كيفية ترتيب المعاملات في أمثلة التفاعلات الكيميائية. كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية

أخبار

المعلم ، كونه الشخصية الرئيسية في تنظيم النشاط المعرفي للطلاب ، يبحث باستمرار عن طرق لتحسين فعالية التعلم. لا يمكن تنظيم التعلم الفعال إلا من خلال المعرفة والاستخدام الماهر لأشكال مختلفة من العملية التربوية.

1. يجب ألا يمتلك الشخص الحديث مجموع المعارف والمهارات فحسب ، بل يجب أن يمتلك أيضًا القدرة على إدراك العالم ككل واحد ، معقد ، ومتطور باستمرار.

تحميل:

معاينة:

مقال عن الكيمياء: "ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية"

جمع: مدرس كيمياء

مدرسة GBOU الثانوية رقم 626

Kazutina O.P.

موسكو 2012

"ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية"

خوارزمية العمل على التحضير للدرس

اختيار الموضوع ، تعريف تحديد الهدف ؛

اختيار المحتوى

تحديد وسائل وطرق تطوير موقف تحفيزي إيجابي للطلاب للعمل في الدرس ؛

تحديد معدات الدرس بالمواد المرئية والتعليمية اللازمة ؛

تطوير خطة الدرس

مثال على درس في الكيمياء "ترتيب المعاملات في معادلة كيميائية" للمعلمين

استهداف: أجب عن السؤال: "لماذا نحتاج إلى ترتيب المعاملات في المعادلة الكيميائية"

مهام:

مشكلة ضرورة وضع المعاملات

خوارزمية لوضع المعاملات

إثبات معنى ترتيب المعاملات

خلال الفصول:

الطالب الحديث ، إذا درس ، يتعامل مع المعرفة التي يتلقاها ويعالجها ببراغماتية. لذلك ، يجب أن تتناسب المادة المقدمة مع الرأس بشكل منطقي ودقيق.

لتحقيق ذلك ، يجب على المعلم دائمًا الانتباه إلىلماذا أنت بحاجة إلى تعلم أحد الإجراءات الأخرى في الدرس. وهذا يعني أن المعلم يجب أن يشرح. وبعد ذلك ، انتظر بطريقة جيدة الأسئلة الصحيحة حول موضوع جديد.

قانون حفظ كتلة المواد

اكتشف الكيميائي الإنجليزي الشهير R. Boyle ، الذي كان يكليس معادن مختلفة في معوجة مفتوحة ووزنها قبل وبعد التسخين ، أن كتلة المعادن تصبح أكبر. بناءً على هذه التجارب ، لم يأخذ في الاعتبار دور الهواء وتوصل إلى نتيجة خاطئة مفادها أن كتلة المواد تتغير نتيجة للتفاعلات الكيميائية. جادل R. Boyle بأن هناك نوعًا من "المادة النارية" ، والتي ، في حالة تسخين المعدن ، تتحد مع المعدن ، مما يزيد من الكتلة.

Mg + O 2  MgO

24 جرام 40 جرام
Lomonosov ، على عكس R. Boyle ، قام بتكلس المعادن ليس في الهواء الطلق ، ولكن في معالجات محكمة الغلق ووزنها قبل وبعد التكليس. لقد أثبت أن كتلة المواد قبل وبعد التفاعل تظل دون تغيير وأنه عند تكليسها ، يضاف جزء من الهواء إلى المعدن. (لم يتم اكتشاف الأكسجين بعد في ذلك الوقت.) وقد صاغ نتائج هذه التجارب في شكل قانون: "جميع التغييرات التي تحدث في الطبيعة هي حالة من الوجود بحيث مقدار ما يؤخذ من جسد واحد ستضاف إلى أخرى ". صيغ هذا القانون على النحو التالي:
كتلة المواد التي دخلت في تفاعل كيميائي تساوي كتلة المواد المشكلة

Mg + O 2  MgO

24 جم 32 جم 40 جم

سؤال: لم يتم استيفاء القانون (لأن كتل المواد الأولية والنهائية ليست متساوية).

حل هذه المشكلة هو ترتيب المعاملات (أعداد صحيحة تشير إلى عدد الجزيئات):

2Mg + O 2 2MgO

48 جم 32 جم 80 جم - الكتل قبل وبعد متساوية بسبب حقيقة أن عدد ذرات العناصر متساوي أيضًا قبل التفاعل وبعده.

وهكذا ، بعد أن أثبت للطلاب الحاجة إلى معادلة معاملات الكتلة ، يمكنك الاستغناء عن بعض الموضوعات السابقة: صياغة المواد بالتكافؤ ، وحساب الكتلة ، وكمية المادة ... أيضًا قصة قانون حفظ الكتلة هذه المسألة بعد 20 عامًا "اكتشفت" أ. يمكن ترك لومونوسوف مع الأخلاق للدراسة المستقلة في شكل تقرير ، على سبيل المثال.

لذلك ، من أجل إكمال مهام من هذا النوع بنجاح ، من الضروري معرفة الحالة: عدد الذرات قبل التفاعل db يساوي عدد الذرات بعد التفاعل: دعنا نقرر معًا:

H 2 S + 3O 2  SO 2 + 2H 2 O (ضعف الأكسجين على اليمين. عدهم على اليسار)

CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O

لقد وضعنا المعاملين في معادلات احتراق غازين

إل هل من السهل ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية؟

ها هم أطفالي وقد نشأوا في الكيمياء (أنا مدرس فصل في الفصل الثامن "ب"). غالبًا ما يتم إعطاء الكيمياء للأطفال في الدرس الأول ، لكن يوم الخميس ليس لدي الدرس الأول ، وطلبت درسًا مع فالنتينا إيفانوفنا "للنظر إلى الأطفال" والتحقق من اليوميات. لقد أذهلني الموضوع ، في المدرسة أحببت الكيمياء ، ولم أتحقق من المذكرات. مرة أخرى ، كنت مقتنعًا بأن الطلاب غالبًا ما يواجهون صعوبات بسبب حقيقة أنهم لا يرون روابط متعددة التخصصات. في درس الكيمياء هذا ، كان على الطلاب كتابة معادلات كيميائية من خلال معرفة تكافؤ المواد الكيميائية. وواجه العديد من الطلاب صعوبة في تحديد المعاملات العددية. تم قضاء درس الكيمياء التالي يوم السبت مع فالنتينا إيفانوفنا.

التمرين 1.

اكتب الجمل التالية في شكل معادلات كيميائية:

أ) "أثناء حرق كربونات الكالسيوم ، يتكون أكسيد الكالسيوم وأول أكسيد الكربون (IV)" ؛ ب) "عندما يتفاعل أكسيد الفوسفور (V) مع الماء ، يتم الحصول على حمض الفوسفوريك."

المحلول:

أ) كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 - يكون التفاعل ماصًا للحرارة. لم تكن هناك صعوبات في هذه المهمة ، حيث لم يكن من الضروري البحث عن المعاملات العددية. في البداية ، في الجزأين الأيمن والأيسر من المساواة ، ذرة كالسيوم واحدة ، ذرة كربون وثلاث ذرات أكسجين لكل منهما.

ب) P 2 O 5 + 3H 2 O \ u003d 2H 3 PO 4 - يكون التفاعل طاردًا للحرارة. نشأت مشاكل مع المعادلة الثانية ، بدون معاملات عددية ، لم تظهر المساواة الصحيحة: P 2 O 5 + H 2 O → H 3 PO 4. من الواضح ، لتجميع المساواة الصحيحة ، تحتاج إلى تحديد المعاملات العددية. إذا حددت ، يمكنك البدء بالفوسفور: توجد ذرتان على اليسار وواحدة على اليمين ، لذلك نضع عاملاً عدديًا يساوي اثنين أمام صيغة حمض النيتريك ثم نحصل على: P 2 O 5 + H 2 O → 2H 3 PO 4. لكن يبقى الآن معادلة عدد ذرات الأكسجين والهيدروجين: توجد ذرتان من الهيدروجين على اليسار وست ذرات على اليمين ، لذلك نضع معاملًا عدديًا يساوي ثلاثة أمام صيغة الماء ثم نحصل على: P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4. من السهل الآن التأكد من وجود كميات متساوية من ذرات الفوسفور وذرات الهيدروجين والأكسجين في كل جزء من المعادلة ، لذلك حصلنا على معادلة التفاعل الكيميائي الصحيحة: P 2 O 5 + 3H 2 O \ u003d 2H 3 PO 4.

الطريقة الثانية: جبري.لنفترض أننا وضعنا ثلاثة معاملات في المعادلة أ ، ب ، ج ، مما أدى إلى معادلة التفاعل الكيميائي الصحيحة: أ P2O5 + في H 2 O = مع H3PO4. نظرًا لأن المعادلة تستخدم ذرات من ثلاثة أنواع ، فسنقوم بتكوين نظام من ثلاث معادلات خطية بثلاثة مجاهيل أ ، فيو مع .

