ... .
9. איזה סוג של תגובות הן תמיד רק תגובות חיזור?
10. מצב החמצון של חומרים פשוטים הוא ....
11. בתגובה:
מפחית...
שיעורי בית.
לפי ספר הלימוד של O.S. Gabrielyan "Chemistry-8" § 43, p. 178–179, לשעבר. 1, 7 בכתב. משימה (בבית). הבנאים של הראשון חלליותוצוללות התמודדו עם בעיה: איך לשמור על הרכב אוויר קבוע בספינה ו תחנות חלל? להיפטר מעודפי פחמן דו חמצני ולחדש חמצן? הפתרון נמצא.
אשלגן סופראוקסיד KO2 יוצר חמצן כתוצאה מאינטראקציה עם פחמן דו חמצני:
כפי שאתה יכול לראות, זוהי תגובת חיזור. חמצן הוא גם חומר מחמצן וגם חומר מפחית בתגובה זו.
במסע חלל, כל גרם מטען נחשב. חשב את אספקת האשלגן סופראוקסיד שיש לקחת לטיסה לחלל אם הטיסה מיועדת ל-10 ימים ואם הצוות מורכב משני אנשים. ידוע שאדם נושף 1 ק"ג פחמן דו חמצני ליום.
(תשובה. 64.5 ק"ג KO2. )
תרגיל ( רמה מוגבהתקשיים). רשום את המשוואות לתגובות החיזור שיכלו להוביל להרס הקולוסוס של רודוס. קחו בחשבון שהפסל הענק הזה ניצב בעיר נמל באי בים האגאי מול חופי טורקיה המודרנית, שבו האוויר הים תיכוני הלח רווי במלחים. הוא היה עשוי ברונזה (סגסוגת של נחושת ופח) ומותקן על מסגרת ברזל.
סִפְרוּת
Gabrielyan O.S.. כימיה-8. מוסקבה: Bustard, 2002;
Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V.מדריך של המורה. כיתה ח'. מוסקבה: Bustard, 2002;
קוקס ר., מוריס נ. שבעה פלאי העולם. עולם עתיק, ימי הביניים, זמננו. מ.: BMM AO, 1997;
אנציקלופדיה לילדים קטנים. כִּימִיָה. מ.: שותפות אנציקלופדית רוסית, 2001; אנציקלופדיה לילדים "אוונטה +". כִּימִיָה. ת' 17. מ': אוונטה+, 2001;
Khomchenko G.P., Sevastyanova K.I.תגובות חיזור. מוסקבה: חינוך, 1989.
ש"פ לבשבע,
מורה לכימיה מס' 8 בתיכון
(בלטיסק, אזור קלינינגרד)
כללים לבחירת מקדמים:
- אם מספר האטומים של יסוד בחלק אחד של סכימת התגובה הוא זוגי, ואי-זוגי בחלק השני, יש לשים את מקדם 2 לפני הנוסחה עם מספר אי זוגי של אטומים, ולאחר מכן את המספר של כולם יש להשוות אטומים.
- מיקום המקדמים צריך להתחיל עם החומר המורכב ביותר בהרכבו ולעשות זאת ברצף הבא:
ראשית עליך להשוות את מספר אטומי המתכת, אחר כך שיירים חומציים (אטומים שאינם מתכת), אחר כך אטומי מימן, ולבסוף, אטומי חמצן.
- אם מספר אטומי החמצן בחלק השמאלי והימני של המשוואה זהה, אז המקדמים נקבעים בצורה נכונה.
- לאחר מכן, ניתן להחליף את החץ בין חלקי המשוואה בסימן שוויון.
- למקדמים במשוואת התגובה הכימית אין מחלקים משותפים.
דוגמא. בואו נעשה משוואה לתגובה הכימית בין הידרוקסיד של ברזל (III) לחומצה גופרתית עם היווצרות של ברזל (III) סולפט.
1. בואו נעשה סכימת תגובה:
Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
2. נבחר את המקדמים לנוסחאות החומרים. אנו יודעים שעלינו להתחיל עם החומר המורכב ביותר ולהשוות באופן עקבי בכל הסכימה, תחילה את אטומי המתכת, אחר כך את שאריות החומצה, אחר כך את המימן, ולבסוף את החמצן. בתכנית שלנו, החומר המורכב ביותר הוא Fe2(SO4)3. הוא מכיל שני אטומי ברזל, ו-Fe(OH)3 מכיל אטום ברזל אחד. אז לפני הנוסחה Fe (OH) 3 יש צורך לשים את המקדם 2:
2Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
כעת אנו משווים את מספר שאריות החומצה SO4. מלח Fe2(SO4)3 מכיל שלוש שאריות חומצה SO4. אז, בצד שמאל, לפני הנוסחה H2SO4, שמנו את המקדם 3:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O.
כעת אנו משווים את מספר אטומי המימן. בצד שמאל של התרשים בברזל הידרוקסיד 2Fe (OH) 3 - 6 אטומי מימן (2
3), בחומצה גופרתית 3H2SO4 - גם 6 אטומי מימן.
איך מסדרים מקדמים במשוואות כימיות
בסך הכל, יש 12 אטומי מימן בצד שמאל. אז, בצד ימין, שמנו פקטור של 6 לפני נוסחת המים H2O - ועכשיו יש גם 12 אטומי מימן בצד ימין:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O.
נותר להשוות את מספר אטומי החמצן. אבל זה כבר לא הכרחי, כי בחלק השמאלי והימני של התרשים יש כבר אותו מספר של אטומי חמצן - 18 בכל חלק. זה אומר שהמעגל כתוב במלואו, ונוכל להחליף את החץ בסימן שוויון:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O.
חינוך
איך מסדרים מקדמים במשוואות כימיות? משוואות כימיות
היום נדבר על איך לסדר מקדמים במשוואות כימיות. שאלה זו מעניינת לא רק תלמידי תיכון של מוסדות חינוך, אלא גם ילדים שרק מתוודעים למרכיבים הבסיסיים של מורכבות מדע מעניין. אם בשלב הראשון תבינו איך כותבים משוואות כימיות, בעתיד לא יהיו בעיות בפתרון בעיות. בואו נעשה את זה נכון מההתחלה.
מהי משוואה
בכך נהוג להתכוון לתיעוד מותנה של תגובה כימית המתרחשת בין הריאגנטים שנבחרו. לתהליך כזה משתמשים במדדים, מקדמים, נוסחאות.
אלגוריתם קומפילציה
איך כותבים משוואות כימיות? ניתן לכתוב דוגמאות לכל אינטראקציה על ידי סיכום התרכובות המקוריות. סימן השוויון מציין שיש אינטראקציה בין החומרים המגיבים. לאחר מכן, מורכבת נוסחה למוצרים לפי ערכיות (מצב חמצון).
סרטונים קשורים
כיצד לרשום תגובה
לדוגמה, אם אתה צריך לרשום משוואות כימיות המאשרות את תכונות המתאן, בחר את האפשרויות הבאות:
- הלוגנציה (אינטראקציה רדיקלית עם אלמנט VIIA של הטבלה המחזורית של D. I. מנדלייב);
- בעירה בחמצן אטמוספרי.
במקרה הראשון, אנו כותבים את החומרים ההתחלתיים בצד שמאל, ואת המוצרים המתקבלים בצד ימין. לאחר בדיקת מספר האטומים של כל יסוד כימי, אנו מקבלים את התיעוד הסופי של התהליך המתמשך. כאשר מתאן נשרף בחמצן אטמוספרי, מתרחש תהליך אקסותרמי, כתוצאה ממנו נוצרים פחמן דו חמצני ואדי מים.
על מנת לשים נכון את המקדמים במשוואות כימיות, נעשה שימוש בחוק שימור המסה של חומרים. אנו מתחילים את תהליך ההתאמה על ידי קביעת מספר אטומי הפחמן. לאחר מכן, אנו מבצעים חישובים למימן ורק לאחר מכן בודקים את כמות החמצן.
