Химиялық теңдеулер — химиялық реакцияларды химиялық формулалар, химиялық таңба, сан мен математикалық белгілер арқылы өрнектеу. 1789 жылы Антуан Лавуазье масса сақталу заңына сай химиялық реакцияларды осылай өрнектеуді ұсынды. Химиялық теңдеулерді қолдану 19 ғасырдың 1 жартысында ғана қалыптасты.
Әрбір химиялық теңдеу екі бөліктен тұрады, теңдеудің сол жағына бастапқы алынған заттардың формулалары, оң жағына реакция нәтижесінде шыққан заттардың формулалары жазылады, олардың тиісті коэффициенттерін қойып теңестіру үшін масса сақталу заңына сай теңдеудің сол жағындағы реакцияласатын заттардағы элемент атомдарының саны теңдеудің оң жағындағы реакциядан шыққан заттардағы элемент атомдарының санымен тең болуы керек. Мысалы, алюминий тотығы Al2O3 күкірт қышқылымен H2SO4 әрекеттесіп, күкірт қышқыл алюминий тұзын Al2(SO4)3 және су H2O түзеді: :Al2O3+H2SO4=Al2(SO4)sub>3+H2O, бағдарша орнына теңдік белгісін қою үшін реакцияға кіріскен және одан шыққан атомдар санын өзара теңестіріп, яғни коэффициенттерді (стехиометриялық коэффициенттер) өз орнына қойып, химиялық реакция теңдеуін толық жазамыз:
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O.
Химиялық теңдеулер бойынша реакцияласатын заттардың салмақ қатынастарын есептеуге болатындығының өндірістегі маңызы үлкен, өйткені реакцияға қатысқан белгілі бір зат арқылы басқа заттардың мөлшерін табуға, қажетті өнімнің теория жүзінде қандай мөлшерде шығуға тиісті екендігін есептеп табуға болады.
Сөздерді қолданып сөйлемдер құруға болатыны сияқты заттардың формулаларын пайдаланып, олардың өзара әрекеттесуін де өрнектеп жазуға болады.
Химиялық реакциялардың теңдеулері деп химиялық таңбалар мен формулаларды қолданып заттардың өзара әрекеттесуін шартты түрде жазуды айтамыз.
Химиялық реакциялардың теңдеулері бастапқы заттардың қандай катынаста әрекеттесетіндігін және реакция нәтижесінде қанша заттар түзілетіндігін көрсетеді. Сондықтан ол реакцияның сұлбасынан өзгеше болып келеді. Мысалы, темірдің оттегінде жануын мына сұлбамен береміз:
Ғе+02 → Ғе203
Ал реакция теңдеулерінде бастапқы қосылыстардағы әрбір элементтің атом сандары реакция өнімдеріндегі сол атомдардың сандарына тең болады. Сондықтан реакцияның сұлбасындағы қосылыстардың формулаларының алдына коэффициенттер қоямыз.
Алдымен оттек атомдарының санын теңестірейік. Ол үшін бағдаршаның сол және оң жақ бөлігіндегі оттек атомдары санының ең кіші ортақ еселігін табамыз: 2-3=6; енді осы санды оттек атомдарының сандарына бөліп, коэффициенттерін тауып коямыз. 6:2=3 6:3=2
Ғе+02 → Ғе203Ғе+302 → 2Ғе203
Соңынан калған элементтердің атом сандарын теңестіреміз де, бағдаршаны теңдік белгісіне ауыстырамыз.
4Ғе+302 = 2Ғе203
Теңдеу былай оқылады «төрт атом темір плюс 3 молекула оттегі тең болады екі молекула темір (III) оксиді.
Химиялық реакциялардың теңдеулерін теңестіру барысында тек коэффициенттер таңдалып алынады, ал формулалардағы индекстер өзгермейді, себебі заттың кұрамын өз еркімен өзгертуге болмайды.
Енді осы теңдеу бойынша қандай мөліметтер алуға болатынына тоқталайык.