المواد التي استخدمت في التفاعل الكيميائي: P - الفوسفور ؛ O 2 - أكسجين P 2 O 5 - أكسيد الفوسفور (V).

ج) Fe 2 (SO 4) 3 + KOH → Fe (OH) 3 + K 2 SO 4.

المحلول: ) Fe 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2Fe (OH) 3 + 3K 2 SO 4. قررنا بالاختيار: قمنا بتعادل عدد ذرات الحديد (2) ؛ معادلة عدد ذرات الكبريت (3) ؛ معادلة عدد ذرات البوتاسيوم (6) ؛ معادلة عدد ذرات الأكسجين.

المواد التي استخدمت في التفاعل الكيميائي: Fe 2 (SO 4) 3 - كبريتات الحديد (III) ؛ KOH ، هيدروكسيد البوتاسيوم. Fe (OH) 3 - هيدروكسيد الحديد (III) ؛ K 2 SO 4 - كبريتات البوتاسيوم.

د) CuOH → Cu 2 O + H 2 O.

المحلول: 2CuOH \ u003d Cu 2 O + H 2 O. تم حل مشكلة تحديد المعاملات العددية عن طريق تجميع نظام المعادلات:

المواد التي استخدمت في التفاعل الكيميائي: CuOH - هيدروكسيد النحاس (I) ؛ Cu 2 O - أكسيد النحاس (I) ؛ H 2 O - الماء.

هـ) CS 2 + O 2 → CO 2 + SO 2.

المحلول: CS 2 + 3O 2 \ u003d CO 2 + 2SO 2. تقرر عن طريق اختيار المعاملات: معادلة عدد ذرات الكبريت (2) ؛ معادلة عدد ذرات الأكسجين (3).

المواد التي استخدمت في التفاعل الكيميائي: CS 2 - كبريتيد الكبريت (IV) ؛ O2-
المواد التي استخدمت في التفاعل الكيميائي: FeS 2 - بيريت ؛ O 2 - أكسجين Fe 2 O 3 - أكسيد الحديد (III) ؛ SO 2 - أكسيد الكبريت (IV).
التمرين 3

(تم اقتراح حله كعمل مستقل).

حالة:

اكتب معادلات التفاعلات الكيميائية وفق المخططات التالية:

أ) حامض الفوسفوريك + هيدروكسيد الصوديوم ← فوسفات الصوديوم + ماء ؛

ب) أكسيد الصوديوم + الماء ← هيدروكسيد الصوديوم.

ج) أكسيد الحديد (II) + الألومنيوم ← أكسيد الألومنيوم + الحديد ؛

د) هيدروكسيد النحاس (II) ← أكسيد النحاس (II) + الماء.

إجابه:

أ) 2H 3 PO 4 + 6NaOH \ u003d 2Na 3 PO 4 + 6H 2 O ؛

ب) Na 2 O + H 2 O \ u003d 2NaOH ؛

ج) 3FeO + 2Al = Al 2 O 3 + 3Fe ؛

د) النحاس (أوه) 2 \ u003d CuO + H 2 O.

في 10 دقائق ، أكمل 85 ٪ من الطلاب المهمة بعلامات ممتازة ، والتي فاجأت فالنتينا إيفانوفنا بسرور.

1. لنضع مخطط رد فعل:

أهداف الدرس.تعليمي.تعريف الطلاب بتصنيف جديد للتفاعلات الكيميائية على أساس التغيرات في حالات أكسدة العناصر - بتفاعلات الأكسدة والاختزال (ORD) ؛ تعليم الطلاب ترتيب المعاملات باستخدام طريقة الميزان الإلكتروني.

النامية.الاستمرار في تنمية التفكير المنطقي والقدرة على التحليل والمقارنة وتشكيل الاهتمام بالموضوع.

تعليمي.لتكوين نظرة علمية عالمية للطلاب ؛ تحسين مهارات العمل.

الأساليب والتقنيات المنهجية.قصة ، محادثة ، عرض للمساعدات البصرية ، عمل مستقل للطلاب.

المعدات والكواشف.استنساخ يصور عملاق رودس ، خوارزمية وضع المعاملات وفقًا لطريقة التوازن الإلكتروني ، جدول العوامل المؤكسدة والاختزال النموذجية ، لغز الكلمات المتقاطعة ؛ Fe (مسمار) ، محاليل NaOH ، CuSO4.

خلال الفصول

مقدمة

(الدافع وتحديد الهدف)

معلم. في القرن الثالث. قبل الميلاد. في جزيرة رودس ، تم بناء نصب تذكاري على شكل تمثال ضخم لهليوس (بين الإغريق - إله الشمس). أذهلت الفكرة العظيمة والكمال في تنفيذ تمثال رودس العملاق - أحد عجائب العالم - كل من رآه.

لا نعرف بالضبط كيف كان شكل التمثال ، ولكن من المعروف أنه مصنوع من البرونز ووصل ارتفاعه إلى حوالي 33 مترًا.تم إنشاء التمثال من قبل النحات هاريت واستغرق بناؤه 12 عامًا.

تم ربط القشرة البرونزية بالإطار الحديدي. بدأ بناء التمثال المجوف من الأسفل ، ومع نموه ، امتلأ بالحجارة لجعله أكثر ثباتًا. بعد ما يقرب من 50 عامًا من الانتهاء من البناء ، انهار Colossus. أثناء الزلزال ، كسر في مستوى ركبتيه.

يعتقد العلماء أن السبب الحقيقي لهشاشة هذه المعجزة هو تآكل المعدن. وفي قلب عملية التآكل توجد تفاعلات الأكسدة والاختزال.

اليوم في الدرس سوف تتعرف على تفاعلات الأكسدة والاختزال. التعرف على مفاهيم "عامل الاختزال" و "عامل مؤكسد" ، حول عمليات الاختزال والأكسدة ؛ تعلم كيفية ترتيب المعاملات في معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال. اكتب في مصنفاتك رقم الدرس وموضوعه.

تعلم مواد جديدة

يقوم المعلم بتجربتين إيضاحيتين: تفاعل كبريتات النحاس (II) مع القلويات وتفاعل نفس الملح مع الحديد.

معلم. اكتب المعادلات الجزيئية للتفاعلات التي تم إجراؤها. في كل معادلة ، رتب حالات أكسدة العناصر في صيغ المواد الأولية ونواتج التفاعل.

يكتب الطالب معادلات التفاعل على السبورة ويرتب حالات الأكسدة:

معلم. هل تغيرت حالات أكسدة العناصر في هذه التفاعلات؟

طالب علم. في المعادلة الأولى ، لم تتغير حالات أكسدة العناصر ، لكنها تغيرت في المعادلة الثانية - في النحاس والحديد.

معلم. رد الفعل الثاني هو الأكسدة والاختزال. حاول تحديد تفاعلات الأكسدة والاختزال.

طالب علم. تسمى التفاعلات ، التي تؤدي إلى تغير حالات أكسدة العناصر التي تتكون منها المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل ، تفاعلات الأكسدة والاختزال.

يكتب الطلاب في دفتر ملاحظات بإملاء من المعلم تعريف تفاعلات الأكسدة والاختزال.

معلم. ماذا حدث نتيجة تفاعل الأكسدة والاختزال؟ قبل التفاعل ، كان للحديد حالة أكسدة قدرها 0 ، وبعد التفاعل أصبح +2. كما ترون ، فإن حالة الأكسدة قد زادت ، وبالتالي فإن الحديد يتخلى عن إلكترونين.

النحاس له حالة أكسدة +2 قبل التفاعل ، وصفر بعد التفاعل ، كما ترى فإن حالة الأكسدة قد انخفضت. لذلك ، يقبل النحاس إلكترونين.

يتبرع الحديد بالإلكترونات ، وهو عامل مختزل ، وتسمى عملية نقل الإلكترون الأكسدة.

يقبل النحاس الإلكترونات ، وهو عامل مؤكسد ، وتسمى عملية إضافة الإلكترونات الاختزال.

نكتب مخططات هذه العمليات:

لذا ، أعط تعريفًا لمفاهيم "عامل الاختزال" و "عامل مؤكسد".

طالب علم. تسمى الذرات أو الجزيئات أو الأيونات التي تتبرع بالإلكترونات بالعوامل المختزلة.

تسمى الذرات أو الجزيئات أو الأيونات التي تقبل الإلكترونات بالعوامل المؤكسدة.

معلم. ما هو تعريف عمليات الاختزال والأكسدة؟

طالب علم. الاسترداد هو عملية إضافة إلكترونات إلى ذرة أو جزيء أو أيون.

الأكسدة هي العملية التي يتم من خلالها نقل الإلكترونات بواسطة ذرة أو جزيء أو أيون.

يكتب الطلاب التعريفات في دفتر ملاحظات بإملاء ويكملون الرسم.