OVR
ניתן להשוות משוואות כימיות מורכבות באמצעות שיטת איזון אלקטרוני או חצי תגובות. אנו מציעים רצף של פעולות שנועדו לסדר את המקדמים בתגובות מהסוגים הבאים:
ראשית, חשוב לסדר את מצב החמצון של כל יסוד בתרכובת. בעת הצבת אותם, יש צורך לקחת בחשבון כמה כללים:
- עבור חומר פשוט, הוא שווה לאפס.
- בתרכובת בינארית, הסכום שלהם הוא 0.
- בתרכובת של שלושה יסודות או יותר, לראשון יש ערך חיובי, וליון האחרון יש ערך שלילי של מצב החמצון. האלמנט המרכזי מחושב מתמטית, בהינתן שהסכום צריך להיות 0.
לאחר מכן, נבחרים האטומים או היונים שעבורם השתנה מצב החמצון. סימני הפלוס והמינוס מראים את מספר האלקטרונים (מקובל, נמסר). לאחר מכן, הכפולה הקטנה ביותר נקבעת ביניהם. כאשר מחלקים את ה-NOC במספרים אלו, מתקבלים המספרים. אלגוריתם זה יהיה התשובה לשאלה כיצד לסדר את המקדמים במשוואות כימיות.
דוגמה ראשונה
נניח שהמשימה ניתנת: "סדרו את המקדמים בתגובה, מלאו את החסר, קבעו את חומר החמצון והחומר המצמצם". דוגמאות כאלה מוצעות לבוגרי בית ספר שבחרו בכימיה כבחינה.
KMnO4 + H2SO4 + KBr = MnSO4 + Br2 +…+…
בואו ננסה להבין כיצד לסדר את המקדמים במשוואות הכימיות המוצעות למהנדסים ורופאים עתידיים. לאחר סידור מצבי החמצון של היסודות בחומרי המוצא ובתוצרים הזמינים, אנו מגלים שיון המנגן פועל כחומר מחמצן, ויון הברומיד מפגין תכונות מפחיתות.
אנו מסיקים שהחומרים החסרים אינם משתתפים בתהליך החיזור. אחד המוצרים החסרים הוא מים, והשני יהיה אשלגן גופרתי. לאחר הרכבת המאזן האלקטרוני, השלב האחרון יהיה קביעת המקדמים במשוואה.
דוגמה שנייה
בוא ניתן דוגמה נוספת כדי להבין איך מסדרים את המקדמים במשוואות הכימיות מסוג חיזור.
נניח שיש לנו את הסכימה הבאה:
P + HNO3 = NO2 +…+…
זרחן, שלפי מוסכמה הוא חומר פשוט, מפגין תכונות מפחיתות, ומעלה את מצב החמצון ל-+5. לכן, אחד החומרים החסרים יהיה חומצה זרחתית H3PO4. OVR מניח נוכחות של חומר מפחית, שיהיה חנקן. זה נכנס לתחמוצת חנקן (4) ויוצר NO2
על מנת לשים את המקדמים בתגובה זו, נבצע איזון אלקטרוני.
P0 נותן 5e = P+5
N+5 לוקח e = N+4
בהינתן שחייבים להקדים את חומצה חנקתית ותחמוצת חנקן (4) בפקטור 5, אנו מקבלים את התגובה המוגמרת:
P + 5HNO3 = 5NO2 + H2O + H3PO4
מקדמים סטריאוכימיים בכימיה מאפשרים פתרון בעיות חישוביות שונות.
דוגמה שלישית
בהתחשב בכך ששיבוץ המקדמים גורם לקשיים עבור תלמידי תיכון רבים, יש צורך לחשב את רצף הפעולות באמצעות דוגמאות ספציפיות. אנו מציעים דוגמה נוספת למשימה, שמימושה דורש שליטה בשיטת סידור המקדמים בתגובת החיזור.
H2S + HMnO4 = S + MnO2 +…
המוזרות של המשימה המוצעת היא שיש צורך להשלים את תוצר התגובה החסר, ורק לאחר מכן אתה יכול להמשיך לקביעת המקדמים.
לאחר סידור מצבי החמצון של כל יסוד בתרכובות, ניתן להסיק כי מנגן, המוריד את הערכיות, מפגין תכונות חמצון. גופרית מדגים את יכולת ההפחתה בתגובה המוצעת, כשהיא מופחתת לחומר פשוט. לאחר עריכת המאזן האלקטרוני, נצטרך רק למקם את המקדמים בסכימת התהליך המוצעת. והמעשה נעשה.
