Kimyoviy reaksiya tenglamasi — bu moddalar formulalari yordamida yozilgan reaksiya bo'lib, unda har bir element atomlarining soni chap va o'ng tomonlarda teng bo'ladi. Sxema tenglamaga aylanishi uchun koeffitsiyentlar formulalar oldiga qo'yiladi: buni massa saqlanish qonuni talab qiladi. Bu yerda sxema tenglamadan nimasi bilan farq qilishi, koeffitsiyentlarni qo'yishning bosqichma-bosqich algoritmi (metall → metallmas → vodorod → kislorod), reaksiyalar turlari jadvali, tez-tez uchraydigan xatolar va mavzuni darhol mustahkamlash mumkin bo'lgan interaktiv mashq tushuntirilgan.
Reaksiya sxemasi va reaksiya tenglamasi: farqi nimada
Temir kislorodda yonib, temir(III) oksidi hosil bo'lganda, birinchi yozuv quyidagicha ko'rinadi: chapda boshlang'ich moddalar formulalari, o'ngda — mahsulotlar formulalari, ular orasida strelka. Bu — reaksiya sxemasi.
Sxema hali tenglama emas. Unda nima nimalarga aylanadi deyiladi, lekin qancha narsa olinadi deyilmaydi: temir va kislorod atomlarining soni chap va o'ng qismlarda har xil. Massa saqlanish qonuniga ko'ra bunday bo'lishi mumkin emas.
Reaksiya tenglamasi yozuvi esa formulalar oldiga koeffitsiyentlar — atomlar sonini tenglashtiruvchi sonlar qo'yilganda hosil bo'ladi. Bir xil reaksiyaning ikkita yozuvini solishtiring.
| Atom | Chapda | O'ngda |
|---|---|---|
| $\mathrm{Fe}$ | 1 | 2 |
| $\mathrm{O}$ | 2 | 3 |
| Atom | Chapda | O'ngda |
|---|---|---|
| $\mathrm{Fe}$ | 4 | 4 |
| $\mathrm{O}$ | 6 | 6 |
Massa saqlanish qonuni: koeffitsiyentlar nima uchun kerak
Moddalar massasining saqlanish qonuni M. V. Lomonosov (1748) tomonidan ilgari surilgan va keyinchalik A. Lavuazyé tomonidan mustaqil ravishda tasdiqlangan: reaksiyaga kirishgan moddalar massasi, hosil bo'lgan moddalar massasiga tengdir.
Sababi oddiy: kimyoviy reaksiya paytida atomlar yo'qolmaydi va paydo bo'lmaydi. Eski bog'lar uziladi, yangilari hosil bo'ladi, atomlarning o'zlari esa faqat qayta guruhlanadi. Reaksiyadan oldin nechta temir atomi bo'lgan bo'lsa, shuncha qoladi — faqat endi ular boshqa modda tarkibiga kiradi.
Shundan kelib chiqadiki, tenglamaga asosiy talab: har bir element atomlarining soni chapda shu elementning o'ngdagi soniga teng bo'lishi kerak. Bunga erishishning yagona qonuniy usuli — koeffitsiyentlarni tanlash.
Koeffitsiyent formula oldiga qo'yiladi va undagi barcha atomlarni, shu jumladan qavslardagi atomlarni ham ko'paytiradi. Masalan, \(\mathrm{3Ca(OH)_2}\) yozuvi uchta kaltsiy gidroksidining formulali birligini bildiradi: \(\mathrm{Ca}\) atomlari — 3, \(\mathrm{O}\) atomlari — 6, \(\mathrm{H}\) atomlari — 6. 1 koeffitsiyenti yozilmaydi, lekin u nazarda tutiladi.
Reaksiya tenglamasida koeffitsiyentlarni qanday qo'yish kerak: algoritmi
Koeffitsiyentlarni qo'yish — tasodifiy tanlash emas, balki qisqa jarayon. Unda tartib muhim: avval bir xil elementlarni, ya'ni chapda va o'ngda faqat bitta moddada uchraydiganlarni tenglashtiriladi, keyin esa vodorod va kislorod — ular odatda bir nechta moddaga tarqalgan bo'ladi va oxirida moslashtiriladi.
Maktab tartibi zanjir shaklida yodlanadi: metall → metallmas → vodorod → kislorod. Algoritmning oltita qadami — quyida.