Сапалық кұрамы туралы мәлімет (қандай заттар реакцияға түседі, кандай заттар түзіледі).Реакцияға катысқан жөне оның нәтижесінде түзілген зат мөлшерлерінің қатынасын табуға болады:v(Fe) : v(02) : v(Fe203) = 4:3:2
Осы заттардын, массаларының катынастарын табуға болады.
Иондар арасындағы реакциялар иондық реакциялар, ал мұндай реакция теңдеуін иондық теңдеу деп атайды. Көптеген химиялық реакциялар ерітінділіерде жүреді. Электролит ерітінділері иондардан тұрады, сондықтан электролит ерітінділеріндегі реакциялар, иондпар арасындағы реакциялар болып табылады. Иондық теңдеуді қолданғанда аз диссоцияланатын, ерімейтін және газ түріндегі заттардың формулаларын молекулалық түрде жазу қажет. Егер зат тұнбаға түсетін болса, оның формуласның қасына төмен қаратылған бағдарша, ал реакция барысында газ тәрізді зат бөлінсе жанына жоғары қаратылған бағдарша қойылады.
Дано: m(Cu+Zn) = 100 г m(Fe2O3) = 9,6 г Найти: ω(Сu) - ? ω(Zn) - ? Решение. M(Fe2O3) = 160 г/моль M(Zn) = 65 г/моль Vm = 22,4 л/моль Находим объем водорода: 9.6 г х л Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O 1 моль 3 моль 160 г 67,2 л х=V(H2) = 9,6 г×67,2 л/160 г = 4,032 л Из металлов, которые находятся в смеси, с соляной кислотой будет взаимодействовать только цинк. Находим массу цинка: х г 4,032 л Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 1 моль 1 моль 65 г 22,4 л х=m(Zn) = 4,032 л×65 г/22,4 л = 11,7 г m(Cu) = 100 г - 11,7 г = 88,3 г ω(Cu) = 88,3 г/100 г ×100% = 88,3% ω(Zn) = 11,7 г/100 г × 100% = 11,7% ответ: ω(Сu) = 88.3%; ω(Zn) = 11.7%
Химиялық теңдеулер — химиялық реакцияларды химиялық формулалар, химиялық таңба, сан мен математикалық белгілер арқылы өрнектеу. 1789 жылы Антуан Лавуазье масса сақталу заңына сай химиялық реакцияларды осылай өрнектеуді ұсынды. Химиялық теңдеулерді қолдану 19 ғасырдың 1 жартысында ғана қалыптасты.
Әрбір химиялық теңдеу екі бөліктен тұрады, теңдеудің сол жағына бастапқы алынған заттардың формулалары, оң жағына реакция нәтижесінде шыққан заттардың формулалары жазылады, олардың тиісті коэффициенттерін қойып теңестіру үшін масса сақталу заңына сай теңдеудің сол жағындағы реакцияласатын заттардағы элемент атомдарының саны теңдеудің оң жағындағы реакциядан шыққан заттардағы элемент атомдарының санымен тең болуы керек. Мысалы, алюминий тотығы Al2O3 күкірт қышқылымен H2SO4 әрекеттесіп, күкірт қышқыл алюминий тұзын Al2(SO4)3 және су H2O түзеді: :Al2O3+H2SO4=Al2(SO4)sub>3+H2O, бағдарша орнына теңдік белгісін қою үшін реакцияға кіріскен және одан шыққан атомдар санын өзара теңестіріп, яғни коэффициенттерді (стехиометриялық коэффициенттер) өз орнына қойып, химиялық реакция теңдеуін толық жазамыз:
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O.
Химиялық теңдеулер бойынша реакцияласатын заттардың салмақ қатынастарын есептеуге болатындығының өндірістегі маңызы үлкен, өйткені реакцияға қатысқан белгілі бір зат арқылы басқа заттардың мөлшерін табуға, қажетті өнімнің теория жүзінде қандай мөлшерде шығуға тиісті екендігін есептеп табуға болады.
Сөздерді қолданып сөйлемдер құруға болатыны сияқты заттардың формулаларын пайдаланып, олардың өзара әрекеттесуін де өрнектеп жазуға болады.
Химиялық реакциялардың теңдеулері деп химиялық таңбалар мен формулаларды қолданып заттардың өзара әрекеттесуін шартты түрде жазуды айтамыз.