דוגמה רביעית
משוואה כימית נקראת תהליך שלם כאשר היא מכילה במלואוחוק שימור המסה מתקיים. איך בודקים את הדפוס הזה? מספר האטומים מאותו סוג שנכנסו לתגובה חייב להתאים למספרם בתוצרי האינטראקציה. רק במקרה זה ניתן יהיה לדבר על התועלת של האינטראקציה הכימית המתועדת, על אפשרות היישום שלה לחישובים, פתרון בעיות חישוביות ברמות שונות של מורכבות. הנה גרסה של המשימה, הכוללת סידור המקדמים הסטריאוכימיים החסרים בתגובה:
Si + …+ HF = H2SiF6 + NO +…
המורכבות של המשימה היא שהן חומרי המוצא והן תוצרי האינטראקציה מושמטים. לאחר הגדרת כל האלמנטים של מצבי החמצון, אנו רואים שאטום הסיליקון מציג תכונות מפחיתות במשימה המוצעת. חנקן (II) קיים בין תוצרי התגובה, אחת התרכובות ההתחלתיות היא חומצה חנקתית. באופן הגיוני, אנו קובעים שהתוצר החסר של התגובה הוא מים. השלב האחרון יהיה סידור המקדמים הסטריאוכימיים המתקבלים בתגובה.
3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O
דוגמה לבעיה במשוואה
יש צורך לקבוע את הנפח של תמיסה 10% של מימן כלורי, שצפיפותה היא 1.05 גרם / מ"ל, הכרחי לנטרול מוחלט של סידן הידרוקסיד שנוצר במהלך ההידרוליזה של הקרביד שלו. ידוע כי הגז המשתחרר במהלך הידרוליזה תופס נפח של 8.96 ליטר (נ.א.).
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
סידן הידרוקסיד יוצר אינטראקציה עם מימן כלורי, ניטרול מלא מתרחש:
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
אנו מחשבים את מסת החומצה הדרושה לתהליך זה.
מקדמים ומדדים במשוואות כימיות
קבע את נפח תמיסת מימן כלורי. כל החישובים לבעיה מבוצעים תוך התחשבות במקדמים סטריאוכימיים, המאשרים את חשיבותם.
סוף כל סוף
ניתוח של תוצאות הבחינה של המדינה המאוחדת בכימיה מצביע על כך שמשימות הקשורות לקביעת מקדמים סטריאוכימיים במשוואות, עריכת איזון אלקטרוני, קביעת חומר מחמצן וחומר מפחית גורמות לקשיים רציניים לבוגרים מודרניים. בתי ספר לחינוך כללי. למרבה הצער, מידת העצמאות של הבוגרים המודרניים היא כמעט מינימלית, ולכן תלמידי תיכון אינם עובדים על הבסיס התיאורטי שהציע המורה.
בין טעויות נפוצות, שתלמידי בית הספר מאפשרים על ידי הצבת המקדמים בתגובות סוג אחר, שגיאות מתמטיות רבות. למשל, לא כולם יודעים למצוא את הכפולה הפחות משותפת, לחלק ולהכפיל נכון מספרים. הסיבה לתופעה היא הירידה במספר השעות המוקדשות בתי ספר חינוכייםללמוד את הנושא הזה. בְּ תוכנית בסיסיתבכימיה, למורים אין הזדמנות לברר עם תלמידיהם נושאים הקשורים להרכבת איזון אלקטרוני בתהליך החיזור.
חינוך
מה זה ריבוע? איך למצוא את הקודקודים, החתך, המישור, המשוואה, הנפח, שטח הבסיס והזווית של ריבוע?
יכולות להיות תשובות רבות לשאלה מהו ריבוע. הכל תלוי למי אתה שואל את השאלה הזו. המוזיקאי יגיד שריבוע הוא 4, 8, 16, 32 תיבות או אלתור ג'אז. ילד - מה זה...
מכוניות
באיזו תדירות להחליף נוזל לרדיאטור במכונית?