Agar qaysidir qadamda kasr koeffitsiyent (masalan, ikki atomli gaz molekulasi oldida 3/2) chiqqan bo'lsa, bu xato emas va tiku emas: tenglashtirishni oxirigacha olib boring, keyin barcha koeffitsiyentlarni bir yo'la 2 ga ko'paytiring — kasrlar yo'qoladi, muvozanat saqlanadi.
Yuqori sinflarda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari uchun yanada kuchliroq usul — elektron muvozanat usuli qo'shiladi. U oksidlanish darajasiga asoslanadi, lekin almashinish va birikish reaksiyalari hali ham aynan shu oddiy algoritm bilan tenglashtiriladi.
Nima uchun moddalar formulalaridagi indekslarni o'zgartirish mumkin emas
Bu sakkizinchi sinf o'quvchilarining birinchi xatosi. \(\mathrm{Na + Cl_2 \rightarrow NaCl}\) sxemasida xlor tenglashmaydi: chapda 2 atom, o'ngda 1. Intilish katta — indeksni qo'shib \(\mathrm{NaCl_2}\) olish. Atomlar rasman tenglashadi, lekin yozilgan modda mavjud emas: natriy xloridning tarkibi \(\mathrm{NaCl}\) va boshqa hech qanday emas.
Indeks — bu formula qismi. U moddaning tarkibi, ya'ni elementlarning valentligi va oksidlanish darajasi bilan belgilanadi va uni o'z xohishingizcha o'zgartirish mumkin emas. Indeksni o'zgartirib, siz moddaning o'zini o'zgartirasiz: \(\mathrm{H_2O}\) — suv, \(\mathrm{H_2O_2}\) — vodorod peroksidi, boshqa xossalarga ega butunlay boshqa birikma.
Koeffitsiyent — bu formula oldidagi ko'paytuvchi. U faqat zarralar sonini bildiradi, tarkibini emas, shuning uchun faqat koeffitsiyentlar bilan tenglashtirishga ruxsat beriladi.
Yuqoridagi sxema uchun to'g'ri javob: \(\mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl}\). Natriy 2 va 2, xlor 2 va 2, formulalar o'zgarmagan.
Kimyoviy reaksiyalar turlari
Tenglamalar reaksiyaga nechta modda kirishayotgani va nechta hosil bo'layotganiga qarab tasniflanadi. Asosiy maktabda to'rtta tur ajratiladi: birikish, parchalanib ketish, almashinish va almashuv.
Turini aniqlash koeffitsiyentlarni qo'yishdan oldin foydalidir: u o'ng qismda qanday moddalar bo'lishini va ularning sonini qanday aniqlashni bildiradi, demak, sxemaning o'zida xato qilmaslikka yordam beradi.
| Reaksiya turi | Umumiy sxema va misol |
|---|---|
| Birikish | $\mathrm{A + B \rightarrow AB}$$\mathrm{4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$ |
| Parchalanib ketish | $\mathrm{AB \rightarrow A + B}$$\mathrm{2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2}$ |
| Almashinish | $\mathrm{A + BC \rightarrow AC + B}$$\mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}$ |
| Almashuv | $\mathrm{AB + CD \rightarrow AD + CB}$$\mathrm{NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O}$ |
Kimyoviy reaksiya tenglamasidagi koeffitsiyentlar yig'indisi
Testlar va nazoratlarda ko'pincha butun tenglama emas, balki koeffitsiyentlar yig'indisi so'raladi — bu uni to'g'ri tuzilganligini tekshirishning tezkor usuli. Uni oddiygina hisoblashadi: chap va o'ng qismlardagi barcha koeffitsiyentlarni qo'shishadi.
\(\mathrm{4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3}\) tenglamasi uchun yig'indi 4 + 3 + 2 = 9 ga teng.
Ball yo'qotiladigan uchta joy:
- ko'rinmas bir ham hisoblanadi. \(\mathrm{CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2}\) tenglamasida barcha uchta koeffitsiyent 1 ga teng, shuning uchun yig'indi 3 ga teng;
- indekslar yig'indiga kirmaydi — faqat formulalar oldidagi sonlar qo'shiladi;
- koeffitsiyentlar eng kichik butun sonlar bo'lishi kerak. \(\mathrm{4Na + 2Cl_2 \rightarrow 4NaCl}\) yozuvi atomlar bo'yicha to'g'ri, lekin barcha sonlar 2 ga bo'linadi, shuning uchun uni 2, 1, 2 ga qisqartiriladi — va to'g'ri yig'indi 5 ga teng bo'ladi, 10 ga emas.
