Dzisiaj zajmiemy się równaniami reakcji chemicznych. Jest to bardzo ważny temat w klasie 7. Spróbujemy go zrozumieć krok po kroku. Zobaczymy, jak je pisać i jak je bilansować.
Czym jest reakcja chemiczna?
Reakcja chemiczna to proces, w którym jedne substancje. Te substancje nazywamy substratami. Przekształcają się w inne substancje, zwane produktami. Przykładem może być spalanie drewna. Drewno (substrat) w reakcji z tlenem (substrat) tworzy popiół, dym i ciepło (produkty).
Reakcje chemiczne są wszędzie wokół nas. Zachodzą w naszym ciele, w kuchni, w przemyśle. Ważne jest, żeby umieć je opisywać.
Zapisywanie reakcji chemicznych
Reakcje chemiczne zapisujemy za pomocą równań reakcji chemicznych. Równanie to krótki i zwięzły sposób przedstawienia, co się dzieje podczas reakcji. Używamy do tego symboli chemicznych i wzorów.
Substraty piszemy po lewej stronie równania. Produkty piszemy po prawej stronie równania. Pomiędzy substratami a produktami stawiamy strzałkę (→). Strzałka oznacza "reaguje, tworząc".
Na przykład reakcję łączenia się wodoru (H₂) z tlenem (O₂) w celu utworzenia wody (H₂O) zapiszemy tak: H₂ + O₂ → H₂O. Jest to zapis reakcji, ale nie jest to jeszcze równanie zbilansowane. O tym za chwilę.
Symbole i wzory chemiczne
Do zapisywania równań reakcji potrzebujemy symboli i wzorów chemicznych. Każdy pierwiastek chemiczny ma swój symbol. Na przykład: H – wodór, O – tlen, C – węgiel, Na – sód, Cl – chlor.
Wzór chemiczny to zapis cząsteczki związku chemicznego. Pokazuje, jakie atomy i w jakiej ilości wchodzą w skład cząsteczki. Na przykład: H₂O – woda (dwie cząsteczki wodoru i jedna cząsteczka tlenu), CO₂ – dwutlenek węgla (jedna cząsteczka węgla i dwie cząsteczki tlenu), NaCl – chlorek sodu (sól kuchenna) (jedna cząsteczka sodu i jedna cząsteczka chloru).
Bilansowanie równań reakcji
Bilansowanie równań reakcji to bardzo ważny etap. Zgodnie z prawem zachowania masy, masa substratów musi być równa masie produktów. Oznacza to, że liczba atomów każdego pierwiastka musi być taka sama po obu stronach równania.
Do bilansowania równań używamy współczynników stechiometrycznych. Są to liczby, które stawiamy przed wzorami chemicznymi. Mnożą one liczbę atomów danego pierwiastka w cząsteczce.
Wróćmy do przykładu reakcji wodoru z tlenem: H₂ + O₂ → H₂O. Po lewej stronie mamy 2 atomy wodoru i 2 atomy tlenu. Po prawej stronie mamy 2 atomy wodoru i 1 atom tlenu. Tlenu nie ma po równo. Musimy dopisać współczynnik 2 przed H₂O: H₂ + O₂ → 2H₂O. Teraz mamy 2 atomy wodoru po lewej i 4 po prawej (2*2), oraz 2 atomy tlenu po obu stronach. Dopisujemy współczynnik 2 przed H₂ po lewej stronie: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Teraz mamy 4 atomy wodoru i 2 atomy tlenu po obu stronach. Równanie jest zbilansowane.
Przykłady bilansowania
Przykład 1: Spalanie metanu (CH₄) w tlenie (O₂) tworzy dwutlenek węgla (CO₂) i wodę (H₂O): CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O. Zbilansujmy to równanie.
Po lewej stronie mamy 1 atom węgla, 4 atomy wodoru i 2 atomy tlenu. Po prawej stronie mamy 1 atom węgla, 2 atomy wodoru i 3 atomy tlenu. Najpierw bilansujemy wodór. Dopisujemy 2 przed H₂O: CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O. Teraz mamy 4 atomy wodoru po obu stronach. Teraz bilansujemy tlen. Po prawej stronie mamy 4 atomy tlenu (2 z CO₂ i 2 z H₂O). Dopisujemy 2 przed O₂ po lewej stronie: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Teraz mamy 1 atom węgla, 4 atomy wodoru i 4 atomy tlenu po obu stronach. Równanie jest zbilansowane.
Przykład 2: Rozkład tlenku rtęci(II) (HgO) na rtęć (Hg) i tlen (O₂): HgO → Hg + O₂. Zbilansujmy to równanie.
Po lewej stronie mamy 1 atom rtęci i 1 atom tlenu. Po prawej stronie mamy 1 atom rtęci i 2 atomy tlenu. Najpierw bilansujemy tlen. Dopisujemy 2 przed HgO: 2HgO → Hg + O₂. Teraz mamy 2 atomy rtęci i 2 atomy tlenu po lewej stronie. Dopisujemy 2 przed Hg po prawej stronie: 2HgO → 2Hg + O₂. Teraz mamy 2 atomy rtęci i 2 atomy tlenu po obu stronach. Równanie jest zbilansowane.
Zadania do samodzielnego rozwiązania
Spróbuj samodzielnie zbilansować poniższe równania reakcji:
- N₂ + H₂ → NH₃
- K + Cl₂ → KCl
- Fe + O₂ → Fe₂O₃
- Mg + HCl → MgCl₂ + H₂
Pamiętaj, żeby liczyć atomy każdego pierwiastka po obu stronach równania. Dopisywać współczynniki przed wzorami chemicznymi, aż liczba atomów każdego pierwiastka będzie taka sama po obu stronach.
Równania reakcji chemicznych to podstawa chemii. Im lepiej je zrozumiesz, tym łatwiej będzie Ci się uczyć chemii w przyszłości.
Powodzenia w ćwiczeniach!
