Ausgewogene chemische Reaktionen mit Beispielen
Ausgewogene chemische Reaktionen mit Beispielen Erhaltung des Massensatzes:
Bei einer chemischen Reaktion bleibt die Masse erhalten, sie geht nicht verloren oder entsteht. Somit;
- Die Anzahl der Atome der Elemente bleibt erhalten. Mit anderen Worten ist die Summe der Atome im Reaktantenteil gleich der Summe der Atome der Produkte.
- Masse der Elemente bleibt erhalten. Massen von Reaktanten sind gleich Massen von Produkten.
- Ladungen von Elementen / Verbindungen bleiben erhalten. Die Gesamtladung der Reaktanten entspricht der Gesamtladung der Produkte.
- Bei einer chemischen Reaktion bleibt die Anzahl der Moleküle nicht immer erhalten. Zum Beispiel;
H2 + Cl2 → 2HCl
Bei dieser Reaktion; 1 H2-Molekül und 1Cl2 Molekül reagieren und 2 Moleküle HCl werden gebildet. Die Anzahl der Moleküle bleibt also erhalten. Andererseits,
2H2 + O2 → 2H2O
Bei dieser Reaktion reagieren 2 Moleküle H2 mit 1 Molekül O2 und es entstehen 2 Moleküle H2O. Somit bleibt die Anzahl der Moleküle nicht erhalten.
Beispiel: 4 g Substanz A reagieren mit 2,5 g Substanz B und es werden 1,4 Liter Gas C und 3,5 g D erzeugt. Finden Sie die Molmasse von C.
Lösung:
Bei chemischen Reaktionen bleibt die Masse immer erhalten. Damit;
Amasse + Bmasse = Cmasse + Dmasse
4 + 2,5 = Cmasse+ 3,5
Cmasse=3 g
Unter Standardbedingungen entspricht 1 Mol Gas 22,4 Litern, Molzahl C;
nC = 1,4 / 22,4 = 1/16 Mol
1/16 Mol C ist 3 g 1Mol C ist X
___________________
X=48 g
Molmasse von C = 48 g
- Wenn Sie chemische Gleichungen balancieren, sollten Sie H und O balancieren, nachdem Sie andere Elemente balanciert haben.
- Sie können Reaktionskoeffizienten mit Brüchen wie 3/2 multiplizieren.
Beispiel: Waage nach chemischer Gleichung.
C3H4 + O2→ CO2 + H2O
Reaktanten:
3 C-Atome, 4 H-Atome, 2 O-Atome
Produkte:
1 C-Atom, 3 O-Atome, 2 H-Atome,
Um die Reaktion auszugleichen, multiplizieren wir CO2 mit 3 und die Reaktion wird;
C3H4 + O2→ 3CO2 + H2O
Jetzt haben wir 4 H-Atome in den Reaktanten und 2 H-Atome in den Produkten, also multiplizieren wir H2O mit 2 und die Reaktion wird;
C3H4 + O2 → 3CO2 + 2H2O
Jetzt haben wir 2 O-Atome in den Reaktanten und 6 + 2 = 8 O-Atome in den Produkten, um O auszugleichen, multiplizieren wir O2 in den Reaktanten mit 4.
C3H4+ 4O2 → 3CO2 + 2H2O
Jetzt ist unsere Reaktion ausgeglichen.
Ausgleichende Redox- (Oxidations-Reduktions-) Reaktionen:
Beim Ausgleich von Redoxreaktionen sollten Sie die Anzahl der Atome und die Ladungen der Materie in der Reaktion ausgleichen. Sie sollten also Oxidationszustände von Atomen von Elementen kennen. Wir geben einige Beispiele und versuchen, dieses Thema zu erklären.
Beispiel: Waage nach Reaktion;
HNO3 + H2S → NO + H2O + S
Lösung:
Wir schreiben zuerst Oxidationszustände aller Elemente;
H+N+5O3-2 + H+2S-2→ N+2O-2+ H+2O-2 + S0
Dann schreiben wir Halbreaktionen , die Oxidation und Reduktion (Elektronentransfer) von Elementen zeigen.
Reduction: N+5 +3e- → N+2
Oxidation: S-2 → S0 + 2e-
Um die Anzahl der gewonnenen und verlorenen Elektronen auszugleichen, multiplizieren wir die Reduktionsreaktion mit 2 und die Oxidationsreaktion mit 3.
Um die Anzahl von N Atomen auf beiden Seiten auszugleichen, addieren wir 2 vor Molekülen, einschließlich N, und um die Anzahl von S Atomen auszugleichen, schreiben wir 3 vor alle Angelegenheiten, einschließlich S. Jetzt wird die Reaktion;
2HNO3 + 3H2S → 2NO + H2O + 3S
Nun gleichen wir die Anzahl der H-Atome auf beiden Seiten aus, es gibt 8 H-Atome auf der linken Seite und 2 H-Atome auf der rechten Seite. Wenn wir H2O in Produkten multiplizieren, gleichen wir die Anzahl der H-Atome in Reaktion aus. Endgültige Reaktion wird;
2HNO3+ 3H2S → 2NO + 4H2O + 3S
Sie können die Anzahl der O auf beiden Seiten überprüfen, es ist auch ausgeglichen. Wir haben 6 O-Atome auf der linken Seite und 6 O-Atome auf der rechten Seite.