Химиялық реакциялардың теңдеулері бастапқы заттардың қандай катынаста әрекеттесетіндігін және реакция нәтижесінде қанша заттар түзілетіндігін көрсетеді. Сондықтан ол реакцияның сұлбасынан өзгеше болып келеді. Мысалы, темірдің оттегінде жануын мына сұлбамен береміз:
Ғе+02 → Ғе203
Ал реакция теңдеулерінде бастапқы қосылыстардағы әрбір элементтің атом сандары реакция өнімдеріндегі сол атомдардың сандарына тең болады. Сондықтан реакцияның сұлбасындағы қосылыстардың формулаларының алдына коэффициенттер қоямыз.
Алдымен оттек атомдарының санын теңестірейік. Ол үшін бағдаршаның сол және оң жақ бөлігіндегі оттек атомдары санының ең кіші ортақ еселігін табамыз: 2-3=6; енді осы санды оттек атомдарының сандарына бөліп, коэффициенттерін тауып коямыз. 6:2=3 6:3=2
Ғе+02 → Ғе203Ғе+302 → 2Ғе203
Соңынан калған элементтердің атом сандарын теңестіреміз де, бағдаршаны теңдік белгісіне ауыстырамыз.
4Ғе+302 = 2Ғе203
Теңдеу былай оқылады «төрт атом темір плюс 3 молекула оттегі тең болады екі молекула темір (III) оксиді.
Химиялық реакциялардың теңдеулерін теңестіру барысында тек коэффициенттер таңдалып алынады, ал формулалардағы индекстер өзгермейді, себебі заттың кұрамын өз еркімен өзгертуге болмайды.
Енді осы теңдеу бойынша қандай мөліметтер алуға болатынына тоқталайык.
Сапалық кұрамы туралы мәлімет (қандай заттар реакцияға түседі, кандай заттар түзіледі).Реакцияға катысқан жөне оның нәтижесінде түзілген зат мөлшерлерінің қатынасын табуға болады:v(Fe) : v(02) : v(Fe203) = 4:3:2
Осы заттардын, массаларының катынастарын табуға болады.
7n(Fe) : т(0): т(Ғе203) = 224 : 36 : 320 = 7 : 3 : 10.[1]
Иондық теңдеу[өңдеу]
Иондар арасындағы реакциялар иондық реакциялар, ал мұндай реакция теңдеуін иондық теңдеу деп атайды. Көптеген химиялық реакциялар ерітінділіерде жүреді. Электролит ерітінділері иондардан тұрады, сондықтан электролит ерітінділеріндегі реакциялар, иондпар арасындағы реакциялар болып табылады. Иондық теңдеуді қолданғанда аз диссоцияланатын, ерімейтін және газ түріндегі заттардың формулаларын молекулалық түрде жазу қажет. Егер зат тұнбаға түсетін болса, оның формуласның қасына төмен қаратылған бағдарша, ал реакция барысында газ тәрізді зат бөлінсе жанына жоғары қаратылған бағдарша қойылады.
m(Cu+Zn) = 100 г
m(Fe2O3) = 9,6 г
Найти:
ω(Сu) - ?
ω(Zn) - ?
Решение.
M(Fe2O3) = 160 г/моль
M(Zn) = 65 г/моль
Vm = 22,4 л/моль
Находим объем водорода:
9.6 г х л
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
1 моль 3 моль
160 г 67,2 л
х=V(H2) = 9,6 г×67,2 л/160 г = 4,032 л
Из металлов, которые находятся в смеси, с соляной кислотой будет взаимодействовать только цинк. Находим массу цинка:
х г 4,032 л
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
1 моль 1 моль
65 г 22,4 л
х=m(Zn) = 4,032 л×65 г/22,4 л = 11,7 г
m(Cu) = 100 г - 11,7 г = 88,3 г
ω(Cu) = 88,3 г/100 г ×100% = 88,3%
ω(Zn) = 11,7 г/100 г × 100% = 11,7%
ответ: ω(Сu) = 88.3%; ω(Zn) = 11.7%