تذكر!

تبرع بالإلكترونات - تتأكسد.

خذ الإلكترونات - تعافى.

معلم. دائمًا ما تكون الأكسدة مصحوبة بالاختزال ، والعكس صحيح ، يرتبط الاختزال دائمًا بالأكسدة. عدد الإلكترونات التي تبرع بها عامل الاختزال يساوي عدد الإلكترونات المتصلة بعامل الأكسدة.

لتحديد المعاملات في معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يتم استخدام طريقتين - توازن الإلكترون وتوازن الإلكترون أيون (طريقة نصف التفاعل).

سننظر فقط في طريقة التوازن الإلكتروني. للقيام بذلك ، نستخدم الخوارزمية لترتيب المعاملات باستخدام طريقة التوازن الإلكتروني (المرسومة على قطعة من ورق الرسم).

مثال رتب المعاملات في مخطط التفاعل هذا باستخدام طريقة توازن الإلكترون ، وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال ، وحدد عمليات الأكسدة والاختزال:

Fe2O3 + CO Fe + CO2.

سنستخدم الخوارزمية لوضع المعاملات باستخدام طريقة التوازن الإلكتروني.

3. لنكتب العناصر التي تغير درجة الأكسدة:

4. تكوين المعادلات الإلكترونية ، وتحديد عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة:

5. يجب أن يكون عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة هو نفسه ، لأن لا يتم شحن المواد المتفاعلة ولا نواتج التفاعل. نقوم بموازنة عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة عن طريق اختيار المضاعف المشترك الأصغر (LCM) والعوامل الإضافية:

6. المضاعفات الناتجة هي معاملات. ننقل المعاملات إلى مخطط التفاعل:

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.

تسمى المواد المؤكسدة أو المختزلة في العديد من التفاعلات النموذجية.

يتم نشر جدول مصنوع على ورقة Whatman.

معلم. تفاعلات الأكسدة والاختزال شائعة جدًا. فهي لا ترتبط فقط بعمليات التآكل ، ولكن أيضًا بالتخمير ، والانحلال ، والتمثيل الضوئي ، وعمليات التمثيل الغذائي التي تحدث في الكائن الحي. يمكن ملاحظتها أثناء احتراق الوقود.

كيفية معادلة معادلة كيميائية: القواعد والخوارزمية

تصاحب عمليات الأكسدة والاختزال دورات المواد في الطبيعة.

هل تعلم أن حوالي 2 مليون طن من حامض النيتريك تتشكل في الغلاف الجوي كل يوم ، أو
700 مليون طن سنويًا ، وعلى شكل محلول ضعيف يسقط على الأرض مع المطر (ينتج الإنسان 30 مليون طن فقط من حامض النيتريك سنويًا).

ماذا يحدث في الغلاف الجوي؟

يحتوي الهواء على 78٪ نيتروجين من حيث الحجم و 21٪ أكسجين و 1٪ غازات أخرى. تحت تأثير تصريفات الصواعق ، وبمعدل 100 ومضة برق على الأرض كل ثانية ، تتفاعل جزيئات النيتروجين مع جزيئات الأكسجين لتكوين أكسيد النيتريك (II):

يتأكسد أكسيد النيتريك (II) بسهولة بواسطة الأكسجين الجوي إلى أكسيد النيتريك (IV):

يتفاعل أكسيد النيتريك الناتج (IV) مع الرطوبة الجوية في وجود الأكسجين ، ويتحول إلى حمض النيتريك:

NO2 + H2O + O2 HNO3.

كل هذه التفاعلات هي تفاعلات الأكسدة والاختزال.

ممارسه الرياضه . رتب المعامِلات في مخططات التفاعل المذكورة أعلاه باستخدام طريقة التوازن الإلكتروني ، وبيان عامل الأكسدة ، وعامل الاختزال ، وعمليات الأكسدة والاختزال.

المحلول

1. لنحدد حالات أكسدة العناصر:

2. نؤكد على رموز العناصر التي تتغير حالات الأكسدة فيها:

3. دعنا نكتب العناصر التي غيرت حالات الأكسدة الخاصة بها:

4. تكوين المعادلات الإلكترونية (تحديد عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة):

5. عدد الإلكترونات المعطاة والمستلمة هو نفسه.

6. لننقل المعاملات من الدوائر الإلكترونية إلى مخطط التفاعل:

بعد ذلك ، تتم دعوة الطلاب لترتيب المعاملات بشكل مستقل باستخدام طريقة التوازن الإلكتروني ، وتحديد العامل المؤكسد ، والعامل المختزل ، والإشارة إلى عمليات الأكسدة والاختزال في العمليات الأخرى التي تحدث في الطبيعة.

المعادلتان الأخريان (مع المعاملات) هما:

يتم التحقق من صحة المهام باستخدام منظار كود.

الجزء الأخير

يطلب المعلم من الطلاب حل لغز الكلمات المتقاطعة بناءً على المادة التي تمت دراستها. يتم تقديم نتيجة العمل للتحقق منها.

بعد أن خمنت الكلمات المتقاطعة، سوف تكتشف أن المواد KMnO4 ، K2Cr2O7 ، O3 قوية ... (على طول العمودي (2)).

أفقيًا:

1. ما هي العملية التي يعكسها المخطط:

3. رد فعل

N2 (g.) + 3H2 (g.) 2NH3 (g.) + س

هو الأكسدة والاختزال ، قابل للعكس ، متجانس ،….

4. ... الكربون (II) هو عامل اختزال نموذجي.

5. ما هي العملية التي يعكسها المخطط:

6. لاختيار المعاملات في معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال ، يتم استخدام طريقة ... الإلكترونية.

7. وفقًا للرسم البياني ، أعطى الألمنيوم ... إلكترونًا.

8. كرد فعل:

H2 + Cl2 = 2HCl

الهيدروجين H2 - ....

9. ما نوع التفاعلات التي تكون دائمًا تفاعلات الأكسدة والاختزال فقط؟

10. حالة أكسدة المواد البسيطة هي ...

11. كرد فعل:

مخفض ...

واجب منزلي.

وفقًا للكتاب المدرسي O.S Gabrielyan "Chemistry-8" § 43 ، p. 178–179 ، مثال 1 ، 7 كتابة. مهمة (في المنزل). واجه مصممو أول مركبة فضائية وغواصات مشكلة: كيف يحافظون على تركيبة هواء ثابتة على متن السفينة ومحطات الفضاء؟ التخلص من ثاني أكسيد الكربون الزائد وتجديد الأكسجين؟ تم العثور على الحل.

يشكل أكسيد البوتاسيوم الفائق KO2 الأكسجين نتيجة للتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون:

كما ترون ، هذا هو رد فعل الأكسدة والاختزال. الأكسجين عامل مؤكسد وعامل مختزل في هذا التفاعل.

في رحلة استكشافية فضائية ، كل غرام من البضائع مهم. احسب كمية أكسيد البوتاسيوم الفائق التي يجب أخذها في رحلة فضائية إذا كانت الرحلة مصممة لمدة 10 أيام وإذا كان الطاقم يتكون من شخصين. من المعروف أن الشخص يزفر 1 كجم من ثاني أكسيد الكربون يوميًا.

(الإجابة 64.5 كجم KO2. )

المهمة (زيادة مستوى التعقيد). اكتب معادلات تفاعلات الأكسدة والاختزال التي يمكن أن تؤدي إلى تدمير تمثال رودس العملاق. ضع في اعتبارك أن هذا التمثال العملاق يقف في مدينة ساحلية على جزيرة في بحر إيجه قبالة ساحل تركيا الحديثة ، حيث يتشبع هواء البحر الأبيض المتوسط الرطب بالأملاح. كانت مصنوعة من البرونز (سبيكة من النحاس والقصدير) ومثبتة على إطار حديدي.

المؤلفات

غابريليان أو إس.. الكيمياء - 8. موسكو: بوستارد ، 2002 ؛
غابريليان أو إس ، فوسكوبوينيكوفا ن.ب ، ياشوكوفا أ.كتيب المعلم. الصف 8. موسكو: بوستارد ، 2002 ؛
كوكس ر. ، موريس ن. عجائب الدنيا السبع. العالم القديم ، العصور الوسطى ، عصرنا. م: BMM AO ، 1997 ؛
موسوعة الأطفال الصغار. كيمياء. م: الشراكة الموسوعية الروسية ، 2001 ؛ موسوعة للأطفال "أفانتا +". كيمياء. ت 17. م: أفانتا + ، 2001 ؛
خومتشينكو جي بي ، سيفاستيانوفا كي.تفاعلات الأكسدة والاختزال. موسكو: التعليم ، 1989.

S.P. Lebesheva ،
مدرس كيمياء في المدرسة الثانوية رقم 8
(بالتييسك ، منطقة كالينينغراد)

قواعد اختيار المعاملات:

- إذا كان عدد ذرات عنصر في جزء واحد من مخطط التفاعل زوجيًا وغريبًا في الجزء الآخر ، فيجب وضع المعامل 2 أمام الصيغة مع عدد فردي من الذرات ، ثم عدد الكل يجب معادلة الذرات.

- يجب أن يبدأ وضع المعاملات بأكثر المواد تعقيدًا في التركيب ويتم ذلك بالتسلسل التالي:

تحتاج أولاً إلى معادلة عدد ذرات المعدن ، ثم البقايا الحمضية (الذرات غير المعدنية) ، ثم ذرات الهيدروجين ، وأخيرًا ذرات الأكسجين.

- إذا كان عدد ذرات الأكسجين في الجزأين الأيمن والأيسر من المعادلة هو نفسه ، فسيتم تحديد المعاملات بشكل صحيح.

- بعد ذلك ، يمكن استبدال السهم الموجود بين أجزاء المعادلة بعلامة التساوي.

- يجب ألا تحتوي المعاملات في معادلة التفاعل الكيميائي على قواسم مشتركة.

مثال. لنقم بعمل معادلة للتفاعل الكيميائي بين هيدروكسيد الحديد (III) وحمض الكبريتيك بتكوين كبريتات الحديد (III).

1. لنضع مخطط رد فعل:

Fe (OH) 3 + H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + H2O

2. نختار معاملات صيغ المواد. نعلم أنه يجب أن نبدأ بأكثر المواد تعقيدًا وأن نساوي باستمرار في المخطط بأكمله ، أولاً ذرات المعدن ، ثم بقايا الحمض ، ثم الهيدروجين ، وأخيراً الأكسجين. المادة الأكثر تعقيدًا في مخططنا هي Fe2 (SO4) 3. يحتوي على ذرتين من الحديد ، ويحتوي Fe (OH) 3 على ذرة حديد واحدة. لذلك ، قبل الصيغة Fe (OH) 3 ، من الضروري وضع المعامل 2:

2Fe (OH) 3 + H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + H2O

الآن نقوم بمساواة عدد المخلفات الحمضية SO4. يحتوي ملح Fe2 (SO4) 3 على ثلاث بقايا حمض SO4. لذلك ، على الجانب الأيسر ، قبل صيغة H2SO4 ، نضع المعامل 3:

2Fe (OH) 3 + 3H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + H2O.

الآن نساوي عدد ذرات الهيدروجين. على الجانب الأيسر من الرسم البياني في هيدروكسيد الحديد 2Fe (OH) 3 - 6 ذرات هيدروجين (2

3) ، في حامض الكبريتيك 3H2SO4 - أيضًا 6 ذرات هيدروجين.

كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية

في المجموع ، هناك 12 ذرة هيدروجين على الجانب الأيسر. لذلك ، على الجانب الأيمن ، نضع العامل 6 أمام صيغة الماء H2O - والآن هناك أيضًا 12 ذرة هيدروجين على الجانب الأيمن:

2Fe (OH) 3 + 3H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + 6H2O.

يبقى معادلة عدد ذرات الأكسجين. لكن هذا لم يعد ضروريًا ، لأن الجزأين الأيمن والأيسر من الرسم البياني بهما نفس عدد ذرات الأكسجين - 18 في كل جزء. هذا يعني أن الدائرة مكتوبة بالكامل ، ويمكننا استبدال السهم بعلامة التساوي:

2Fe (OH) 3 + 3H2SO4 = Fe2 (SO4) 3 + 6H2O.

تعليم

كيف ترتب المعاملات في المعادلات الكيميائية؟ المعادلات الكيميائية

سنتحدث اليوم عن كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية. هذا السؤال مهم ليس فقط لطلاب المدارس الثانوية في المؤسسات التعليمية ، ولكن أيضًا للأطفال الذين يتعرفون فقط على العناصر الأساسية لعلم معقد ومثير للاهتمام. إذا فهمت في المرحلة الأولى كيفية كتابة المعادلات الكيميائية ، فلن تكون هناك مشاكل في المستقبل في حل المشكلات. دعونا نفهمها بشكل صحيح من البداية.

ما هي المعادلة

من المعتاد أن نعني بسجل مشروط لتفاعل كيميائي يحدث بين الكواشف المختارة. لمثل هذه العملية ، يتم استخدام المؤشرات والمعاملات والصيغ.

خوارزمية التجميع

كيف تكتب معادلات كيميائية؟ يمكن كتابة أمثلة على أي تفاعلات عن طريق تلخيص المركبات الأصلية. تشير علامة المساواة إلى وجود تفاعل بين المواد المتفاعلة. بعد ذلك ، يتم تجميع صيغة للمنتجات حسب التكافؤ (حالة الأكسدة).

فيديوهات ذات علاقة

كيفية تسجيل رد فعل

على سبيل المثال ، إذا كنت بحاجة إلى كتابة معادلات كيميائية تؤكد خصائص الميثان ، فاختر الخيارات التالية:

الهالوجين (تفاعل جذري مع العنصر VIIA من الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev) ؛
الاحتراق في الأكسجين الجوي.

في الحالة الأولى ، نكتب مواد البداية على الجانب الأيسر ، والنواتج الناتجة على اليمين. بعد التحقق من عدد ذرات كل عنصر كيميائي ، نحصل على السجل النهائي للعملية الجارية. عندما يحترق الميثان في الأكسجين الجوي ، تحدث عملية طاردة للحرارة ، مما يؤدي إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

من أجل وضع المعاملات بشكل صحيح في المعادلات الكيميائية ، يتم استخدام قانون حفظ كتلة المواد. نبدأ عملية التعديل بتحديد عدد ذرات الكربون. بعد ذلك ، نقوم بحسابات الهيدروجين وبعد ذلك فقط نتحقق من كمية الأكسجين.

الإجمالي

يمكن معادلة المعادلات الكيميائية المعقدة باستخدام طريقة التوازن الإلكتروني أو نصف التفاعلات. نقدم سلسلة من الإجراءات المصممة لترتيب المعاملات في تفاعلات الأنواع التالية:

أولاً ، من المهم ترتيب حالة الأكسدة لكل عنصر في المركب. عند وضعها ، من الضروري مراعاة بعض القواعد:

بالنسبة لمادة بسيطة ، فهي تساوي الصفر.
مجموعها في المركب الثنائي هو 0.
في مركب مكون من ثلاثة عناصر أو أكثر ، يكون للعنصر الأول قيمة موجبة ، والأيون الأخير له قيمة سالبة لحالة الأكسدة. يتم حساب العنصر المركزي رياضيًا ، بالنظر إلى أن المجموع يجب أن يكون 0.

بعد ذلك ، يتم اختيار تلك الذرات أو الأيونات التي تغيرت حالة الأكسدة فيها. تُظهر علامتا الجمع والطرح عدد الإلكترونات (المقبولة ، المعطاة). بعد ذلك ، يتم تحديد أصغر مضاعف بينهما. عند قسمة شهادة عدم الممانعة على هذه الأرقام ، يتم الحصول على الأرقام. ستكون هذه الخوارزمية هي الإجابة على سؤال حول كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية.

المثال الأول

لنفترض أن المهمة معطاة: "رتب المعاملات في التفاعل ، وسد الفجوات ، وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال." يتم تقديم مثل هذه الأمثلة لخريجي المدارس الذين اختاروا الكيمياء كاختبار لهم.

KMnO4 + H2SO4 + KBr = MnSO4 + Br2 +… + ...

دعونا نحاول فهم كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية المقدمة للمهندسين والأطباء المستقبليين. بعد ترتيب حالات الأكسدة للعناصر في المواد الأولية والمنتجات المتاحة ، نجد أن أيون المنغنيز يعمل كعامل مؤكسد ، ويوضح أيون البروميد خصائص الاختزال.

نستنتج أن المواد المفقودة لا تشارك في عملية الأكسدة والاختزال. أحد المنتجات المفقودة هو الماء ، والثاني سيكون كبريتات البوتاسيوم. بعد تجميع الميزان الإلكتروني ، ستكون الخطوة الأخيرة هي تحديد المعاملات في المعادلة.

المثال الثاني

دعنا نعطي مثالًا آخر لفهم كيفية ترتيب المعاملات في المعادلات الكيميائية لنوع الأكسدة والاختزال.

لنفترض أن لدينا المخطط التالي:

P + HNO3 = NO2 + ... + ...

يُظهر الفوسفور ، الذي يعتبر مادة بسيطة ، خواصًا مختزلة ، ويزيد حالة الأكسدة إلى +5. لذلك ، فإن أحد المواد المفقودة هو حمض الفوسفوريك H3PO4. يفترض OVR وجود عامل الاختزال ، والذي سيكون عبارة عن نيتروجين. يذهب إلى أكسيد النيتريك (4) ، مكونًا NO2

من أجل وضع المعاملات في هذا التفاعل ، سنقوم بعمل توازن إلكتروني.

