Μαθήματα:
- Γενικός
- Εξίσωση αντίδρασης Γ και Ο2
- Εξίσωση αντίδρασης Η2 και Ο2
Γενικά:
Αυτή η σελίδα εξηγεί πώς να κάνετε τις εξισώσεις αντίδρασης σωστές. Η εξίσωση αντίδρασης είναι ένας τύπος όπου οι ουσίες εισάγονται πριν και μετά την καύση (για παράδειγμα C και O2). Μετά την καύση, αυτές οι ουσίες θα έχουν σχηματιστεί σε CO2.
Η εξίσωση αντίδρασης χρησιμοποιείται στη συνέχεια για να προσδιοριστεί πόσα κιλά αέρα χρειάζονται για να καεί 1 κιλό της εν λόγω ουσίας.
Εξίσωση αντίδρασης C και O2:
Η εξίσωση αντίδρασης των C και O2 φαίνεται παρακάτω. Παρακάτω εξηγούμε πώς να συμπληρώσετε αυτή την εξίσωση.
Θα ξεκινήσουμε από την κορυφή. Στην εξίσωση, το άτομο άνθρακα (C) είναι μαζί με τα άτομα οξυγόνου (O2) στην αριστερή πλευρά του βέλους. Αυτές οι ουσίες πρέπει να καίγονται. Το βέλος δείχνει τη σύνδεση μεταξύ των ουσιών μετά την καύση. Η εξίσωση δείχνει τώρα ότι ένα άτομο άνθρακα και δύο άτομα οξυγόνου σχηματίζουν μαζί διοξείδιο του άνθρακα (CO2).
Για το επόμενο βήμα είναι σημαντικό να προσδιοριστούν οι ατομικές μάζες των C και O2. Κάθε ισότοπο ενός χημικού στοιχείου έχει διαφορετική ατομική μάζα, η οποία εκφράζεται σε γραμμάρια ανά mole. Δίνονται οι ατομικές μάζες άνθρακα και οξυγόνου:
C = 12 g/mol
Ο = 16 g/mol
Αρχικά, δίνεται η εξίσωση αντίδρασης για την καύση C και O2:
Στη συνέχεια σημειώνονται οι ατομικές μάζες. Το 12 τοποθετείται κάτω από το C και κάτω από το O2 (16×2), επειδή το O2 αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου, το καθένα από τα οποία ζυγίζει 16 γραμμάρια ανά mole.
Στη δεξιά πλευρά του βέλους το άτομο C προστίθεται στα άτομα οξυγόνου. Αυτό αθροίζεται σε 44. Στο επόμενο βήμα, υπολογίζεται πόσα κιλά οξυγόνου χρειάζονται για να καεί ένα κιλό άνθρακα. Αυτό το κάνουμε διαιρώντας ολόκληρη την εξίσωση με το 12.
Μετά τη διαίρεση με το 12, μένουν οι ακόλουθοι αριθμοί:
Τώρα στην πραγματικότητα λέει:
Το θέλουμε σε κιλά και όχι σε γραμμάρια ανά μόριο. Κατ' αρχήν μπορείτε απλώς να αντικαταστήσετε το g/mol με kg, γιατί μπορείτε να το δείτε ως αναλογίες.
Ενα παράδειγμα:
Πρέπει να προσθέσετε 10 λίτρο καθαριστικού σε 1 λίτρα νερό. (Ένα δέκατο καθαριστικού μέσου ανά λίτρο νερού.) Αυτό σημαίνει ότι πρέπει επίσης να προστίθεται 10 εκατόλιτρο αυτού του παράγοντα για κάθε 1 εκατόλιτρα νερού. Ή 10 εκατοστά νερού και 1 εκατοστό καθαριστικού, αλλά στη συνέχεια θα πρέπει να το ανακατέψετε 100 φορές διαδοχικά για να επιστρέψετε στα 10 λίτρα νερού ανά 1 λίτρο καθαριστικού. Οι αναλογίες παραμένουν ίδιες.
Το συμπέρασμα είναι ότι τα γραμμάρια ανά mole και kg μπορούν να εναλλάσσονται, αρκεί να μην εμφανίζονται άλλες ποσότητες στη φόρμουλα!
Η εξίσωση δείχνει τώρα ότι χρειάζονται 2,67 kg O2 για να καεί 1 kg C. Αυτό παράγει 3,67 kg CO2. Μπορείτε εύκολα να ελέγξετε εάν έχει γίνει σφάλμα υπολογισμού συγκρίνοντας τους αριθμούς αριστερά και δεξιά του βέλους. Η προσθήκη των αριθμών στα αριστερά του βέλους δίνει 3,67, όπως και ο αριθμός στα δεξιά του βέλους, οπότε αυτό γίνεται καλά. Είναι χρήσιμο να ελέγχετε τον εαυτό σας με αυτόν τον τρόπο, ειδικά με μεγάλες εξισώσεις αντίδρασης.
Εξίσωση αντίδρασης H2 και O2:
Ρυθμίσαμε την εξίσωση αντίδρασης για Η2 και Ο2 όπως κάναμε παραπάνω με CO και O2. Το να κάνουμε σωστή την εξίσωση αντίδρασης είναι τώρα λίγο διαφορετικό.
Ξεκινάμε πάλι από την αρχή. Μετά την καύση, τα H2 και O2 θα σχηματιστούν σε H2O, αλλά εκεί προκύπτει το πρώτο πρόβλημα:
Αν προσθέσατε H2 και O2 μαζί, θα λάβατε H2O2. Αυτό δεν είναι νερό, αλλά υπεροξείδιο του υδρογόνου. Φυσικά δεν είναι αυτή η πρόθεση. Αυτό είναι το σημείο όπου πρέπει να διορθωθεί η εξίσωση της αντίδρασης, γιατί πρέπει τελικά να σχηματιστεί H2O. Αυτό που πρέπει να γίνει τώρα είναι να διπλασιαστεί ο αριθμός των ατόμων υδρογόνου. Αυτό το κάνουμε ως εξής. Βάζοντας τώρα ένα 2 μπροστά από το Η2, έχετε (2xH2) = 4 άτομα υδρογόνου.
Το ίδιο ισχύει και για τη δεξιά πλευρά του βέλους, αλλά τώρα το Ο πολλαπλασιάζεται επίσης με 2. Επειδή ισχύουν τα εξής:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 και 2xO2.
Έτσι τώρα έχετε τα δύο άτομα οξυγόνου πίσω, συμπεριλαμβανομένων μόνο 4 ατόμων υδρογόνου. Βλέπετε λοιπόν ότι δεν μπορείτε απλά να προσθέσετε τα άτομα μαζί, γιατί τότε δημιουργείται μια χημική ένωση υπεροξειδίου του υδρογόνου αντί για νερό.
Το επόμενο βήμα είναι ο υπολογισμός των ατομικών μαζών. Για το επόμενο βήμα είναι σημαντικό να προσδιοριστούν οι ατομικές μάζες του Η και του Ο2. Δίνονται οι ατομικές μάζες άνθρακα και οξυγόνου:
Η = 1 g/mol
Ο = 16 g/mol
Τώρα χρειάζονται 32 κιλά Ο2 για να καούν 4 κιλά Η2. Μετά την καύση σχηματίζονται 36 kg H2O. Διαιρώντας τώρα ολόκληρη την εξίσωση με το 4, μπορεί να προσδιοριστεί πόσα kg O2 χρειάζονται για να καεί 1 kg H2:
Τελικά γίνεται:
Άρα για να καεί 1 κιλό υδρογόνο χρειάζονται 8 κιλά οξυγόνο.
