- Части химического уравнения
- Расположение реагентов и продуктов
- Уравновешивание химических уравнений
- Физические состояния компонентов химического уравнения
- Изменения физического состояния
- Пример химических уравнений
- - Фотосинтез
- - Клеточное дыхание
- - Реакции общих элементов
- Реакция разложения
- Реакция смещения
- Реакция элиминации
- Реакция гидратации
- Реакция нейтрализации
- Реакция синтеза
- Реакция двойного вытеснения (метатезис)
- Ссылки
Химическое уравнение представляет собой схематическое представление некоторых характеристик химической реакции. Можно также сказать, что химическое уравнение описывает изменения, испытываемые различными веществами, участвующими в реакции.
Формулы и символы различных участвующих веществ помещаются в химическое уравнение, четко указывая количество атомов каждого элемента, присутствующего в соединениях, которое отображается в виде нижнего индекса и не может быть изменено путем уравновешивания уравнения.
Общее химическое уравнение химической реакции. Реагенты и продукты. Источник: Габриэль Боливар.
Химическое уравнение должно казаться сбалансированным, то есть количество атомов как реагентов, так и продуктов должно быть одинаковым. Таким образом соблюдается закон сохранения материи. Желательно, чтобы числа, используемые при балансировке уравнений, были целыми числами.
Эти уравнения не показывают ни последовательных этапов, ни того, какими механизмами реагенты превращаются в продукты.
Вот почему, хотя они очень полезны для понимания того, куда идет химическая реакция, они не позволяют нам понять ее молекулярные аспекты или то, как на нее влияют определенные переменные; такие как pH, вязкость, время реакции, скорость перемешивания и другие.
Части химического уравнения
В основном химическое уравнение состоит из трех основных частей: реагентов, продуктов и стрелки, указывающей направление химической реакции.
Расположение реагентов и продуктов
Все вещества, которые действуют как реагенты, и все вещества, являющиеся продуктами, входят в химическое уравнение. Эти группы веществ разделены стрелкой, указывающей направление реакции. Реагенты расположены слева от стрелки, а продукты - справа.
Стрелка обозначает то, что производится, и ориентирована слева направо (→), хотя в обратимых реакциях есть две эквивалентные и параллельные стрелки; один направлен вправо, а другой - влево. Символ (Δ) обычно помещается над стрелкой, указывая на то, что в реакции использовалось тепло.
Кроме того, обозначение катализатора обычно наносится на стрелку, если возможно, с его формулой или символом. Различные вещества, которые появляются как реагенты, разделены знаком (+), указывающим на то, что вещества вступают в реакцию или соединяются друг с другом.
В случае веществ, которые появляются как продукты, знак (+) не имеет предыдущего значения; если реакция не обратима. Удобно, что знак (+) находится на одинаковом расстоянии от разделяемых им веществ.
Уравновешивание химических уравнений
Правильное равновесие химических уравнений является важным требованием. Для этого ставится число, называемое стехиометрическим коэффициентом. При необходимости этот коэффициент должен стоять перед веществами, которые появляются как реагенты или продукты.
Это необходимо для достижения того, чтобы количество всех атомов элементов, которые выступают в качестве реагентов, было точно равно количеству их, присутствующих в продукте. Самый простой метод уравновешивания химических уравнений - метод проб и ошибок.
Физические состояния компонентов химического уравнения
В некоторых химических уравнениях физическое состояние веществ отмечается нижним индексом. Для этого в испанском языке используются следующие сокращения: (s) для твердого состояния; (l) для жидкого состояния; (г), газообразное состояние; и (ас) водный раствор.
Пример: реакция карбоната кальция с соляной кислотой.
CaCO 3 (тв.) + 2 HCl (водн.) → CaCl 2 (тв.) + H 2 O (л) + CO 2 (г)
Изменения физического состояния
В некоторых случаях это указывается в химическом уравнении, если в химической реакции происходит образование газа или если происходит осаждение любого из образовавшихся веществ.
Присутствие газа обозначается вертикальной стрелкой с концом вверх (↑), расположенной справа от газообразного вещества.
Пример: реакция цинка с соляной кислотой.
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑
Если в химической реакции одно из веществ образует осадок, это символизируется размещением вертикальной стрелки с концом вниз (↓), расположенной справа от осажденного вещества.
Пример: реакция соляной кислоты с нитратом серебра.
HCl + AgNO 3 → HNO 3 + AgCl ↓
Пример химических уравнений
- Фотосинтез
Уравнение фотосинтеза
Фотосинтез - это процесс, с помощью которого растения улавливают и трансформируют световую энергию, исходящую от солнечного света, для выработки энергии, необходимой для их существования. Фотосинтез осуществляется некоторыми органеллами растительных клеток, называемыми хлоропластами.
Тилакоиды находятся в мембране хлоропластов, местах, где находятся хлорофиллы a и b, которые являются основными пигментами, улавливающими световую энергию.
Хотя фотосинтез - сложный процесс, его можно описать следующим химическим уравнением:
6 CO 2 + 6 H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 ↑ ΔGº = 2 870 кДж / моль
C 6 H 12 O 6 - формула глюкозы, углевода, метаболизируемого с образованием АТФ; соединение, которое является основным резервуаром энергии в большинстве живых существ. Кроме того, НАДФН образуется из глюкозы, кофермента, необходимого для многих реакций.
- Клеточное дыхание
Клетки используют кислород для метаболизма многих веществ, содержащихся в съеденной пище. Между тем, АТФ используется в качестве источника энергии для деятельности живых существ, производя в этих процессах углекислый газ и воду.
Используя глюкозу в качестве модели метаболизируемого вещества, дыхание можно схематизировать с помощью следующего химического уравнения:
С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 → 6 СО 2 + 6 Н 2 О
- Реакции общих элементов
Реакция разложения
Соединение или соединения диссоциируют, образуя другие соединения со своими атомами:
2 KClO 3 ( тв. ) → 2 KCl ( тв. ) + 3 O 2 (г)
Реакция смещения
Металл вступает в реакцию с соединением, заменяя присутствующий в нем металл:
Mg (тв) + CuSO 4 (водн.) → Cu (тв.) + MgSO 4 (водн.)
Реакция элиминации
В этом типе реакции количество атомов или групп, присоединенных к атому углерода, уменьшается:
CH 3 -CH 2 Br + NaOH → H 2 C = CH 2 + H 2 O + NaBr
Реакция гидратации
Это реакция, в которой соединение добавляет молекулу воды. Эта реакция важна при приготовлении спиртов:
Н 2 С = СН 2 + Н 2 О → Н 2 С-СН 2 ОН
Реакция нейтрализации
Основание или щелочь реагируют с кислотой с образованием соли и воды:
HCl (водн.) + NaOH (водн.) → NaCl (водн.) + H 2 O (l)
Реакция синтеза
В этом типе реакции два или более веществ объединяются, чтобы создать новое соединение:
2 Li (тв) + Cl 2 (г) → 2 LiCl ( тв )
Реакция двойного вытеснения (метатезис)
В этом типе реакции происходит обмен положительными и отрицательными ионами с образованием новых соединений:
AgNO 3 (водн.) + NaCl (водн.) → AgCl (s) + NaNO 3 (водн.)
Ссылки
- Флорес, Дж. (2002). Химия Выпуск 1 эпохи . Сантильяна Редакция
- Мэтьюз, К. К., Ван Холд, К. Э. и Ахерн, К. Г. (2002). Биохимия. 3 было издание. Издатель Пирсон Аддисон Уэсли
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Wikipedia. (2019). Химическое уравнение. Получено с: en.wikipedia.org
- Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (20 сентября 2019 г.). Что такое химическое уравнение? Получено с: thinkco.com