يعطي P0 5e = P + 5

N + 5 تأخذ e = N + 4

بالنظر إلى أن حامض النيتريك وأكسيد النيتريك (4) يجب أن يسبقهما عامل 5 ، نحصل على التفاعل النهائي:

P + 5HNO3 = 5NO2 + H2O + H3PO4

تسمح المعاملات الكيميائية المجسمة في الكيمياء بحل مشاكل حسابية مختلفة.

المثال الثالث

بالنظر إلى أن وضع المعاملات يسبب صعوبات للعديد من طلاب المدارس الثانوية ، فمن الضروري العمل على تسلسل الإجراءات باستخدام أمثلة محددة. نقدم مثالًا آخر لمهمة يتطلب تنفيذها التمكن من طريقة ترتيب المعاملات في تفاعل الأكسدة والاختزال.

H2S + HMnO4 = S + MnO2 +…

خصوصية المهمة المقترحة هي أنه من الضروري استكمال ناتج التفاعل المفقود ، وبعد ذلك فقط يمكنك المضي قدمًا في تحديد المعاملات.

بعد ترتيب حالات الأكسدة لكل عنصر في المركبات ، يمكن استنتاج أن المنغنيز ، الذي يقلل التكافؤ ، يعرض خصائص مؤكسدة. يوضح الكبريت القدرة على الاختزال في التفاعل المقترح ، حيث يتم اختزاله إلى مادة بسيطة. بعد تجميع الميزان الإلكتروني ، سيتعين علينا فقط وضع المعاملات في مخطط العملية المقترح. ويتم العمل.

المثال الرابع

تسمى المعادلة الكيميائية عملية كاملة عندما يتم الالتزام الكامل بقانون حفظ كتلة المواد فيها. كيف تتحقق من هذا النمط؟ يجب أن يتوافق عدد الذرات من نفس النوع التي دخلت في التفاعل مع عددها في نواتج التفاعل. فقط في هذه الحالة سيكون من الممكن التحدث عن فائدة التفاعل الكيميائي المسجل ، وإمكانية تطبيقه للحسابات ، وحل المشكلات الحسابية بمستويات مختلفة من التعقيد. فيما يلي أحد أشكال المهمة ، والذي يتضمن ترتيب المعاملات الكيميائية الفراغية المفقودة في التفاعل:

Si +… + HF = H2SiF6 + لا + ...

يتمثل تعقيد المهمة في حذف كل من المواد الأولية ونواتج التفاعل. بعد ضبط جميع عناصر حالات الأكسدة ، نرى أن ذرة السيليكون تعرض خصائص مختزلة في المهمة المقترحة. يوجد النيتروجين (II) بين منتجات التفاعل ، وأحد مركبات البداية هو حمض النيتريك. منطقيًا ، نحدد أن ناتج التفاعل المفقود هو الماء. ستكون الخطوة الأخيرة هي ترتيب المعاملات الكيميائية الفراغية التي تم الحصول عليها في التفاعل.

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

مثال على مشكلة معادلة

من الضروري تحديد حجم محلول 10 ٪ من كلوريد الهيدروجين ، كثافته 1.05 جم / مل ، وهو ضروري للتحييد الكامل لهيدروكسيد الكالسيوم المتكون أثناء التحلل المائي لكربيده. من المعروف أن الغاز المنطلق أثناء التحلل المائي يشغل حجمًا قدره 8.96 لترًا (غير معروف).

CaC2 + 2H2O = Ca (OH) 2 + C2H2

يتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع كلوريد الهيدروجين ، ويحدث التعادل الكامل:

Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

نحسب كتلة الحمض المطلوبة لهذه العملية.

المعاملات والمؤشرات في المعادلات الكيميائية

أوجد حجم محلول كلوريد الهيدروجين. يتم إجراء جميع الحسابات الخاصة بالمشكلة مع مراعاة المعاملات الكيميائية الفراغية ، مما يؤكد أهميتها.

أخيراً

يشير تحليل نتائج امتحان الحالة الموحدة في الكيمياء إلى أن المهام المتعلقة بتحديد المعاملات الكيميائية الفراغية في المعادلات ، وتجميع توازن إلكتروني ، وتحديد عامل مؤكسد وعامل اختزال ، تسبب صعوبات خطيرة لخريجي المدارس الثانوية الحديثة. لسوء الحظ ، فإن درجة استقلالية الخريجين المعاصرين ضئيلة عمليًا ، لذلك لا يعمل طلاب المدارس الثانوية على وضع القاعدة النظرية التي اقترحها المعلم.

من بين الأخطاء النموذجية التي يرتكبها تلاميذ المدارس عند وضع المعاملات في تفاعلات من أنواع مختلفة ، هناك العديد من الأخطاء الحسابية. على سبيل المثال ، لا يعرف الجميع كيفية العثور على المضاعف المشترك الأصغر ، وقسمة الأرقام وضربها بشكل صحيح. ويعود سبب هذه الظاهرة إلى انخفاض عدد الساعات المخصصة في المدارس التربوية لدراسة هذا الموضوع. مع وجود برنامج أساسي في الكيمياء ، لا تتاح للمدرسين الفرصة للعمل مع طلابهم على القضايا المتعلقة بتجميع التوازن الإلكتروني في عملية الأكسدة والاختزال.

تعليم
ما هو المربع؟ كيفية إيجاد الرؤوس والقسم والمستوى والمعادلة والحجم ومساحة القاعدة وزاوية المربع؟

يمكن أن يكون هناك العديد من الإجابات على السؤال عن ماهية المربع. كل هذا يتوقف على من تطرح عليه هذا السؤال. سيقول الموسيقي أن المربع هو 4 ، 8 ، 16 ، 32 بارًا أو ارتجال موسيقى الجاز. طفل - ما هو ...

سيارات
كم مرة لتغيير التجمد في السيارة؟

أثناء تشغيل محرك السيارة تصل درجة حرارة الغازات داخل أسطواناتها إلى 2000 درجة. لهذا السبب ، هناك تسخين قوي لأجزاء وحدة الطاقة. من أجل إزالة الحرارة الزائدة من المحرك ، ...

سيارات
كيف يعمل منظم حرارة السيارة؟ مبدأ التشغيل

لا توجد سيارة حديثة كاملة بدون نظام تبريد. هي التي تتحمل كل الحرارة المنبعثة من المحرك أثناء معالجة الخليط القابل للاحتراق. المكابس تتحرك ، الخليط يحترق ، على التوالي ، أنت بحاجة إلى ...

سيارات
كيف تملأ مكيف السيارة بيديك؟ كم مرة يجب علي تعبئة مكيف الهواء في سيارتي؟ أين يمكنني شحن المكيف في السيارة؟

إن تكييف هواء السيارة ليس مجرد رفاهية اليوم ، ولكنه جهاز ضروري للسيارة مسؤول عن مناخ محلي ملائم في المقصورة. تم تجهيز جميع موديلات السيارات الحديثة تقريبًا ، إن لم يكن المناخ ...

سيارات
كيف تنظف مكيف السيارة بيديك؟

يجب على مالكي السيارات الاهتمام باستمرار بحالة الأجزاء والآليات الرئيسية لسيارتهم. بعد كل شيء ، يتيح لك إبقائها نظيفة وفي حالة جيدة الحصول على المستوى الأمثل من الأمان ...

سيارات
زيت التروس 80W90: الخصائص والاختيار والاستعراضات. أي نوع من الزيت يملأ علبة التروس اليدوية؟

يمكن أن يُعزى زيت التروس 80W90 ، الخصائص التي سننظر فيها اليوم ، إلى المتوسط بين فئتي اللزوجة 85W90 و 75W90. دعنا نتعرف بمزيد من التفصيل على الخصائص النوعية التي تختلف عن بعضها البعض ...

سيارات
أي نوع من الزيت لملء المقود؟ نصائح لتغيير زيت المقود

يتطلب التوجيه المعزز ، مثل المكونات والتجمعات الأخرى للسيارة ، صيانة دورية. في كثير من الأحيان ، تأتي جميع التدابير الوقائية لاستبدال سائل العمل. غالبًا ما تحتاج فقط إلى ...

سيارات
كيفية دفع ثمن وقوف السيارات في موسكو؟ قواعد وقوف السيارات المدفوعة

هناك قواعد لمواقف السيارات مدفوعة الأجر ، تم إنشاؤها من أجل تسهيل الحياة لسائقي السيارات في موسكو. ليس سراً أن إيقاف السيارة في العاصمة ليس بالأمر السهل على الإطلاق: جوانب طرق المدينة مكتظة بالسيارات ...

سيارات
كيف تصنع العطور في السيارة بيديك

يريد كل مالك سيارة رائحة لطيفة ومحبوبة دائمًا في مقصورة حصانه الحديدي. شخص ما يحب رائحة القهوة ، شخص ما يحب الفواكه الحمضية ، والآخر يحب النضارة. ما النكهات ...

سيارات
كيف تشحن البطارية في المنزل؟

ربما واجه كل مالك سيارة مشكلة البطارية الميتة. يمكن أن تحدث هذه المشكلة لأي سائق إذا لم تولي اهتمامًا كافيًا لمصدر طاقة السيارة. سنتحدث عن ...

الخيار 1

أ) Na + O2 -> Na2Od) H2 + F2 -> HF
ب) CaCO3-> CaO + CO2 e) H2O + K2O -> KOH
ج) Zn + H2SO4 -> H2 + ZnSO4 f) Cu (OH) 2 + HNO3 -> Cu (NO3) 2 + H2O

الدرس 13

اكتب التعاريف:
أ) تفاعل مركب ب) تفاعل طارد للحرارة ج) تفاعل لا رجعة فيه.

أ) يتفاعل الكربون مع الأكسجين ويتشكل أول أكسيد الكربون (II) ؛
ب) يتفاعل أكسيد المغنيسيوم مع حامض النيتريك ونترات المغنيسيوم ويتكون الماء ؛
ج) هيدروكسيد الحديد (III) يتحلل إلى أكسيد الحديد (III) والماء ؛
د) الميثان الميثان الذي يحترق في الأكسجين وأول أكسيد الكربون (IV) ويتكون الماء ؛
ه) أكسيد النيتريك (V) عندما يذوب في الماء يشكل حمض النيتريك.

4. حل المسألة حسب المعادلة:
أ) ما هو حجم فلوريد الهيدروجين الذي يتكون عندما يتفاعل الهيدروجين مع الفلور؟
ب) ما هي كتلة أكسيد الكالسيوم التي تتشكل أثناء تحلل الحجر الجيري الذي يحتوي على 80٪ من كربونات الكالسيوم CaCO3؟
ج) ما هو حجم وكتلة الهيدروجين التي سيتم إطلاقها عند التفاعل مع حمض الكبريتيك الزنك المحتوي على 35٪ شوائب؟

الخيار 2

رتب المعاملات ، حدد نوع التفاعل الكيميائي ، اكتب أسماء المواد تحت الصيغ:

أ) P + O2 -> P2O5 د) H2 + N2 -> NH3
ب) CaCO3 + حمض الهيدروكلوريك -> CaCl2 + H2O + CO2 e) H2O + Li2O -> LiOH
ج) Mg + H2SO4 -> H2 + MgSO4 e) Ca (OH) 2 + HNO3 -> Ca (NO3) 2 + H2O

2. اكتب التعاريف:
أ) تفاعل التحلل ب) تفاعل ماص للحرارة ج) تفاعل محفز.

3. اكتب المعادلات حسب الوصف:
أ) يتفاعل الكربون مع الأكسجين ويتشكل أول أكسيد الكربون (IV) ؛
ب) يتفاعل أكسيد الباريوم مع حمض النيتريك ونترات الباريوم ويتكون الماء ؛
ج) هيدروكسيد الألومنيوم يتحلل إلى أكسيد الألومنيوم والماء ؛
د) تتكون حروق الأمونيا NH3 في الأكسجين والنيتروجين والماء ؛
ه) أكسيد الفوسفور (V) ، عند إذابته في الماء ، يشكل حمض الفوسفوريك.

4. حل المشكلة وفقًا للمعادلة:
أ) ما هو حجم الأمونيا الذي يتكون عندما يتفاعل الهيدروجين مع النيتروجين؟
ب) ما هي كتلة كلوريد الكالسيوم التي تتكون عند التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك من الرخام المحتوي على 80٪ من كربونات الكالسيوم؟
ج) ما هو حجم وكتلة الهيدروجين التي سيتم إطلاقها عند التفاعل مع حامض الكبريتيك المغنيسيوم المحتوي على 30٪ شوائب؟

كيف تكتب معادلات كيميائية؟ أولاً ، من المهم ترتيب حالة الأكسدة لكل عنصر في المركب. لنفترض أن المهمة معطاة: "رتب المعاملات في التفاعل ، وسد الفجوات ، وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال." أحد المنتجات المفقودة هو الماء ، والثاني سيكون كبريتات البوتاسيوم. بعد تجميع الميزان الإلكتروني ، ستكون الخطوة الأخيرة هي تحديد المعاملات في المعادلة. يتم إجراء جميع الحسابات الخاصة بالمشكلة مع مراعاة المعاملات الكيميائية الفراغية ، مما يؤكد أهميتها. من بين الأخطاء النموذجية التي يرتكبها تلاميذ المدارس عند وضع المعاملات في تفاعلات من أنواع مختلفة ، هناك العديد من الأخطاء الحسابية.

هناك قواعد معينة يمكن من خلالها تحديد كل عنصر. تحتوي الصيغ المكونة من ثلاثة عناصر على الفروق الدقيقة الخاصة بها لحساب حالات الأكسدة. دعنا نواصل المحادثة حول كيفية معادلة المعادلات الكيميائية باستخدام طريقة توازن الإلكترون. الشرط الأساسي هو التحقق من عدد كل عنصر في الجزأين الأيمن والأيسر. إذا تم وضع المعاملات بشكل صحيح ، فيجب أن يكون عددهم هو نفسه.

الطريقة الجبرية

تأكد من قراءة تحليل العناصر للحصول على نظرة مفصلة على الصيغ التجريبية والتحليل الكيميائي.

الكيمياء تدرس المواد وخصائصها وتحولاتها. في الشكل الجزيئي ، يمكن التعبير عن عملية احتراق الحديد في الغلاف الجوي باستخدام العلامات والرموز. وفقًا لقانون حفظ كتلة المواد ، يجب وضع عامل 2 أمام صيغة المنتج ، ثم يتم فحص الكالسيوم. بادئ ذي بدء ، لكل عنصر من العناصر في المواد الأولية ونواتج التفاعل ، سنضع قيم حالات الأكسدة. الخطوة التالية هي اختبار الهيدروجين.

معادلة التفاعلات الكيميائية

معادلة التفاعلات الكيميائية ضرورية من أجل الحصول على واحدة كاملة من معادلة كيميائية بسيطة. لنبدأ بالكربون.

يستبعد قانون حفظ الكتلة ظهور ذرات جديدة وتدمير الذرات القديمة في سياق تفاعل كيميائي. انتبه إلى فهرس كل ذرة ، فهو الذي يشير إلى عددها. بإضافة المؤشرات أمام جزيئات المواد على الجانب الأيمن من المعادلة ، قمنا أيضًا بتغيير عدد ذرات الأكسجين. الآن عدد ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين هو نفسه في كلا طرفي المعادلة.

يقولون أنه إذا كان العامل خارج القوسين ، فسيتم ضرب كل عنصر بين الأقواس به. يجب أن تبدأ بالنيتروجين ، لأنه أقل من الأكسجين والهيدروجين. عظيم ، الهيدروجين معادل. التالي هو الباريوم. إنه مستوي ، ليس من الضروري لمسه. قبل التفاعل ، هناك نوعان من الكلور ، بعده - واحد فقط. ما يجب القيام به؟ الآن ، بسبب المعامل الذي تم ضبطه للتو ، بعد التفاعل ، تم الحصول على اثنين من الصوديوم ، وقبل التفاعل ، تم الحصول على اثنين أيضًا. عظيم ، كل شيء آخر متوازن. الخطوة التالية هي ترتيب حالات الأكسدة لجميع العناصر في كل مادة لفهم مكان حدوث الأكسدة وأين حدث الاختزال.

مثال على تحليل ردود الفعل البسيطة

لا توجد مؤشرات على الجانب الأيمن ، أي جسيم واحد من الأكسجين ، وعلى اليسار - جسيمان. لا يمكن إجراء أية مؤشرات أو تصحيحات إضافية على الصيغة الكيميائية ، نظرًا لأنها مكتوبة بشكل صحيح. على الجانب الأيمن ، نضرب واحدًا في 2 لنحصل على أيوني أكسجين هناك أيضًا.

قبل الشروع في المهمة نفسها ، عليك أن تتعلم أن الرقم الذي يوضع أمام عنصر كيميائي أو الصيغة بأكملها يسمى المعامل. نبدأ في التحليل. وبالتالي ، فقد ظهر نفس عدد ذرات كل عنصر قبل وبعد علامة التساوي. تأكد من أن تضع في اعتبارك أن المعامل مضروب في الفهرس ، وليس مضافًا.

لك الحرية في استخدام أي مستند لأغراضك الخاصة ، مع مراعاة الشروط التالية:

2) يجب كتابة رموز العناصر الكيميائية بدقة بالشكل الذي تظهر به في الجدول الدوري.

بطاقة المعلومات. "خوارزمية لوضع المعاملات في معادلات التفاعلات الكيميائية."