במהלך פעולת מנוע המכונית, טמפרטורת הגזים בתוך הצילינדרים שלו מגיעה ל-2000 מעלות. בגלל זה, יש חימום חזק של חלקי יחידת הכוח. על מנת להסיר עודפי חום מהמנוע, ...
מכוניות
כיצד פועל תרמוסטט לרכב? עקרון הפעולה
אף אחד מכונית מודרניתלא בלי מערכת קירור. היא זו שלוקחת על עצמה את כל החום הנובע מהמנוע במהלך עיבוד התערובת הדליקה. הבוכנות זזות, התערובת בוערת, בהתאמה, אתה צריך טוב ...
מכוניות
איך למלא את המזגן במכונית במו ידיך? באיזו תדירות עלי למלא את המזגן במכונית שלי? היכן ניתן להטעין את המזגן ברכב?
מיזוג אוויר לרכב הוא לא רק מותרות היום, אלא מכשיר רכב הכרחי שאחראי על מיקרו אקלים נוח בתא הנוסעים. כמעט כל דגמים מודרנייםמכוניות מצוידות, אם לא אקלים...
מכוניות
איך לנקות את המזגן במכונית במו ידיך?
בעלי רכב חייבים לדאוג כל הזמן למצבם של החלקים והמנגנונים העיקריים של הרכב שלהם. אחרי הכל, שמירה על ניקיון ובמצב טוב מאפשרת לך להגיע לרמת בטיחות אופטימלית...
מכוניות
שמן גיר 80W90: מאפיינים, מבחר, ביקורות. איזה סוג שמן למלא בתיבת הילוכים ידנית?
שמן גיר 80W90, שאת מאפייניו נשקול היום, ניתן לייחס לממוצע בין דרגות הצמיגות 85W90 ו-75W90. בואו לגלות ביתר פירוט מה המאפיינים האיכותיים שהוא שונה זה מזה ...
מכוניות
איזה שמן למלא בהגה הכוח? טיפים להחלפת שמן הגה כוח
הגה הכוח, כמו שאר הרכיבים והמכלולים של המכונית, דורש תחזוקה תקופתית. לרוב כולם פעולות מניעהמופחת להחלפת נוזל העבודה. לעתים קרובות אתה רק צריך...
מכוניות
איך לשלם עבור חניה במוסקבה? כללים חניה בתשלום
ישנם כללים לחניה בתשלום, שנוצרו על מנת להקל על הנהג במוסקבה. זה לא סוד שחניה רכבזה לא קל בבירה: צדי הכבישים של העיר עמוסים ב...
מכוניות
איך להכין ניחוחות במכונית במו ידיך
כל בעל רכב רוצה שארומה נעימה ואהובה תהיה נוכחת תמיד בתא של סוס הברזל שלו. מישהו אוהב ריח של קפה, מישהו אוהב פירות הדר, ומישהו אוהב טריות. איזה טעמים...
מכוניות
איך לטעון את הסוללה בבית?
כנראה שכל בעל רכב התמודד עם הבעיה של מצבר מת. בעיה זו יכולה לקרות לכל נהג אם לא תשים לב מספיק למקור הכוח של המכונית. נדבר על...
אופציה 1
א) Na + O2 -> Na2O d) H2 + F2 -> HF
ב) CaCO3-> CaO + CO2 ה) H2O + K2O -> KOH
ג) Zn + H2SO4 -> H2 + ZnSO4 f) Cu(OH)2 + HNO3 -> Cu(NO3)2 + H2O
שיעור 13
רשום את ההגדרות:
א) תגובה מורכבת ב) תגובה אקסותרמית ג) תגובה בלתי הפיכה.
א) פחמן יוצר אינטראקציה עם חמצן ונוצר פחמן חד חמצני (II);
ב) תחמוצת מגנזיום מקיימת אינטראקציה עם חומצה חנקתית ונוצרים מגנזיום חנקתי ומים;
ג) הידרוקסיד של ברזל (III) מתפרק לתחמוצת ברזל (III) ומים;
ד) מתאן CH4 נשרף בחמצן ונוצרים פחמן חד חמצני (IV) ומים;
ה) תחמוצת חנקן (V) כאשר היא מומסת במים יוצרת חומצה חנקתית.
