Dobieranie współczynników reakcji chemicznych
Chemia
Zestaw pomaga zrozumieć, jak poprawnie dobierać współczynniki w równaniach reakcji chemicznych w klasie 7. Uczeń przećwiczy prawo zachowania masy i ładunku, rozróżnianie substratów i produktów oraz sprawdzanie, czy równanie jest zapisane poprawnie.
1.Równanie reakcji chemicznej
Zapis reakcji chemicznej za pomocą wzorów substancji. Po lewej stronie są substraty, a po prawej produkty. Równanie powinno być uzgodnione, czyli liczba atomów każdego pierwiastka po obu stronach musi być taka sama.
2.Substraty
Substancje wyjściowe, które biorą udział w reakcji chemicznej. W równaniu zapisuje się je po lewej stronie strzałki, na przykład w równaniu substratami są i .
3.Produkty
Substancje powstające w wyniku reakcji chemicznej. W równaniu zapisuje się je po prawej stronie strzałki, na przykład w równaniu produktem jest .
4.Współczynnik stechiometryczny
Liczba wpisywana przed wzorem chemicznym, która pokazuje, ile cząsteczek lub jednostek danej substancji bierze udział w reakcji. Na przykład w zapisie współczynnik to .
5.Indeks we wzorze
Mała liczba we wzorze chemicznym, zapisana na dole po prawej stronie symbolu. Pokazuje liczbę atomów w cząsteczce, na przykład w indeks oznacza dwa atomy wodoru. Indeksów nie wolno zmieniać przy uzgadnianiu równania.
6.Prawo zachowania masy
W czasie reakcji chemicznej suma mas substratów jest równa sumie mas produktów. Oznacza to też, że liczba atomów każdego pierwiastka przed reakcją i po reakcji musi być taka sama.
7.Prawo zachowania ładunku
W reakcji chemicznej całkowity ładunek po lewej stronie równania musi być taki sam jak po prawej stronie. Jeśli w równaniu występują jony, trzeba pilnować nie tylko atomów, ale też sumy ładunków.
8.Uzgadnianie równania
Dobieranie współczynników tak, aby po obu stronach równania była taka sama liczba atomów każdego pierwiastka, a w równaniach jonowych także taki sam całkowity ładunek.
9.Równanie nieuzgodnione
Równanie, w którym liczba atomów tego samego pierwiastka po lewej i prawej stronie nie jest równa. Przykład: jest nieuzgodnione, bo tlenu jest za dużo po lewej stronie.
10.Równanie uzgodnione
Równanie z dobrze dobranymi współczynnikami. Przykład: . Po obu stronach są atomy wodoru i atomy tlenu.
11.Równanie jonowe
Zapis reakcji z użyciem jonów. Trzeba w nim zachować liczbę atomów oraz całkowity ładunek. Przykład: .
12.Metoda prób i poprawek
Najprostszy sposób uzgadniania równań w klasie 7. Polega na liczeniu atomów po obu stronach i wpisywaniu współczynników, aż liczby się wyrównają. Nie zmienia się wzorów substancji, tylko liczby przed nimi.
Notatka
Po co uzgadniamy równania reakcji
Równanie reakcji chemicznej to skrócony zapis tego, co reaguje i co powstaje. Po lewej stronie zapisujemy substraty, a po prawej produkty. Między nimi stoi strzałka, która pokazuje kierunek przemiany.
Aby równanie było poprawne, musi być uzgodnione. Oznacza to, że po obu stronach równania musi znajdować się taka sama liczba atomów każdego pierwiastka. Dzięki temu zapis zgadza się z rzeczywistym przebiegiem reakcji.
Zapamiętaj
Uzgadnianie równania polega na dopisywaniu liczb przed wzorami substancji, a nie na zmienianiu samych wzorów.
W klasie 7 najważniejsze jest zrozumienie, że atomy w reakcji nie znikają i nie pojawiają się znikąd. Zmienia się tylko sposób ich połączenia w nowe substancje.
Prawo zachowania masy i ładunku
Prawo zachowania masy mówi, że suma mas substratów jest równa sumie mas produktów. W praktyce szkolnej oznacza to, że liczba atomów każdego pierwiastka po lewej i prawej stronie równania musi być taka sama.
