Ce este o ecuație chimică?

O ecuație chimică este modul în care o reacție chimică este reprezentată în formă scrisă. Cu alte cuvinte, constă în reprezentarea, prin intermediul simbolurilor scrise, a substanțelor chimice care există înainte și după producerea unui proces de modificare chimică.

Într-o ecuație chimică, atomii sunt reprezentați prin simbolurile lor chimice, în timp ce alte specii chimice precum substanțele homonucleare (O ₂ , O ₃ , P ₄ , etc.), compușii chimici ionici (clorura de sodiu, bromură de potasiu etc.) sau covalenți (apă, metan, benzen etc.), precum și ionii individuali, sunt reprezentați prin formulele lor moleculare sau empirice respective, după caz.

În ecuația chimică pot fi observate în acțiune diferitele legi care guvernează stoichiometria, cum ar fi legea proporțiilor determinate și legea conservării materiei. Legea proporțiilor definite este prezentă sub forma formulelor moleculare și empirice ale diferitelor substanțe chimice.

Pe de altă parte, coeficienții stoichiometrici care sunt utilizați pentru ajustarea sau echilibrarea ecuațiilor chimice caută ca toți atomii care au fost înainte de reacția chimică să continue să fie prezenți la sfârșitul reacției menționate. Adică, procesul de ajustare a coeficienților stoichiometrici garantează că reprezentarea reacției nu încalcă legea conservării materiei, împiedicând atomi să dispară sau să apară în timpul reacției chimice.

Părți ale unei ecuații chimice

Ecuațiile chimice sunt scrise într-un mod analog cu ecuațiile matematice. Aceasta în sensul că sunt formate din două membri, unul care este scris în partea stângă și celălalt în partea dreaptă, care sunt despărțiți printr-un simbol care le raportează între ele. Următoarea figură prezintă diferitele părți ale unei ecuații chimice care reprezintă o reacție chimică generică, fiecare dintre acestea fiind descrisă mai jos.

reactanţi

Într-o ecuație chimică, toate substanțele care sunt scrise în stânga săgeții de reacție (sau, mai precis, în partea opusă de unde arată săgeata) corespund acelor substanțe care sunt prezente înainte de a se produce reacția. Aceste substanțe se numesc reactanți sau reactanți, deoarece ele sunt, efectiv, substanțele care vor reacționa între ele pentru a deveni produsele.

Produse

Spre deosebire de reactanți, toate substanțele scrise pe partea dreaptă a săgeții de reacție (sau, mai formal, pe partea către care indică săgeata) se numesc produse. Acest lucru se datorează faptului că sunt substanțele care apar după ce reacția chimică a avut deja loc.

Săgeata de reacție

Săgeata de reacție este simbolul care reprezintă relația dintre reactanți și produși. De fapt, direcția în care arată definește ce substanțe corespund reactanților și ce substanțe corespund produselor. În cele mai multe cazuri, săgeata de reacție constă dintr-o singură săgeată îndreptată de la stânga la dreapta, ca cea prezentată în figura de mai sus. Cu toate acestea, aceste săgeți pot fi desenate îndreptând în orice direcție, astfel încât ecuațiile chimice nu trebuie neapărat reprezentate într-o linie.

Pe lângă cele de mai sus, există și diverse tipuri de săgeți care reprezintă diferite tipuri de modificări chimice.

• În unele cazuri, în loc de o săgeată, există două care indică în direcții opuse (⇌, ⇋, ⇄ sau ⇆). Acest simbol indică faptul că reacția este reversibilă sau că poate avea loc în ambele direcții. Uneori, una dintre cele două săgeți (cea care indică spre dreapta sau spre stânga) este mai lungă decât cealaltă, ceea ce indică faptul că echilibrul este mai deplasat într-o parte decât pe cealaltă.

Următoarea ecuație chimică reprezintă o reacție reversibilă acid/bază:

• În alte cazuri, este desenată o singură săgeată cu două capete (⟷). Acest tip de săgeată de reacție indică o clasă de proces numită rezonanță și este adesea folosită în chimia organică.

În multe cazuri, condițiile particulare în care are loc o reacție chimică sunt reprezentate în ecuația chimică deasupra sau sub săgeata de reacție. Date precum temperatura, presiunea, prezența unui catalizator sau solvent sunt adesea reprezentate pe săgeata de reacție, așa cum se arată în următoarea ecuație:

coeficienții stoichiometrici

Coeficienții stoichiometrici indică numărul de atomi sau molecule de reactanți implicați într-o reacție chimică, precum și numărul corespunzător de atomi sau molecule care se formează din produse. Când coeficientul stoechiometric este absent, se înțelege că valorează 1, la fel ca în matematică orice variabilă dintr-o ecuație care nu are coeficient se înțelege înmulțită cu 1.

Relațiile dintre coeficienții stoichiometrici dintr-o ecuație chimică reprezintă relațiile molare dintre toate speciile chimice implicate în reacție. Aceeași reacție chimică poate fi reprezentată prin ecuații chimice diferite care diferă în setul particular de coeficienți stoichiometrici. Totuși, în toate cazurile relația dintre toți coeficienții va fi întotdeauna aceeași pentru toate ecuațiile chimice care reprezintă aceeași reacție.

Deoarece a vorbi despre o jumătate de atom sau o treime dintr- o moleculă nu are sens, coeficienții stoichiometrici sunt adesea aleși ca numere întregi. Cu toate acestea, din diverse motive, uneori se preferă utilizarea coeficienților fracționali.

stări de agregare

Este obișnuit ca ecuațiile chimice să includă, de asemenea, informații despre starea de agregare, concentrație sau alte date de interes despre fiecare specie chimică în paranteze și ca indice lângă formula lor moleculară sau empirică respectivă.

Cele mai comune exemple sunt:

• (s) indică faptul că substanța este în stare solidă.
• (l) indică faptul că substanța este în stare lichidă.
• (g) indică faptul că substanța este în stare gazoasă.
• (ac.) este abrevierea cuvântului apos și indică faptul că substanța este dizolvată în apă.
• (alc.) indică faptul că substanța este dizolvată în alcool.

Interpretarea ecuațiilor chimice

O ecuație chimică generică precum cea prezentată la începutul acestui articol este interpretată ca „atomi/molecule/ioni/moli de A reacţionează cu atomi/molecule/ioni/moli de B pentru a produce c atomi/molecule/ioni/moli. de atomi/molecule/ioni/moli de C și d”.

Câteva exemple specifice de ecuații chimice sunt prezentate în secțiunea următoare, împreună cu interpretarea lor.

Exemple de ecuații chimice

Ecuația unei reacții de ardere

Această ecuație spune: „2 molecule de gaz butan (C ₄ H ₁₀ ) reacționează cu 13 molecule de oxigen gazos pentru a produce 8 molecule de dioxid de carbon gazos și 10 molecule de apă .”

Ecuația unei reacții de precipitare

Această ecuație reprezintă o reacție de precipitare pe care ați putea citi: „2 moli de ioni de argint apos reacționează cu 1 mol de ioni de sulfură apoasă pentru a forma 1 mol de sulfură de argint solidă”.

Ecuația unei reacții combinate

Aceasta este reacția de oxidare a titanului metalic pentru a forma oxid de titan. Această ecuație spune: „1 atom de titan solid se combină cu o moleculă de oxigen gazos pentru a forma o moleculă de oxid de titan sau dioxid de titan”.

Referințe

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS și Herranz, ZR (2020). Chimie ( ^ed . a 10-a). New York, NY: MCGRAW-HILL.

Scrierea și echilibrarea ecuațiilor chimice. (2020, 30 octombrie). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818

MASTER CHIMIE ORGANICA (12 februarie 2020). Cele 8 tipuri de săgeți din chimia organică, explicate . Preluat de la  https://www.masterorganicchemistry.com/2011/02/09/the-8-types-of-arrows-in-organic-chemistry-explained/

Raviolo, Andres, & Lerzo, Gabriela. (2016). Predarea stoichiometriei: folosind analogii și înțelegerea conceptuală . Chemical Education, 27(3), 195-204. Preluat de pe  https://doi.org/10.1016/j.eq.2016.04.003