4. פתור את הבעיה לפי המשוואה:
א) איזה נפח מימן פלואוריד נוצר כאשר מימן מגיב עם פלואור?
ב) איזו מסה של תחמוצת סידן נוצרת במהלך פירוק אבן גיר המכילה 80% CaCO3?
ג) איזה נפח ומסה של מימן ישתחררו בעת אינטראקציה עם חומצה גופרתית אבץ המכילה 35% זיהומים?
אפשרות 2
- סדרו את המקדמים, קבעו את סוג התגובה הכימית, רשמו את שמות החומרים בנוסחאות:
א) P + O2 -> P2O5 ד) H2 + N2 -> NH3
ב) CaCO3 + HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 ה) H2O + Li2O -> LiOH
ג) Mg + H2SO4 -> H2 + MgSO4 e) Ca(OH)2 + HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O
2. רשום את ההגדרות:
א) תגובת פירוק ב) תגובה אנדותרמית ג) תגובה קטליטית.
3. רשמו את המשוואות לפי התיאור:
א) פחמן יוצר אינטראקציה עם חמצן ונוצר פחמן חד חמצני (IV);
ב) תחמוצת בריום מגיבה עם חומצה חנקתית ונוצרים בריום חנקתי ומים;
ג) אלומיניום הידרוקסיד מתפרק לתחמוצת אלומיניום ומים;
ד) נוצרות כוויות אמוניה NH3 בחמצן ובחנקן ובמים;
ה) תחמוצת זרחן (V), כאשר היא מומסת במים, יוצרת חומצה זרחתית.
4. פתרו את הבעיה לפי המשוואה:
א) איזה נפח אמוניה נוצר כאשר מימן מגיב עם חנקן?
ב) איזו מסה של סידן כלוריד נוצרת בעת אינטראקציה עם חומצה הידרוכלוריתשיש המכיל 80% CaCO3?
ג) איזה נפח ומסה של מימן ישתחררו בעת אינטראקציה עם חומצה גופרתית מגנזיום המכילה 30% זיהומים?
איך כותבים משוואות כימיות? ראשית, חשוב לסדר את מצב החמצון של כל יסוד בתרכובת. נניח שהמשימה ניתנת: "סדרו את המקדמים בתגובה, מלאו את החסר, קבעו את חומר החמצון והחומר המצמצם". אחד המוצרים החסרים הוא מים, והשני יהיה אשלגן גופרתי. לאחר הרכבת המאזן האלקטרוני, השלב האחרון יהיה קביעת המקדמים במשוואה. כל החישובים לבעיה מבוצעים תוך התחשבות במקדמים סטריאוכימיים, המאשרים את חשיבותם. בין הטעויות האופייניות שתלמידי בית הספר עושים בהצבת מקדמים בתגובות מסוגים שונים, ישנן טעויות מתמטיות רבות.
ישנם כללים מסוימים שלפיהם ניתן לקבוע אותם עבור כל אלמנט. לנוסחאות המורכבות משלושה יסודות יש ניואנסים משלהן לחישוב מצבי חמצון. בואו נמשיך את השיחה על איך להשוות משוואות כימיות בשיטת איזון האלקטרונים. תנאי מוקדם הוא לבדוק את המספר של כל אלמנט בחלק השמאלי והימני. אם המקדמים ממוקמים נכון, מספרם צריך להיות זהה.
שיטה אלגברית
הקפד לקרוא על ניתוח אלמנטים עבור מבט מפורט על נוסחאות אמפיריות וניתוח כימי.
הכימיה חוקרת חומרים, תכונותיהם ותמורותיהם. בצורה מולקולרית, תהליך שריפת הברזל באטמוספירה יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות סימנים וסמלים. לפי חוק שימור מסת החומרים יש לשים לפני נוסחת המוצר פקטור 2. לאחר מכן בודקים סידן. מלכתחילה, עבור כל אחד מהיסודות בחומרים ההתחלתיים ובתוצרי האינטראקציה, נציב את ערכי מצבי החמצון. השלב הבא הוא בדיקת המימן.