Kimyoviy reaksiyalar tenglamalari bo'yicha hisoblashlar: koeffitsiyentlar — bu mol
Koeffitsiyentlar nafaqat atomlar muvozanati uchun kerak. Ular moddalar miqdorining nisbatini (mol bilan) ko'rsatadi, qaysiki moddalar reaksiyaga kirishadi va hosil bo'ladi. Bu hisoblash masalalariga ko'prikdir.
\(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3}\) tenglamasi quyidagicha o'qiladi: 1 mol azot 3 mol vodorod bilan reaksiyaga kirishadi va 2 mol ammiak hosil qiladi. 1 : 3 : 2 nisbati har qanday modda miqdorida saqlanadi.
Shundan kelib chiqadi, tenglama bo'yicha odatiy hisoblash sxemasi: berilgan massani yoki hajmni modda miqdoriga aylantirish, koeffitsiyentlar bo'yicha izlanayotgan modda miqdorini topish va massaga yoki hajmga qaytarish. Hisoblash masalalarining o'zi — alohida katta mavzu, lekin u har doim shu yerda boshlanadi: noto'g'ri qo'yilgan koeffitsiyentlarda bunday hisoblashlarning har qanday natijasi noto'g'ri bo'ladi.
Koeffitsiyentlarni qo'yish misollari
1-misol. Metanning yonishi
Masala: \(\mathrm{CH_4 + O_2}\) \(\rightarrow\) \(\mathrm{CO_2 + H_2O}\) sxemasida koeffitsiyentlarni qo'ying.
1-2-qadamlar. Atomlarni sanaymiz. Chapda: uglerod 1, vodorod 4, kislorod 2. O'ngda: uglerod 1, vodorod 2, kislorod 2 + 1 = 3.
3-qadam. Metallar sxemada yo'q — darhol metallmasga o'tamiz.
4-qadam. Uglerod: chapda 1 va o'ngda 1, allaqachon tenglashdi.
5-qadam. Vodorod: chapda 4, o'ngda 2 — suv oldiga 2 koeffitsiyentini qo'yamiz, o'ngda vodorod 4 bo'ladi. Endi kislorod: o'ngda 2 (\(\mathrm{CO_2}\) da) + 2 (ikkita \(\mathrm{H_2O}\) da) = 4 atom, chapda 2 — \(\mathrm{O_2}\) oldiga 2 qo'yamiz.
6-qadam. Kasrlar yo'q. Tekshirish: uglerod 1 va 1, vodorod 4 va 4, kislorod 4 va 4.
Javob: \(\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}\), koeffitsiyentlar yig'indisi 1 + 2 + 1 + 2 = 6.
2-misol. Alyuminiy va sulfat kislotasi
Masala: \(\mathrm{Al + H_2SO_4}\) \(\rightarrow\) \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + H_2}\) sxemasida koeffitsiyentlarni qo'ying.
3-qadam. Metalldan boshlaymiz. Alyuminiy chapda 1, o'ngda 2 — \(\mathrm{Al}\) oldiga 2 qo'yamiz.
4-qadam. \(\mathrm{SO_4}\) kislota qoldig'ini bir butun blok sifatida hisoblash qulay: o'ngda 3 ta, chapda 1 ta — \(\mathrm{H_2SO_4}\) oldiga 3 qo'yamiz.
5-qadam. Vodorod: chapda 3 · 2 = 6 atom bo'ldi, demak o'ngda 3 ta \(\mathrm{H_2}\) molekulasi kerak. Kislorodni oxirida tekshiramiz: chapda 3 · 4 = 12, o'ngda 3 · 4 = 12.
6-qadam. Barcha elementlar bo'yicha tekshirish: alyuminiy 2 va 2, oltingugurt 3 va 3, kislorod 12 va 12, vodorod 6 va 6.
Javob: \(\mathrm{2Al + 3H_2SO_4}\) \(\rightarrow\) \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3H_2}\), koeffitsiyentlar yig'indisi 2 + 3 + 1 + 3 = 9.
3-misol. Qachon kasr paydo bo'ladi
Masala: \(\mathrm{Fe + Cl_2 \rightarrow FeCl_3}\) sxemasida koeffitsiyentlarni qo'ying.
3-qadam. Metall: temir chapda va o'ngda bittadan — hali tenglashdi.
4-qadam. Xlor: chapda atomlar juft-juft bo'lib yuradi, o'ngda ulardan 3 ta. 3 atom hosil qilish uchun \(\mathrm{Cl_2}\) oldiga 3/2 koeffitsiyenti kerak — \(\mathrm{Fe + 1{,}5Cl_2 \rightarrow FeCl_3}\) chiqadi. Atomlar tenglashdi, lekin kasr koeffitsiyentni javobda qoldirish odatiy emas.
6-qadam. Barcha koeffitsiyentlarni 2 ga ko'paytiramiz: temir 1 · 2 = 2, xlor 1,5 · 2 = 3, mahsulot 1 · 2 = 2.
Tekshirish: temir 2 va 2, xlor 6 va 6.
Javob: \(\mathrm{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}\), koeffitsiyentlar yig'indisi 2 + 3 + 2 = 7.
Koeffitsiyentlarni qo'yishda tez-tez uchraydigan xatolar
-
"Modda formulasini o'zgartirib, tenglashtirdim": vodorod yonishi sxemasidagi atomlarni tenglashtirish uchun indeksni qo'shib, suv o'rniga vodorod peroksidi hosil qildi.
\(\mathrm{H_2O_2}\) — bu boshqa modda, va reaksiya boshqacha bo'lgan bo'lardi. Indekslar daxlsiz, ularni moddaning tarkibi belgilaydi. To'g'ri javob faqat koeffitsiyentlar bilan erishiladi: \(\mathrm{2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O}\).
-
Koeffitsiyentni formula ichiga qo'yadi: $\mathrm{Na2Cl}$ o'rniga $\mathrm{2NaCl}$ deb yozadi.
Koeffitsiyent faqat butun formula oldida turadi va butun moddaga tegishli. Formula ichidagi son — bu indeks, ya'ni boshqa tarkib. Agar formula oldida hech narsa yozilmagan bo'lsa, koeffitsiyent 1 ga teng.
-
Formula tarkibidagi barcha atomlarni koeffitsiyent ko'paytirishini unutadi: $\mathrm{2H_2SO_4}$ yozuvida 2 vodorod atomi deb hisoblaydi.
Har bir indeksni ko'paytirish kerak: \(\mathrm{2H_2SO_4}\) da vodorod 2 · 2 = 4 atom, oltingugurt 2 · 1 = 2, kislorod 2 · 4 = 8. Qavslar bilan ham shunday: \(\mathrm{2Ca(NO_3)_2}\) da azot 2 · 2 = 4, kislorod 2 · 6 = 12.
-
Kislorod yoki vodoroddan tenglashtirishni boshlaydi.
Kislorod va vodorod bir nechta moddaga kiradi, shuning uchun ularning koeffitsiyentlari har bir keyingi qadamdan keyin o'zgarib turadi. Metall → metallmas → vodorod → kislorod tartibi vaqtni tejaydi: oxirigacha faqat bitta elementni moslashtirish qoladi.
-
Kasr koeffitsiyentni ko'rgach, tenglashtirishni tashlab yuboradi yoki javobda kasrni qoldiradi.
Kasr — bu normal oraliq natija. Tenglashtirishni oxirigacha olib boring, keyin esa tenglama koeffitsiyentlarining barchasini maxrajga (ko'pincha 2 ga) ko'paytiring. Atomlar muvozanati bu bilan buzilmaydi, sonlar esa butun bo'ladi.
-
Koeffitsiyentlar yig'indisini hisoblashda ko'rinmas birliklarni o'tkazib yuboradi.
1 koeffitsiyenti yozilmaydi, lekin yig'indida u ishtirok etadi. \(\mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl}\) tenglamasida yig'indi 2 + 1 + 2 = 5 ga teng, 4 ga emas.
-
Yakuniy tekshiruvni o'tkazmaydi va har bir element tenglashmagan tenglamani topshiradi.
Algoritmning oxirgi qadami majburiy: barcha elementlar bo'ylab ketma-ket o'ting va chapdagi va o'ngdagi atomlar sonini solishtiring. Xatolik ko'pincha kislorodda yashiringan, chunki u oxirida hisoblanadi.
Savollar va javoblar
Reaksiya sxemasi reaksiya tenglamasidan nimasi bilan farq qiladi?
Reaksiya sxemasi faqat qanday moddalar reaksiyaga kirishayotganini va qanday hosil bo'layotganini ko'rsatadi: chapda formulalar, o'ngda formulalar, ular orasida strelka. U har bir element atomlarining soni chapda va o'ngda teng bo'lganda, ya'ni koeffitsiyentlar qo'yilgandan keyin tenglamaga aylanadi. Oddiy qilib aytganda, sxema "nima nimalarga aylanadi" savoliga javob beradi, tenglama esa "qancha" savoliga ham javob beradi.
Kimyoviy reaksiya tenglamasidagi koeffitsiyent nima va u indeksdan nimasi bilan farq qiladi?
Koeffitsiyent — modda formulasining oldidagi son, u zarralar sonini ko'rsatadi va formula tarkibidagi barcha atomlarni, shu jumladan qavslardagi atomlarni ham ko'paytiradi. Indeks — formula ichidagi pastki o'ngdagi kichik son, u moddaning o'z tarkibini ko'rsatadi. Tenglashtirishda koeffitsiyentlar tanlanadi, indekslarni esa o'zgartirish mumkin emas: indeksni o'zgartirib, siz boshqa modda va boshqa reaksiyani olasiz.
Kimyoviy reaksiya tenglamasidagi koeffitsiyentlar yig'indisini qanday topish mumkin?
Avval koeffitsiyentlarni to'g'ri qo'ying, keyin chap va o'ng qismlardagi barcha formulalar oldidagi sonlarni qo'shing. 1 koeffitsiyenti yozilmaydi, lekin yig'indida u hisobga olinadi. Indekslar yig'indiga kirmaydi. Va koeffitsiyentlar eng kichik butun sonlar bo'lishi kerak: agar ularning barchasi umumiy ko'paytuvchiga bo'linsa, tenglamani qisqartirish kerak, aks holda yig'indi yuqori bo'ladi.
Koeffitsiyentlarni qaysi elementdan boshlab qo'yish kerak?
Chapda va o'ngda faqat bitta moddada uchraydigan elementdan. Amaliyotda bu metall → metallmas (vodorod va kisloroddan tashqari) → vodorod → kislorod tartibidir. Kislorod va vodorodni oxiriga qoldirishadi, chunki ular bir nechta moddaga kiradi va allaqachon topilgan koeffitsiyentlarga moslashtiriladi.
Kasr koeffitsiyentlarni qo'yish mumkinmi?
Oraliq hisoblashlarda — ha, bu qulay usul: ikki atomli gaz molekulasi oldida ko'pincha 3/2 yoki 5/2 chiqadi. Lekin yakuniy javobda koeffitsiyentlar butun bo'lishi kerak, shuning uchun oxirida tenglama koeffitsiyentlarining barchasi kasr maxrajiga, odatda 2 ga ko'paytiriladi. Atomlar muvozanati bu bilan saqlanadi.
Qanday kimyoviy reaksiya turlari mavjud?
Boshlang'ich moddalar va mahsulotlar soni va tarkibiga qarab to'rtta asosiy tur ajratiladi: birikish (bir nechta moddadan bitta hosil bo'ladi), parchalanib ketish (bittadan bir nechta hosil bo'ladi), almashinish (oddiy modda murakkab moddadan elementni chiqarib yuboradi) va almashuv (ikkita murakkab modda o'z tarkibiy qismlarini almashtiradi). Alohida reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish va oksidlanish darajalari o'zgarmasdan boradigan, shuningdek, ekzotermik va endotermik reaksiyalarga bo'linadi.
Kimyoviy reaksiya tenglamasi bo'yicha qanday hisoblashni amalga oshirish mumkin?
Tenglama koeffitsiyentlari moddalar miqdorining mol nisbatini belgilaydi. Tartib quyidagicha: tenglamani yozing va koeffitsiyentlarni qo'ying, ma'lum massani yoki hajmni modda miqdoriga aylantiring, koeffitsiyentlar nisbati bo'yicha izlanayotgan modda miqdorini toping, keyin esa uni yana massa yoki hajmga aylantiring. Agar koeffitsiyentlar noto'g'ri qo'yilgan bo'lsa, butun hisoblash ham xato bo'ladi.
Nima uchun tenglamada tenglik belgisi, sxemada esa strelka qo'yiladi?
Strelka "aylanadi" degan ma'noni bildiradi va atomlar hali tenglashmaganligini bildiradi. Tenglik belgisi ikkala qismning har bir element atomlari soni bo'yicha haqiqatan ham teng ekanligini, ya'ni massa saqlanish qonuni bajarilganligini bildiradi, shuning uchun tenglik faqat koeffitsiyentlar qo'yilgandan keyin qo'yiladi. Maktab amaliyotida strelka tayyor tenglamada ham ko'pincha qoldiriladi — agar muvozanat tenglashgan bo'lsa, bu xato emas.