3) في بعض الأحيان ، تنشأ المواقف عندما تتم كتابة صيغ المواد المتفاعلة والنواتج بشكل صحيح تمامًا ، ولكن لا تزال المعاملات غير موضوعة. من المرجح حدوث مثل هذه المشكلة مع تفاعلات الأكسدة للمواد العضوية التي يتمزق فيها الهيكل الكربوني.

يجب ألا تكون معادلة التفاعل قادرة على الكتابة فحسب ، بل على القراءة أيضًا. لذلك ، في بعض الأحيان ، بعد كتابة جميع الصيغ في معادلة التفاعل ، من الضروري معادلة عدد الذرات في كل جزء من المعادلة - لترتيب المعاملات. احسب ما إذا كانت ذرات كل عنصر متساوية في طرفي المعادلة الأيسر والأيمن.

بالنسبة للعديد من أطفال المدارس ، فإن كتابة معادلات التفاعلات الكيميائية وترتيب المعاملات بشكل صحيح ليس بالمهمة السهلة. لكن عليك فقط أن تتذكر بعض القواعد البسيطة ، وستتوقف المهمة عن التسبب في صعوبات. المعامل ، أي الرقم الموجود أمام صيغة الجزيء الكيميائي ، ينطبق على جميع الرموز ، ويضرب في كل فهرس لكل رمز!

أبسط معادلة تفاعل هي:

Fe + S => FeS

يجب ألا تكون معادلة التفاعل قادرة على الكتابة فحسب ، بل على القراءة أيضًا. تقرأ هذه المعادلة في أبسط صورها على النحو التالي: يتفاعل جزيء الحديد مع جزيء الكبريت ، ويتم الحصول على جزيء واحد من كبريتيد الحديد.

أصعب شيء في كتابة معادلة التفاعل هو كتابة صيغ لنواتج التفاعل ، أي المواد المشكلة. لا توجد سوى قاعدة واحدة هنا: يتم بناء صيغ الجزيئات بدقة وفقًا لتكافؤ العناصر المكونة لها.

بالإضافة إلى ذلك ، عند تجميع معادلات التفاعل ، يجب على المرء أن يتذكر قانون حفظ كتلة المواد: يجب أن تكون جميع ذرات جزيئات المواد الأولية جزءًا من جزيئات نواتج التفاعل. يجب ألا تختفي ذرة واحدة أو تظهر فجأة. لذلك ، في بعض الأحيان ، بعد كتابة جميع الصيغ في معادلة التفاعل ، من الضروري معادلة عدد الذرات في كل جزء من المعادلة - لترتيب المعاملات. هنا مثال:C + O 2 => CO 2

هنا ، كل عنصر له نفس عدد الذرات على جانبي المعادلة الأيمن والأيسر. المعادلة جاهزة.

النحاس + O 2 => CuO

وهنا يوجد عدد ذرات أكسجين في الجانب الأيسر من المعادلة أكثر من ذرات الأكسجين الموجودة على الجانب الأيمن. يستغرق الحصول على الكثير من جزيئات أكسيد النحاسCuO , بحيث تحتوي على نفس عدد ذرات الأكسجين ، أي 2. لذلك ، قبل الصيغةСuО عامل المجموعة 2:

النحاس + O2 => 2 كو

الآن عدد ذرات النحاس ليس هو نفسه. في الجانب الأيسر من المعادلة ، قبل علامة النحاس ، نضع المعامل 2:

2 نحاس + O2 => 2 كو

احسب ما إذا كانت ذرات كل عنصر متساوية في طرفي المعادلة الأيسر والأيمن. إذا كان الأمر كذلك ، فإن معادلة التفاعل صحيحة.

مثال آخر: آل + O 2 = آل 2 ا 3

وهنا يختلف عدد ذرات كل عنصر قبل التفاعل وبعده. نبدأ في التعادل مع الغاز - مع جزيئات الأكسجين:

متبقيه 1 2 ذرات أكسجين وعلى اليمين 3. نحن نبحث عن المضاعف المشترك الأصغر لهذين العددين. هذا هو أصغر رقم يقبل القسمة على كل من 2 و 3 ، أي 6. قبل صيغ الأكسجين وأكسيد الألومنيومال 2 ا 3 حددنا معاملات بحيث يكون العدد الإجمالي لذرات الأكسجين في هذه الجزيئات هو 6:

آل + 3O2= 2Al2O 3

2) نحسب عدد ذرات الألومنيوم: ذرة واحدة على اليسار و 2 ذرات على اليمين في جزيئين ، أي 4. قبل علامة الألومنيوم على الجانب الأيسر من المعادلة ، نضع المعامل 4:

4 آل + 3 س 2 => 2 Al2O3

3) مرة أخرى ، نحسب كل الذرات قبل وبعد التفاعل: 4 ذرات ألومنيوم و 6 ذرات أكسجين لكل منهما.

كل شيء على ما يرام ، ومعادلة التفاعل صحيحة. وإذا استمر التفاعل عند تسخينه ، فسيتم وضع علامة إضافية فوق السهمر.

معادلة التفاعل الكيميائي هي تسجيل لمسار تفاعل كيميائي باستخدام الصيغ والمعاملات الكيميائية.

في الدرس 13 "" من الدورة التدريبية " كيمياء الدمى»ضع في اعتبارك ما هي المعادلات الكيميائية ؛ سوف نتعلم كيفية معادلة التفاعلات الكيميائية عن طريق وضع المعاملات بشكل صحيح. سيطلب منك هذا الدرس معرفة أساسيات الكيمياء من الدروس السابقة. تأكد من قراءة تحليل العناصر للحصول على نظرة مفصلة على الصيغ التجريبية والتحليل الكيميائي.

نتيجة لتفاعل احتراق الميثان CH 4 في الأكسجين O2 ، يتكون ثاني أكسيد الكربون CO2 والماء H 2 O. يمكن وصف هذا التفاعل معادلة كيميائية:

CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

دعنا نحاول استخراج المزيد من المعلومات من المعادلة الكيميائية أكثر من مجرد إشارة المنتجات والكواشفتفاعلات. المعادلة الكيميائية (1) ليست كاملة وبالتالي لا تعطي أي معلومات حول عدد جزيئات O2 المستهلكة لكل جزيء 1 CH 4 وكم عدد جزيئات CO 2 و H2 O التي تم الحصول عليها نتيجة لذلك. ولكن إذا كتبنا معاملات عددية أمام الصيغ الجزيئية المقابلة ، والتي تشير إلى عدد الجزيئات من كل نوع التي تشارك في التفاعل ، فسنحصل على معادلة كيميائية كاملةتفاعلات.

من أجل إكمال تكوين المعادلة الكيميائية (1) ، عليك أن تتذكر قاعدة بسيطة واحدة: يجب أن يحتوي الجانبان الأيمن والأيسر من المعادلة على نفس عدد الذرات من كل نوع ، حيث لا يتم تكوين ذرات جديدة في الدورة التدريبية. من تفاعل كيميائي ولا يتم تدمير أي تفاعلات موجودة. تستند هذه القاعدة على قانون الحفاظ على الكتلة ، والذي ناقشناه في بداية الفصل.

من الضروري الحصول على واحدة كاملة من معادلة كيميائية بسيطة. لذا ، دعنا ننتقل إلى المعادلة المباشرة للتفاعل (1): انظر مرة أخرى إلى المعادلة الكيميائية ، بالضبط في الذرات والجزيئات على الجانبين الأيمن والأيسر. من السهل أن نرى أن ثلاثة أنواع من الذرات تشارك في التفاعل: الكربون C ، الهيدروجين H والأكسجين O. دعونا نحسب ونقارن عدد ذرات كل نوع على الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة الكيميائية.