השוואת תגובות כימיות
השוואת תגובות כימיות נחוצה על מנת להשיג תגובות כימיות שלמות ממשוואה כימית פשוטה. נתחיל עם פחמן.
חוק שימור המסה אינו כולל הופעת אטומים חדשים והרס של אטומים ישנים במהלך תגובה כימית. שימו לב לאינדקס של כל אחד מהאטומים, הוא זה שמציין את מספרם. על ידי הוספת מדדים מול מולקולות החומרים בצד ימין של המשוואה, שינינו גם את מספר אטומי החמצן. כעת המספר של כל אטומי הפחמן, המימן והחמצן זהה בשני הצדדים של המשוואה.
אומרים שאם הגורם נמצא מחוץ לסוגריים, אז כל רכיב בסוגריים מוכפל בו. אתה צריך להתחיל עם חנקן, מכיוון שהוא פחות מחמצן ומימן. נהדר, מימן השווה. הבא הוא בריום. הוא מפולס, אין צורך לגעת בו. לפני התגובה, יש שני כלור, אחריו - רק אחד. מה שצריך להיעשות? כעת, עקב המקדם שנקבע זה עתה, לאחר התגובה התקבלו שני נתרן ולפני התגובה גם שניים. נהדר, כל השאר מאוזן. השלב הבא הוא לסדר את מצבי החמצון של כל היסודות בכל חומר על מנת להבין היכן התרחש החמצון והיכן התרחש ההפחתה.
דוגמה לניתוח תגובות פשוטות
מ צד ימיןאין מדדים, כלומר חלקיק חמצן אחד, ומשמאל - 2 חלקיקים. אין אינדקסים או תיקונים נוספים נוסחה כימיתלא ניתן להזין, מכיוון שהוא כתוב נכון. בצד ימין, נכפיל אחד ב-2 כדי לקבל גם שם 2 יוני חמצן.
לפני שתמשיך למשימה עצמה, אתה צריך ללמוד את המספר שמוצב לפני יסוד כימיאו שכל הנוסחה נקראת מקדם. אנחנו מתחילים לנתח. לפיכך, התברר אותו מספר אטומים של כל יסוד לפני ואחרי סימן השוויון. הקפידו לזכור שהמקדם מוכפל במדד, ולא מתווסף.
אתה חופשי להשתמש בכל מסמך למטרות שלך, בכפוף לתנאים הבאים:
2) יש לכתוב את הסמלים של יסודות כימיים אך ורק בצורה שבה הם מופיעים בטבלה המחזורית.
כרטיס מידע. "אלגוריתם למיקום מקדמים במשוואות של תגובות כימיות."
3) לעיתים מתעוררים מצבים שבהם הנוסחאות של המגיבים והתוצרים כתובים בצורה נכונה לחלוטין, אך המקדמים עדיין לא ממוקמים. ההתרחשות הסבירה ביותר של בעיה כזו היא עם תגובות חמצון של חומרים אורגניים שבהם שלד הפחמן נקרע.
משוואת התגובה חייבת להיות מסוגלת לא רק לכתוב, אלא גם לקרוא. לכן, לפעמים, לאחר שרשמנו את כל הנוסחאות במשוואת התגובה, יש צורך להשוות את מספר האטומים בכל חלק של המשוואה - לסדר את המקדמים. ספור האם האטומים של כל יסוד שווים בצד שמאל וימין של המשוואה.
עבור תלמידי בית ספר רבים, כתיבת משוואות התגובות הכימיות וסידור נכון של המקדמים אינה משימה קלה. אבל אתה רק צריך לזכור כמה כללים פשוטים, והמשימה כבר לא תגרום לקשיים. המקדם, כלומר המספר שלפני הנוסחה של המולקולה כִּימִי, חל על כל התווים, ומוכפל בכל אינדקס של כל תו!
הוראה
לפני שתמשיך למשימה עצמה, עליך ללמוד שהמספר שממוקם מול יסוד כימי או הנוסחה כולה הוא מקדם. והדמות עומדת (וקצת) מדד. בנוסף, כי:
המקדם חל על כל הסמלים הכימיים הבאים אחריו בנוסחה
המקדם מוכפל במדד (לא מצטבר!)
