Уравнение на реакцията

В химията има един Уравнение на реакцията стенограмата за химична реакция. Той дава изходните материали (по-добре: реагентите) и продуктите от преобразуване на материали във формула и е международно еднакъв. Тъй като обаче реагентите и продуктите не са еднакви, когато дадено вещество се преобразува, името често се използва по дидактически причини Схема за реакция използвани; обаче терминът реакционна схема съгласно DIN 32642 "Символично описание на химичните реакции" от януари 1992 г. трябва да се използва само за качествено описание на химична реакция.

Ако сумите на стехиометричните коефициенти в уравнението са цели числа и възможно най-малки, се говори за една съгласно DIN 32642 Кардинално уравнение. Този стандарт не подразделя реагентите на реагенти (изходни материали) и продукти; той също така дефинира термините конверсионна променлива, конверсия на формула и моларна енталпия на реакцията и съдържа шест примера за качествено описание с помощта на реакционни схеми.

Структура на реакционното уравнение

От лявата страна са химическата формула на изходните материали (изходни материали) - от дясната страна формулата на продуктите. Между тях е написана стрелка за реакция (напр. $ \ Longrightarrow $), която сочи в посока на продуктите. Пред формулите също се поставят цифри с главни букви, които показват колко молекули от съответното вещество или колко количество вещество (в молове) са необходими, консумирани или генерирани. Те се наричат стехиометрични коефициенти (според стандарта: стехиометрични числа) на участващите вещества. Те трябва да бъдат избрани така, че моларните съотношения на реагентите - техните стехиометрични условия - да бъдат правилно възпроизведени: За всеки химичен елемент трябва да има същия брой атоми от лявата страна на реакционното уравнение, както от дясната страна. Числото „едно“ като стехиометричен коефициент не се записва.

Например, изгарянето на метанов газ (формула: CH4) и кислороден газ (формула: O2) до въглероден диоксид и вода се дава от уравнението

описано. В този пример има един атом за въглерод С (вляво в СН4 и вдясно в СО2), за водород Н има четири атома всеки (вляво в СН4 и вдясно 2 в двата Н2О), а за кислород О има по четири атома (всеки вляво две в O2 и вдясно, две в CO2 и по една в двете H2O).

A Схема за реакция За разлика от това, той не взема предвид стехиометричните съотношения на реагентите или само частично и само посочва кой образовател реагира на кои продукти. Например, следното е Слово уравнение схема на реакция:

Възможна допълнителна информация в реакционните уравнения

За да се направят нещата по-ясни, след химичните символи или формули в кръгли скоби могат да бъдат посочени модификации, агрегатни състояния или състояния на разтвори. Съгласно DIN 32642 за това се използват следните съкращения:

g за газообразни
л за течност
s за твърдо
aq за „във воден разтвор“

Твърдите вещества (или газове), които се появяват, също могат да бъдат маркирани със стрелка, насочена надолу (или нагоре) в съответствие със стандарта.

Реакционните условия, като например. Б. доставката на активираща енергия. Получената или изразходвана реакционна енергия се записва на страницата, където възниква или трябва да се изразходва.

За термодинамични изчисления често се дава енталпията на реакцията, например в реакционното уравнение на реакцията на кислороден водород

$ \ mathrm + O_ \ longrightarrow 2 \ H_2O_ \, \ Delta H = -286 \ \ frac> $

Когато един мол течна H2O се образува от газообразни H2 и O2, се отделят 286 kJ енергия. Тук е от съществено значение да се посочи и фазата на веществата, участващи в реакцията, тъй като енергията също се преобразува по време на фазовите преходи. Топлината на реакцията ΔH обикновено се дава при 25 ° C. Положителната стойност на ΔH показва ендотермични реакции, отрицателна стойност екзотермични реакции.

Различни стрелки се използват в реакционни уравнения със следните значения:

Стрелка за реакция (→)
няколко реакционни стрелки (→ →) описват реакционна последователност, т.е.последователност от няколко отделни реакции между изходния материал и продукта
Реакция напред-назад ($ \ rightleftarrows $), реакцията може да продължи в едната или другата посока поради променените условия на реакцията.
Стрелка за равновесие ($ \ rightleftharpoons $), се използва, когато се установи равновесие на реакцията при дадените условия.
Ретросинтетична стрелка ($ \ Rightarrow $)
за идентифициране на един или два електронни отмествания (описание на реакционните механизми, често използвани в органичната химия):
- Извита стрелка с цяла точка ($ \ curvearrowright $) символизира изместването на електронна двойка (= два електрона).
- Извита стрелка с половин точка символизира изместването на един електрон.

Забележки: Мезомерната стрелка (↔) не описва химична реакция и следователно не се използва в реакционни уравнения. - От тези стрелки само реакционната стрелка и стрелките за равновесие (две успоредни, противоположно насочени стрелки с половин връх) отговарят на стандарта DIN 32642; Ако трябва да се изрази, че равновесната константа на реакцията е много голяма или много малка, това може да се изрази чрез различни дължини на стрелките на равновесните стрелки.

Съкратена форма

Вместо пълния правопис с пълни емпирични формули, можете да пропуснете непроменените реактиви. Реакционните уравнения, създадени по този начин, са напр. Б.:

$ \ mathrm $ $ \ mathrm + 2 \ HCl \ longrightarrow CO_2 \ uparrow + 2 \ Cl ^ - + H_2O> $ $ \ mathrm + Pb (NO_3) _2 \ longrightarrow PbS + 2 \ NO_3 ^ -> $ $ \ mathrm + BaCl_2 \ longrightarrow BaSO_4 \ downarrow + 2 \ Cl ^ -> $ $ \ mathrm + H_2SO_4 \ longrightarrow SO_2 + H_2O + SO_4 ^> $ $ \ mathrm + 3 \ K_4 [Fe (CN) _6] (aq) \ longrightarrow Fe_4 [ Fe (CN) _6] _3 + 12 \ K ^ +> $

Използване на реакционни уравнения: Изчисляване на продажбите

За да се изчисли метаболизмът на реакцията, уравнението на реакцията се използва с помощта на количеството вещество в бенки. Основите на този изчислителен метод могат да бъдат намерени в статията стехиометрия (техническа изчислителна химия) Реакционното уравнение за горенето на метан, описано по-горе, е взето за пример. Реакционната схема е:

Казва качествено: метанът и кислородът реагират, образувайки въглероден диоксид и вода.

Количествено се казва: 1 мол метан и 2 мола кислород водят до 1 мол въглероден диоксид + 2 мола вода.

Тъй като 1 мол C тежи 12 g, 1 mol метан 16 g, 1 mol кислород 32 g, 1 mol вода 18 g и 1 mol въглероден диоксид 44 g, той също казва:

16 g метан + 64 g кислород водят до 44 g въглероден диоксид + 36 g вода. 80 g изходни материали (изходни материали) водят до 80 g крайни материали (продукти). За всеки 16 g окислен метан се получават 44 g въглероден диоксид.

Тъй като 1 mol газ заема 22,4 L пространство при нормални условия, реакционната схема също казва:

22.4 L метан + 44.8 L кислород водят до 22.4 L въглероден диоксид + 44.8 L водна пара.

Подобни изчисления за преобразуване са възможни за всяка друга химична реакция, за която е създадена реакционната схема. По този начин необходимите количества суровини или теоретично постижими количества продукти (със 100% добив) могат да бъдат изчислени с помощта на реакционни схеми и моларни маси. За примерната задача Колко водород се получава, когато 1 g литий реагира с вода? такъв пример може да се намери в статията за стехиометрията.