Kémiai egyenletek írása
A kémiai egyenlet egy kémiai reakciót fejez ki, megmutatva, hogy bizonyos reaktánsokból hogyan keletkeznek bizonyos termékek.
Tanulmányi célok
A kémiai egyenletben az anyagállapotok ábrázolására használt szimbólumok azonosítása.
Főbb tanulságok
Főbb pontok
- A kémiai egyenletben a bal oldalon a reaktánsok, a jobb oldalon pedig a termékek szerepelnek.
- Az egységek szimbólumai melletti együtthatók jelzik a kémiai reakcióban keletkező vagy felhasznált anyag mólszámát.
- A reaktánsokat és a termékeket egy nyíl választja el egymástól, általában hangosan olvasva “hozamok.”
- A kémiai egyenleteknek tartalmazniuk kell a termékek és a reaktánsok állapottulajdonságaira vonatkozó információkat, legyen az vizes (vízben oldott – aq), szilárd (s), folyékony (l) vagy gáz (g).
Főbb fogalmak
- kémiai egyenlet: Egy kémiai reakció szimbolikus ábrázolása; a bal oldalon a reaktánsok, a jobb oldalon pedig a termékek szerepelnek.
- reaktáns: A kémiai reakció kiindulási anyagai.
- termék: A kémiai reakció során keletkező vegyületek.
A kémiai egyenlet egy kémiai reakció szimbolikus ábrázolása. A bal oldalon a reaktánsokat (a kiindulási anyagokat), a jobb oldalon pedig a termékeket (a kémiai reakcióban előforduló anyagokat) írjuk. Az egységek szimbólumai melletti együtthatók jelzik a kémiai reakcióban keletkező vagy felhasznált anyag mólszámát.
Kémiai egyenlet jelölése
A kémiai egyenlet a reaktánsok (bal oldalon) és a termékek (jobb oldalon) kémiai képleteiből áll. A kettőt egy nyíl szimbólummal (“→” általában hangosan olvasva “hozam”) választjuk el egymástól. Minden egyes anyag kémiai képletét egy pluszjel választja el a többitől. Az egyes vegyületek vagy molekulák halmazállapotát a vegyület mellett zárójelben lévő rövidítés jelzi. Például egy gáz halmazállapotú vegyületet a (g), a szilárd (s), a folyékony (l) és a vizes (aq) jelöli. A vizes állapot azt jelenti, hogy vízben oldott; ez a savak, bázisok és oldott ionos vegyületek közös halmazállapota.
A metán égési képlete például a következőképpen írható fel:
\text{CH}_{4\:(g)} + 2\text{O}_{2\:(g)} \rightarrow \text{CO}_{2\:(g)} + 2\text{H}_{2}\text{O}_{(g)}
Ezt az egyenletet úgy olvashatnánk, hogy “CH négy plusz két O kettő adja a CO kettőt és két H kettő O-t”. Az összetett vegyi anyagokat tartalmazó egyenleteknél a kémiai képleteket az IUPAC-nómenklatúra szerint olvassuk, ahelyett, hogy a betűt és a hozzá tartozó indexet olvasnánk. Az IUPAC-nómenklatúrát használva ez az egyenlet a következőképpen olvasható: “metán plusz oxigén szén-dioxidot és vizet eredményez.”
Ez az egyenlet azt mutatja, hogy az oxigén és a CH4 reakciója H2O-t és CO2-t eredményez. Azt is jelzi, hogy minden egyes metánmolekulához két oxigénmolekula szükséges, és hogy a reakció során minden egyes reagáló metán- és két oxigénmolekulára két vízmolekula és egy szén-dioxidmolekula keletkezik. Az egyenlet azt is meghatározza, hogy az összes vegyület gáz halmazállapotban van. A sztöchiometriai együtthatók (a kémiai képletek előtti számok) a tömegmegmaradás törvényéből és a töltésmegmaradás törvényéből következnek (további információkért lásd a “Kémiai egyenletek egyensúlyozása” című részt). Azt is vegye figyelembe, hogy az összeadás matematikai kommutatív tulajdonságához hasonlóan a kémiai egyenletek is kommutatívak. A reaktánsok és a termékek tetszőleges sorrendben írhatók, feltéve, hogy a reakciónyíl megfelelő oldalán állnak.
Közös szimbólumok
A szimbólumokat a különböző típusú reakciók megkülönböztetésére használjuk. Néha különböző nyilakat használnak, hogy jelezzenek valamit a reakcióval kapcsolatban. Például:
\jobbra mutató nyíl azt jelzi, ahol az előre irányuló reakció előnyben van: más szóval több termék keletkezik.
\balra mutató nyíl azt jelzi, ahol a fordított reakció előnyben van: más szóval több reagens keletkezik.
\leftrightharpoon vagy \leftrightarrow az egyensúlyban lévő rendszer jelölésére szolgál.
Ha a reakció energiát igényel, azt gyakran a nyíl fölött jelzik. A reakciónyíl fölé nagy görög delta (Δ) betűt írunk, hogy jelezzük, hogy a reakcióhoz hő formájában energiát adunk hozzá; hv-t írunk, ha az energiát fény formájában adjuk hozzá.
Ha szódavulkánt készítünk ecet (híg vizes ecetsav) és szódabikarbóna (nátrium-hidrogénkarbonát) keverésével, a keletkező gázfejlődés a következő reakcióval történik:
\text{HCH}_3\text{CO}_{2(aq)} + \text{NaHCO}_{3(s)} \rightarrow \text{CH}_3\text{CO}_2\text{Na}_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} + \text{CO}_{2(g)}