האטומים של כל יסוד של החומרים המגיבים חייבים להתאים למספר האטומים של יסודות אלה הכלולים בתוצרי התגובה.
לדוגמה, הנוסחה 2H2SO4 פירושה 4 H (מימן), 2 S (גופרית) ו-8 O (חמצן).
1. דוגמה מס' 1. שקול את הבעירה של אתילן.
כאשר חומר אורגני נשרף, נוצרים פחמן חד חמצני (IV) (פחמן דו חמצני) ומים. בואו ננסה את המקדמים אחד אחד.
C2H4 + O2 => CO2 + H2O
אנחנו מתחילים לנתח. 2 אטומי C (פחמן) נכנסו לתגובה, והתקבל רק אטום 1, כלומר שמנו 2 לפני CO2. כעת מספרם זהה.
C2H4 + O2 => 2CO2+ H2O
עכשיו תסתכל על H (מימן). 4 אטומי מימן נכנסו לתגובה, וכתוצאה מכך התקבלו רק 2 אטומים, לכן, שמנו 2 לפני H2O (מים) - עכשיו נקבל גם 4
C2H4 + O2 => 2CO2+ 2H2O
אנו רואים את כל אטומי O (חמצן) שנוצרו כתוצאה מהתגובה (כלומר, לאחר שוויון). 4 אטומים ב-2CO2 ו-2 אטומים ב-2H2O - 6 אטומים בסך הכל. ולפני התגובה יש רק 2 אטומים, כלומר שמנו 3 מול מולקולת החמצן O2, כלומר יש גם 6 כאלה.
C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O
לפיכך, התברר אותו מספר אטומים של כל יסוד לפני ואחרי סימן השוויון.
C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O
2. דוגמה מס' 2. שקול את התגובה של האינטראקציה של אלומיניום עם חומצה גופרתית מדוללת.
Al + H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2
אנו מסתכלים על אטומי S המרכיבים את Al2 (SO4) 3 - יש 3 מהם, וב-H2SO4 (חומצה גופרתית) רק 1, לכן, אנו שמים גם 3 לפני חומצה גופרתית.
Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2
אבל עכשיו התברר לפני התגובה 6 אטומים של H (מימן), ואחרי התגובה רק 2, כלומר שמנו גם 3 מול מולקולת H2 (מימן), כך שבאופן כללי נקבל 6.
Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2
לבסוף, תסתכל על. מכיוון שיש רק 2 אטומי אלומיניום ב-Al2 (SO4) 3 (אלומיניום סולפט), שמנו 2 לפני התגובה לפני Al (אלומיניום).
2Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2
כעת מספר כל האטומים לפני ואחרי התגובה זהה. התברר שלא כל כך קשה לסדר את המקדמים במשוואות כימיות. מספיק להתאמן ואתה תהיה בסדר.
הקפידו לזכור שהמקדם מוכפל במדד, ולא מתווסף.
מקורות:
- איך אלמנטים מגיבים
- מבחן בנושא "משוואות כימיות"
עבור תלמידי בית ספר רבים, כתבו את משוואות התגובות הכימיות וסדרו נכון קְטָטָהמשימה לא קלה. יתרה מכך, משום מה, החלק השני שלו הוא שגורם להם את הקושי העיקרי. נראה שאין בזה שום דבר קשה, אבל לפעמים התלמידים נכנעים ונקלעים לבלבול מוחלט. אבל אתה רק צריך לזכור כמה כללים פשוטים, והמשימה תפסיק לגרום לקשיים.
הוראה
המקדם, כלומר המספר שלפני הנוסחה של המולקולה הכימית, לכל הסמלים, ומוכפל בכל סמל! זה מתרבה, לא מצטבר! זה אולי נראה מדהים, אבל יש תלמידים שמוסיפים שני מספרים במקום להכפיל אותם.
מספר האטומים של כל יסוד של חומרי המוצא (כלומר אלה בצד שמאל של המשוואה) חייב להתאים למספר האטומים של כל יסוד של תוצרי התגובה (בהתאמה, אלה שבצד ימין שלו).