Jeśli w reakcji występują jony, trzeba pamiętać także o prawie zachowania ładunku. Suma wszystkich ładunków po jednej stronie równania musi być równa sumie ładunków po drugiej stronie.
To dlatego w równaniach jonowych nie wystarczy policzyć atomów. Trzeba jeszcze sprawdzić, czy całkowity ładunek jest zgodny. Przykładowo w reakcji po lewej stronie ładunki dają razem zero, a po prawej stronie cząsteczka wody też jest obojętna.
Ważne
Jeśli liczba atomów się zgadza, ale suma ładunków nie, to równanie jonowe nadal jest błędne.
Współczynnik a indeks
Bardzo częsty błąd to mylenie współczynnika z indeksem. Współczynnik to liczba stojąca przed wzorem, na przykład w zapisie współczynnik wynosi . Oznacza on dwie cząsteczki wody.
Indeks to mała liczba we wzorze, na przykład w indeks przy wodorze oznacza, że jedna cząsteczka wody zawiera dwa atomy wodoru. Indeks jest częścią wzoru substancji.
Zmiana współczynnika nie zmienia rodzaju substancji, tylko jej liczbę. Zmiana indeksu tworzy inną substancję, więc podczas uzgadniania równań nie wolno zmieniać indeksów.
Przykład
to dwie cząsteczki wodoru, czyli razem atomy wodoru. Natomiast to tylko jedna cząsteczka z atomami.
Jak dobierać współczynniki krok po kroku
Najprostsza szkolna metoda to próby i poprawki. Najpierw zapisujemy poprawne wzory substratów i produktów. Potem liczymy, ile atomów każdego pierwiastka jest po obu stronach równania.
Jeśli liczby się nie zgadzają, dopisujemy współczynniki przed wzorami. Po każdej zmianie znowu liczymy atomy. Czasem wyrównanie jednego pierwiastka zmienia liczbę atomów innego, więc trzeba sprawdzić całe równanie jeszcze raz.
Dobrze jest zaczynać od pierwiastka, który występuje w mniejszej liczbie związków. Tlen i wodór często zostawia się na koniec, jeśli pojawiają się w kilku miejscach.
Na końcu zawsze sprawdzamy całość:
- liczbę atomów każdego pierwiastka,
- w równaniach jonowych także sumę ładunków,
- czy współczynniki są możliwie najmniejsze.
Proste przykłady uzgadniania
Spójrzmy na równanie tworzenia wody: . Po lewej stronie są atomy tlenu, a po prawej tylko , więc równanie nie jest uzgodnione. Wstawiamy więc współczynnik przed wodę: . Teraz wodoru po prawej są atomy, więc trzeba dać współczynnik przed . Otrzymujemy .
Podobnie w reakcji spalania magnezu: . Aby liczba atomów tlenu się zgadzała, wpisujemy przed . Wtedy trzeba też wpisać przed magnezem. Ostatecznie: .
Nie każde równanie wymaga zmian. Zapis jest już poprawny, bo po obu stronach jest po jednym atomie żelaza i siarki.
Najczęstsze błędy i jak ich unikać
Najczęstszy błąd to zmienianie indeksów zamiast współczynników. Na przykład nie wolno przerabiać na , bo to już inna substancja.
Drugi częsty błąd to sprawdzanie tylko jednego pierwiastka. Równanie może wyglądać dobrze dla tlenu, ale nadal być błędne dla wodoru albo metalu. Dlatego trzeba przejrzeć wszystkie pierwiastki po kolei.
W równaniach jonowych uczniowie czasem zapominają o ładunku. Nawet jeśli liczba atomów się zgadza, suma ładunków też musi być taka sama po obu stronach.
Przed oddaniem zadania warto zrobić krótką kontrolę:
- czy wzory substancji są zapisane poprawnie,
- czy zmieniono tylko współczynniki,
- czy liczba atomów każdego pierwiastka się zgadza,
- czy w równaniu jonowym zachowany jest całkowity ładunek.
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu