Tabla de Contenidos
En kemisk ligning er den måde en kemisk reaktion er repræsenteret på i skriftlig form. Det består med andre ord af repræsentationen ved hjælp af skrevne symboler af de kemiske stoffer, der eksisterer før og efter en kemisk forandringsproces finder sted.
I en kemisk ligning er atomer repræsenteret ved deres kemiske symboler, mens andre kemiske arter såsom homonukleære stoffer (O 2 , O 3 , P 4 osv.), ioniske kemiske forbindelser (natriumchlorid, bromidkalium osv.) eller kovalente (vand, methan, benzen osv.), såvel som de enkelte ioner, er repræsenteret ved deres respektive molekylære eller empiriske formler, alt efter tilfældet.
I den kemiske ligning kan de forskellige love, der styrer støkiometri, observeres i handling, såsom loven om bestemte proportioner og loven om bevarelse af stof. Loven om bestemte proportioner er til stede i form af de molekylære og empiriske formler for forskellige kemiske stoffer.
På den anden side søger de støkiometriske koefficienter, der bruges til at justere eller afbalancere de kemiske ligninger, at alle de atomer, der var før den kemiske reaktion, fortsætter med at være til stede ved slutningen af nævnte reaktion. Det vil sige, at den støkiometriske koefficientjusteringsproces garanterer, at repræsentationen af reaktionen ikke overtræder loven om bevarelse af stof ved at forhindre atomer i at forsvinde eller dukke op under den kemiske reaktion.
Dele af en kemisk ligning
Kemiske ligninger er skrevet på en måde, der svarer til matematiske ligninger. Dette i den forstand, at de består af to medlemmer, det ene der er skrevet på venstre side og det andet på højre side, som er adskilt af et symbol, der relaterer dem til hinanden. Den følgende figur viser de forskellige dele af en kemisk ligning, der repræsenterer en generisk kemisk reaktion, som hver er beskrevet nedenfor.
reaktanter
I en kemisk ligning svarer alle de stoffer, der er skrevet til venstre for reaktionspilen (eller mere præcist, til den modsatte side, hvorfra pilen peger) til de stoffer, der er til stede, før reaktionen finder sted. Disse stoffer kaldes reaktanter eller reaktanter, da de reelt er de stoffer, der vil reagere med hinanden for at blive produkterne.
Produkter
I modsætning til reaktanter kaldes alle stoffer, der er skrevet på højre side af reaktionspilen (eller mere formelt på den side, pilen peger på) produkter. Det er nemlig de stoffer, der opstår, efter at den kemiske reaktion allerede er sket.
Reaktionspilen
Reaktionspilen er symbolet, der repræsenterer forholdet mellem reaktanter og produkter. Faktisk definerer den retning, den peger i, hvilke stoffer der svarer til reaktanter, og hvilke stoffer der svarer til produkter. I de fleste tilfælde består reaktionspilen af en enkelt pil, der peger fra venstre mod højre, som den vist på figuren ovenfor. Disse pile kan dog tegnes pegende i enhver retning, så de kemiske ligninger behøver ikke nødvendigvis at være repræsenteret i en linje.
Ud over ovenstående er der også forskellige typer pile, der repræsenterer forskellige typer af kemiske ændringer.
- I nogle tilfælde er der i stedet for én pil to, der peger i modsatte retninger (⇌, ⇋, ⇄ eller ⇆). Dette symbol angiver, at reaktionen er reversibel, eller at den kan forekomme i begge retninger. Nogle gange er den ene af de to pile (den ene peger til højre eller venstre) længere end den anden, hvilket indikerer, at ligevægten er mere forskudt til den ene side end den anden.
Følgende kemiske ligning repræsenterer en reversibel syre/base-reaktion:
- I andre tilfælde tegnes en enkelt pil med to hoveder (⟷). Denne type reaktionspil angiver en procesklasse kaldet resonans og bruges ofte i organisk kemi.
I mange tilfælde er de særlige forhold, hvorunder en kemisk reaktion finder sted, repræsenteret i den kemiske ligning over eller under reaktionspilen. Data som temperatur, tryk, tilstedeværelsen af en katalysator eller opløsningsmiddel er ofte repræsenteret på reaktionspilen, som vist i følgende ligning:
støkiometriske koefficienter
De støkiometriske koefficienter angiver antallet af atomer eller molekyler af reaktanter involveret i en kemisk reaktion, såvel som det tilsvarende antal atomer eller molekyler, der dannes fra produkterne. Når den støkiometriske koefficient er fraværende, forstås det, at den er 1 værd, ligesom i matematik forstås enhver variabel i en ligning, der ikke har en koefficient, som multipliceret med 1.
Forholdet mellem de støkiometriske koefficienter i en kemisk ligning repræsenterer de molære forhold mellem alle de kemiske arter, der er involveret i reaktionen. Den samme kemiske reaktion kan repræsenteres af forskellige kemiske ligninger, der adskiller sig i det særlige sæt af støkiometriske koefficienter. Men i alle tilfælde vil forholdet mellem alle koefficienterne altid være det samme for alle de kemiske ligninger, der repræsenterer den samme reaktion.
Fordi det er meningsløst at tale om et halvt atom eller en tredjedel af et molekyle , bliver støkiometriske koefficienter ofte valgt til at være hele tal. Men af forskellige årsager foretrækkes det nogle gange at anvende fraktionskoefficienter.
aggregeringstilstande
Det er almindeligt, at kemiske ligninger også inkluderer information om aggregeringstilstanden, koncentrationen eller andre interessante data om hver kemisk art i parentes og som et underskrift ud for deres respektive molekylære eller empiriske formel.
De mest almindelige eksempler er:
- (s) angiver, at stoffet er i fast tilstand.
- (l) angiver, at stoffet er i flydende tilstand.
- (g) angiver, at stoffet er i gasform.
- (ac.) er forkortelsen for vandig og angiver, at stoffet er opløst i vand.
- (alc.) angiver, at stoffet er opløst i alkohol.
Fortolkning af kemiske ligninger
En generisk kemisk ligning som den, der præsenteres i begyndelsen af denne artikel, fortolkes som “a atomer/molekyler/ioner/mol af A reagerer med b atomer/molekyler/ioner/mol af B for at producere c atomer/molekyler/ioner/moler af C- og d-atomer/molekyler/ioner/mol af D”.
Nogle specifikke eksempler på kemiske ligninger præsenteres i næste afsnit sammen med deres fortolkning.
Eksempler på kemiske ligninger
Ligning for en forbrændingsreaktion
Denne ligning lyder: “2 molekyler butangas (C 4 H 10 ) reagerer med 13 molekyler oxygengas for at producere 8 molekyler kuldioxidgas og 10 molekyler vand . “
Ligning for en udfældningsreaktion
Denne ligning repræsenterer en udfældningsreaktion, som du måske kan læse: “2 mol vandige sølvioner reagerer med 1 mol vandige sulfidioner og danner 1 mol fast sølvsulfid.”
Ligning for en kombinationsreaktion
Dette er oxidationsreaktionen af metallisk titanium til dannelse af titanoxid. Denne ligning lyder: “1 atom af fast titanium kombineres med et molekyle oxygengas for at danne et molekyle af titanoxid eller titaniumdioxid.”
Referencer
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kemi (10. udgave ). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
At skrive og afbalancere kemiske ligninger. (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818
MASTER ORGANISK KEMI (12. februar 2020). De 8 typer pile i organisk kemi, forklaret . Hentet fra https://www.masterorganicchemistry.com/2011/02/09/the-8-types-of-arrows-in-organic-chemistry-explained/
Raviolo, Andres og Lerzo, Gabriela. (2016). Undervisning i støkiometri: Brug af analogier og begrebsforståelse . Chemical Education, 27(3), 195-204. Hentet fra https://doi.org/10.1016/j.eq.2016.04.003