Loading...
 

Równanie chemiczne

Równanie reakcji chemicznej

Reakcja chemiczna jest procesem, podczas którego zachodzi przemiana substancji chemicznych (substratów) w inne substancje chemiczne (produkty), które różnią się od tych pierwszych właściwościami oraz budową. Jej symboliczną reprezentacją jest równanie reakcji chemicznej (równanie chemiczne, równanie reakcji), w którym substraty zapisane są po lewej stronie równania, produkty natomiast po jego prawej stronie, przy czym równanie reakcji nie dostarcza informacji o mechanizmie reakcji chemicznej, przedstawia jedynie jej bilans.

(1)
\( \underbrace{A+B+C+...}_{\text{Substraty}}=\underbrace{L+M+N+...}_{\text{Produkty}} \)

Strony równania chemicznego rozdzielone mogą być strzałkami, których postać zależy od typu reakcji ( Tabela 1 ), bądź znakiem równości w przypadku, gdy interesujący jest jedynie bilans danej reakcji. Pomiędzy poszczególnymi reagentami umieszcza się znak dodawania, plus \( (+) \).

Tabela 1: Symbole używane do rozdzielania stron rówania chemicznego i ich zaczenie
Symbol
Znaczenie i użycie
Przykłady
\( \longrightarrow \)
Reakcja, zachodząca tylko w jednym kierunku dla danych warunków - reakcja nieodwracalna.
\( 2{\text{H}_{2}}+{\text{O}_{2}\longrightarrow}2{\text{H}_{2}\text{O}} \)
\( \leftrightarrows \)
Reakcja, która w zależności od warunków może zachodzić w lewo lub w prawo.
\( \text{CuSO}_{4}{\cdot} 5{\text{H}_{2}\text{O}}\begin{array}{c}{\underrightarrow{\ \small{\text{ogrzewanie}}\ \ }}\\ \overleftarrow{\ \ \small{\text{chłodzenie}}\ \ }\end{array}\text{CuSO}_{4}+5{\text{H}_{2}\text{O}} \)
\( \rightleftharpoons \)
Reakcja odwracalna. Strzałki sugerują stan równowagi dynamicznej pomiędzy substratami a produktami. Jeżeli jedna ze strzałek jest dłuższa, wówczas wskazuje ona kierunek, w którym przesunięta jest równowaga reakcji.
\( \begin{align*}{\text{H}_{2}\text{O}}&{\rightleftharpoons}{\text{H}^{+}}+{\text{OH}^{-}} \\ \Big(2{\text{H}_{2}\text{O}}&{\rightleftharpoons}{\text{H}_{3}\text{O}^{+}}+{\text{OH}^{-}}\Big)\end{align*} \)
\( = \)
Relacja stechiometryczna. Zapis równania reakcji bez określania typu reakcji (odwracalna, nieodwracalna). Bilansowanie równań połówkowych w reakcjach typu redoks.
\( 2{\text{H}_{2}}+{\text{O}_{2}}=2{\text{H}_{2}\text{O}}\\{\text{Zn}}={\text{Zn}^{2+}}+2{\text{e}^{-}} \)

Nad lub pod strzałkami bardzo często zapisuje się informacje dotyczące warunków, przy których dana reakcja zachodzi:

\( n\Big({\text{CH}_{2}=\text{CH}_{2}}\Big)\xrightarrow[\text{katalizator}]{\text{{p},{T}}}\Big[{-\text{{CH}}_{2}-\text{{CH}}_{2}-\Big]}_n\\ \)

W przypadku, gdy ważne jest podkreślenie stanów skupienia (faz) w jakich występują substraty i produkty danej reakcji, stosuje się odpowiednie litery umieszczone w nawiasie okrągłym: \( (g) \) - gaz, \( (c) \) lub \( (l) \) - faza ciekła, \( (s) \) - ciało stałe, symbol \( (aq) \) stosuje się dla substancji rozpuszczonych w wodzie.

\( {\text{CaC}_{2}}(s)+{\text{H}_{2}\text{O}}(c){\longrightarrow}{\text{C}_{2}\text{H}_{2}}(g)+{\text{Ca}(\text{OH})_{2}}(s) \)

Jeżeli w toku reakcji powstaje nierozpuszczalny lub gazowy produkt, wówczas fakt ten zaznaczany jest strzalkami pionowymi. Produkt wytrącający się z roztworu (osad), w którym zachodziła reakcja oznaczany jest strzałką skierowaną w dół \( \downarrow \), strzałka ku górze \( \uparrow \) zaznacza wydzielający się produkt gazowy.

\( {\text{CaC}_{2}}+{\text{H}_{2}\text{O}}{\longrightarrow}{\text{C}_{2}\text{H}_{2}}{\uparrow}+{\text{Ca}(\text{OH})_{2}}{\downarrow} \)

Uzgodnione (zbilansowane) równanie reakcji jest ściśle powiązane z prawami zachowania masy, zachowania ładunku oraz zachowania energii i uzupełnione jest wówczas o współczyniki stechiometrycze stojące przed odpowiednimi składnikami równania. Z kolei równanie reakcji uzupełnione o wartość energii jaka jest pochłaniana bądź oddawana do otoczenia (patrz moduł Obliczenia termochemiczne oraz Energetyka reakcji chemicznych ) nosi nazwę równania termochemicznego. Jednakże, kiedy interesujący jest jedynie zarys przebiegu danej reakcji, współczynniki stechiometryczne są pomijane:

\( \begin{array}{rl}\text{Zapis poglądowy: }&{\text{H}_{3}\text{PO}_{4}}+{\text{Mg}(\text{OH})_{2}}={\text{Mg}_{3}(\text{PO}_{4})_{2}}+{\text{H}_{2}\text{O}}\\ \text{Uzgodnione równanie reakcji: }&2{\text{H}_{3}\text{PO}_{4}}+3{\text{Mg}(\text{OH})_{2}}={\text{Mg}_{3}(\text{PO}_{4})_{2}}+6{\text{H}_{2}\text{O}}\\ \text{Równanie termochemiczne dla reakcji endotermicznej: }&2{\text{H}_{3}\text{PO}_{4}}+3{\text{Mg}(\text{OH})_{2}}+407\text{ kJ}={\text{Mg}_{3}(\text{PO}_{4})_{2}}+6{\text{H}_{2}\text{O}}\end{array} \)

Informacje dotyczące uzgadniania reakcji chemicznych można znaleźć w module: Stechiometria równań chemicznych, sposoby bilansowania reakcji typu redoks zamieszczono w modułach: Reakcje redoks - zapis i uzgadnianie, Reakcje redoks w środowisku kwasowym oraz Reakcje redoks w środowisku zasadowym.


Ostatnio zmieniona Poniedziałek 24 z Wrzesień, 2018 15:01:56 UTC Autor: Bartosz Grysakowski
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.