لنبدأ بالكربون. على الجانب الأيسر ، تعد ذرة C واحدة جزءًا من جزيء CH 4 ، وعلى الجانب الأيمن ، تعد ذرة C واحدة جزءًا من CO 2. وبالتالي ، فإن عدد ذرات الكربون على الجانب الأيسر والجانب الأيمن هو نفسه ، لذلك نتركه وشأنه. لكن من أجل الوضوح ، نضع المعامل 1 أمام الجزيئات مع الكربون ، على الرغم من أن هذا ليس ضروريًا:

1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)

ثم ننتقل إلى حساب ذرات الهيدروجين H. على الجانب الأيسر توجد 4 ذرات H (بالمعنى الكمي H 4 = 4H) في تكوين جزيء CH 4 ، وعلى اليمين - 2 ذرات H فقط في تكوين جزيء H 2 O ، وهو أقل مرتين من الجانب الأيسر من المعادلة الكيميائية (2). دعونا نعادل! للقيام بذلك ، نضع العامل 2 أمام جزيء H 2 O. الآن سيكون لدينا 4 جزيئات هيدروجين H في كل من الكواشف والنواتج:

1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)

يرجى ملاحظة أن المعامل 2 ، الذي كتبناه أمام جزيء الماء H 2 O لمعادلة الهيدروجين H ، يضاعف جميع الذرات التي يتكون منها تكوينه ، أي 2H 2 O يعني 4H و 2O. حسنًا ، يبدو أنه تم فرز هذا ، ويبقى حساب ومقارنة عدد ذرات الأكسجين O في المعادلة الكيميائية (3). إنه يلفت الأنظار على الفور أنه في الجانب الأيسر من ذرات O أقل مرتين بالضبط من الجانب الأيمن. أنت الآن تعرف بالفعل كيفية معادلة المعادلات الكيميائية بنفسك ، لذلك سأقوم على الفور بتدوين النتيجة النهائية:

1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O أو CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)

كما ترى ، فإن معادلة التفاعلات الكيميائية ليست بالأمر الصعب ، وليست الكيمياء هي المهمة هنا ، بل الرياضيات. المعادلة (4) تسمى معادلة كاملةتفاعل كيميائي ، لأنه يلاحظ قانون حفظ الكتلة ، أي عدد الذرات من كل نوع التي تدخل التفاعل هو بالضبط نفس عدد الذرات من هذا النوع في نهاية التفاعل. يحتوي كل جزء من هذه المعادلة الكيميائية الكاملة على ذرة كربون واحدة و 4 ذرات هيدروجين و 4 ذرات أكسجين. ومع ذلك ، يجدر فهم نقطتين مهمتين: التفاعل الكيميائي عبارة عن سلسلة معقدة من المراحل الوسيطة المنفصلة ، وبالتالي من المستحيل ، على سبيل المثال ، تفسير المعادلة (4) بمعنى أن جزيء ميثان واحد يجب أن يصطدم في وقت واحد مع 2 جزيء أكسجين. تعتبر العمليات التي تحدث أثناء تكوين نواتج التفاعل أكثر تعقيدًا. النقطة الثانية: معادلة التفاعل الكامل لا تخبرنا بأي شيء عن آليتها الجزيئية ، أي عن تسلسل الأحداث التي تحدث على المستوى الجزيئي خلال مسارها.

معاملات في معادلات التفاعلات الكيميائية

مثال جيد آخر على كيفية الترتيب بشكل صحيح احتمالفي معادلات التفاعلات الكيميائية: يتحد Trinitrotoluene (TNT) C 7 H 5 N 3 O 6 بقوة مع الأكسجين ، مكونًا H 2 O و CO 2 و N 2. نكتب معادلة التفاعل ، والتي سنكافئها:

ج 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)

من الأسهل كتابة المعادلة الكاملة بناءً على جزيئين من مادة تي إن تي ، لأن الجانب الأيسر يحتوي على عدد فردي من ذرات الهيدروجين والنيتروجين ، والجانب الأيمن يحتوي على عدد زوجي:

2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)

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

2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)

الآن كلا الجزأين يحتويان على نفس العدد من جميع الذرات باستثناء الأكسجين. من بين 33 ذرة أكسجين على الجانب الأيمن من المعادلة ، يتم توفير 12 ذرة بواسطة جزيئي TNT الأصلي ، ويجب توفير الـ 21 المتبقية بواسطة جزيئات 10.5 O 2. وبالتالي ، فإن المعادلة الكيميائية الكاملة ستبدو كما يلي:

2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10.5O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)

يمكنك ضرب كلا الجانبين في 2 والتخلص من العامل غير الصحيح 10.5:

4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)

لكن هذا لا يمكن القيام به ، لأن جميع معاملات المعادلة لا يجب أن تكون أعدادًا صحيحة. بل إنه من الأصح عمل معادلة بناءً على جزيء TNT واحد:

ج 7 H 5 N 3 O 6 + 5.25O 2 → 7CO 2 + 2.5H 2 O + 1.5N 2 (10)

تحمل المعادلة الكيميائية الكاملة (9) الكثير من المعلومات. بادئ ذي بدء ، يشير إلى المواد الأولية - الكواشف، إلى جانب منتجاتتفاعلات. بالإضافة إلى ذلك ، يُظهر أنه أثناء التفاعل يتم الحفاظ على جميع الذرات من كل نوع على حدة. إذا ضربنا طرفي المعادلة (9) في رقم أفوجادرو N A = 6.022 10 23 ، يمكننا القول أن 4 مولات من مادة تي إن تي تتفاعل مع 21 مولًا من O 2 لتكوين 28 مولًا من ثاني أكسيد الكربون ، و 10 مولات من H 2 O و 6 مولات من N 2.

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

C 7 H 5 N 3 O 6 = 227.13 جم / مول
O2 = 31.999 جم / مول
ثاني أكسيد الكربون = 44.010 جم / مول
H2O = 18.015 جم / مول
N2 = 28.013 جم / مول

ستشير المعادلة 9 الآن أيضًا إلى أن 4227.13 جم \ u003d 908.52 جم من مادة تي إن تي تتطلب 21 31.999 جم \ u003d 671.98 جم من الأكسجين لإكمال التفاعل ونتيجة لذلك تم تشكيل 28 44.010 جم \ u003d 1232.3 جم ثاني أكسيد الكربون ، 10 18.015 جم = 180.15 جم H 2 O و 6 28.013 جم = 168.08 جم N 2. دعنا نتحقق مما إذا كان قانون الحفاظ على الكتلة قد تم الوفاء به في هذا التفاعل:

	الكواشف	منتجات
	908.52 جرام من مادة تي إن تي	1232.3 جرام من ثاني أكسيد الكربون
	671.98 جرام من ثاني أكسيد الكربون	180.15 جرام H2O
		168.08 جرام N2
المجموع	1580.5 جرام	1580.5 جرام

لكن ليس من الضروري أن تشارك الجزيئات الفردية في تفاعل كيميائي. على سبيل المثال ، تفاعل الحجر الجيري CaCO3 وحمض الهيدروكلوريك HCl ، مع تكوين محلول مائي من كلوريد الكالسيوم CaCl2 وثاني أكسيد الكربون CO2:

CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)

تصف المعادلة الكيميائية (11) تفاعل كربونات الكالسيوم CaCO 3 (الحجر الجيري) وحمض الهيدروكلوريك HCl لتشكيل محلول مائي من كلوريد الكالسيوم CaCl 2 وثاني أكسيد الكربون CO 2. هذه المعادلة كاملة ، لأن عدد الذرات من كل نوع في جانبيها الأيمن والأيسر متماثل.

معنى هذه المعادلة هو المستوى العياني (الضرس)يكون على النحو التالي: 1 مول أو 100.09 جم من كربونات الكالسيوم 3 يتطلب 2 مول أو 72.92 جم من حمض الهيدروكلوريك لإكمال التفاعل ، مما ينتج عنه 1 مول من CaCl 2 (110.99 جم / مول) وثاني أكسيد الكربون (44.01 جم / مول) و H 2 O (18.02 جم / مول). من هذه البيانات العددية ، من السهل التحقق من استيفاء قانون حفظ الكتلة في هذا التفاعل.

تفسير المعادلة (11) في المستوى المجهري (الجزيئي)ليس واضحًا جدًا ، نظرًا لأن كربونات الكالسيوم عبارة عن ملح وليس مركبًا جزيئيًا ، وبالتالي من المستحيل فهم المعادلة الكيميائية (11) بمعنى أن جزيء واحد من كربونات الكالسيوم CaCO 3 يتفاعل مع جزيئين من حمض الهيدروكلوريك. علاوة على ذلك ، فإن جزيء حمض الهيدروكلوريك في المحلول يتفكك (يتحلل) بشكل عام إلى H + و Cl - أيونات. وبالتالي ، فإن الوصف الأكثر دقة لما يحدث في هذا التفاعل على المستوى الجزيئي يعطي المعادلة:

CaCO 3 (صلب) + 2H + (aq.) → Ca 2+ (aq.) + CO 2 (g.) + H 2 O (l.) (12)

هنا ، بين قوسين ، يتم اختصار الحالة الفيزيائية لكل نوع من الجسيمات ( تلفزيون.- الصعب، عبد القدير.هو أيون رطب في محلول مائي ، ج.- غاز، و.- سائل).

توضح المعادلة (12) أن كربونات الكالسيوم الصلبة 3 تتفاعل مع أيوني H + رطب ، وتشكل أيون Ca 2+ موجب ، و CO 2 و H 2 O. المعادلة (12) ، مثل المعادلات الكيميائية الكاملة الأخرى ، لا تعطي فكرة عن تفاعل الآلية الجزيئية وهو أقل ملاءمة لحساب كمية المواد ، ومع ذلك ، فإنه يعطي وصفًا أفضل لما يحدث على المستوى المجهري.

عزز معرفتك بصياغة المعادلات الكيميائية من خلال تحليل المثال باستخدام المحلول بشكل مستقل:

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