Achtung!
Ausgleichende (+) Ladung bei ionischen Reaktionen in saurem Medium, Zugabe von H+ und zum Ausgleich der Anzahl von H- und O-Atomen Zugabe von H2O.
Beispiel: Bilanz nach Reaktion in saurem Medium;
ClO3- + Cr+3 → ClO2 + Cr2O7-2
Wir schreiben die Oxidationszustände aller Elemente, seien Sie vorsichtig, verwechseln Sie nicht die Ionenladung und die Oxidationszustände der Elemente.
Cl+5O-23- + Cr+3 → Cl+4O-22 + Cr+62O-27-2
Oxidations- und Reduktions halbreaktionen;
Reduction: Cl+5 + e- → Cl+4
Oxidation: Cr+3 → Cr+6 + 3e-
Um die Anzahl der Elektronen auf beiden Seiten auszugleichen, multiplizieren wir die Reduktionshalbreaktion mit 6 und die Oxidationshalbreaktion mit 2. Jetzt wird die Reaktion
6ClO3-+2Cr+3→ 6ClO2 + Cr2O7-2
Wir berechnen die elektrischen Ladungen beider Seiten und gleichen sie aus.
Linke Seite:
ClO3-: 6x (Ionenladung = -1) = -6 Cr+3: 2x(+3)=+6
-6+6=0
Die gesamte elektrische Ladung auf der linken Seite ist Null.
Rechte Seite:
Cr2O7-2: -2
Die Gesamtladung beträgt -2. Zum Ausgleich der elektrischen Ladung fügen wir H+ Ionen in sauren Medien hinzu. So fügen wir 2H+ Ionen zur rechten Seite der Reaktion hinzu und stellen die Reaktion ausgeglichen.
6ClO3- +2Cr+3 → 6ClO2 + Cr2O7-2 + 2H+
Nun müssen wir die Anzahl der H-Atome auf beiden Seiten der Reaktion ausgleichen. Auf der linken Seite befindet sich kein H-Atom, aber auf der rechten Seite befinden sich 2H-Atome. Um die Reaktion auszugleichen, fügen wir 1 H2O-Molekül zur linken Seite der Reaktion hinzu und gleichen es aus. Die endgültige ausgewogene Reaktion ist;
6ClO3- +2Cr+3 + H2O → 6ClO2 + Cr2O7-2 + 2H+
Achtung!
Ausgleichende (-) Ladung bei ionischen Reaktionen im basischen Medium, Zugabe von OH- und zum Ausgleich der Anzahl von H und O Atomen OH- Ion.
Beispiel: Bilanz nach Reaktion in basischem Medium;
Br2 → Br- +BrO3-
Wir schreiben die Oxidationszustände aller Elemente, seien Sie vorsichtig, verwechseln Sie nicht die Ionenladung und die Oxidationszustände der Elemente.
Br20 → Br- +Br+5O-23-
Oxidations- und Reduktions halbreaktionen;
Reduction: Br0 + e- → Br-1
Oxidation: Br0 → Br+5 + 5e-
Um die Anzahl der Elektronen auf beiden Seiten auszugleichen, multiplizieren wir die Reduktionshalbreaktion mit 5 und die Oxidationshalbreaktion mit 1. Um die Anzahl der Br auf beiden Seiten auszugleichen, addieren wir 3 vor Br2 in den Reaktanten. Jetzt wird die Reaktion;
3Br2 → 5Br- +BrO3-
Wir berechnen die elektrischen Ladungen beider Seiten und gleichen sie aus.
Linke Seite: Br2: 0
Die gesamte elektrische Ladung auf der linken Seite ist Null.
Rechte Seite: 5Br- +BrO3-: -5+(-1)=-6
Die Gesamtladung beträgt -6. Zum Ausgleich der elektrischen Ladung fügen wir der linken Seite in basischen Medien OH- Ionen hinzu. So fügen wir 6OH-Ion zur linken Seite der Reaktion hinzu und stellen die Reaktion ausgeglichen.
3Br2 +6OH- → 5Br- + BrO3-
Nun müssen wir die Anzahl der H Atome auf beiden Seiten der Reaktion ausgleichen. Auf der rechten Seite befindet sich kein H Atom, aber auf der linken Seite befinden sich 6H Atome. Um die Reaktion auszugleichen, fügen wir 3 H2O Moleküle zur rechten Seite der Reaktion hinzu und gleichen sie aus. Die endgültige ausgewogene Reaktion ist;
3Br2 +6OH- → 5Br- + BrO3- + 3H2O
Jetzt sind alle Ladungen und die Anzahl der Atome ausgeglichen.