ส่วนของสมการทางเคมีคืออะไร
โดยทั่วไปมีสาม ส่วนหลักในสมการทางเคมี : สารตั้งต้นผลิตภัณฑ์และลูกศรที่ระบุทิศทางของปฏิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของสารเคมี
ในทางตรงกันข้ามการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้น แต่องค์ประกอบทางเคมีของสารยังคงเหมือนเดิม
ตัวอย่างเช่นเมื่อน้ำแข็งละลายมันจะกลายเป็นสถานะของเหลว แต่องค์ประกอบทางเคมียังคงเหมือนเดิมก่อนและหลังการหลอมรวมซึ่งก็คือ H 2 O การแทรกสอดทั้งหมดของสถานะทางกายภาพของสสารเป็นตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพมักจะย้อนกลับได้ในธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีและนำไปสู่การก่อตัวของสารเคมีใหม่ที่เรียกว่าผลิตภัณฑ์
คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของผลิตภัณฑ์แตกต่างจากสารที่ทำปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นการเผาไหม้หรือการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำด้วยพลังงานจำนวนมาก มันเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของมีเธนอย่างสมบูรณ์
ส่วนหลักของสมการทางเคมี
สมการทางเคมีนั้นแตกต่างจากสมการทางคณิตศาสตร์เพราะปฏิกิริยาเคมีสองส่วนเป็นตัวแทนของ "ก่อน" และ "หลัง" ของปฏิกิริยา
ในสมการทางคณิตศาสตร์เครื่องหมายเท่ากับ (=) แยกทั้งสองส่วนของสมการ เครื่องหมายที่เท่าเทียมกันไม่ได้ใช้ในสมการทางเคมี
แต่จะใช้ลูกศรเพื่อแยก "สองด้าน" ของสมการและชี้ไปในทิศทางที่ปฏิกิริยาทางเคมีจะดำเนินต่อไป (Shonberg, SF)
การเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือปฏิกิริยาทางเคมีใด ๆ สามารถแสดงด้วยความช่วยเหลือของสมการพวกเขาเขียนด้วยความช่วยเหลือของสูตรโมเลกุลของรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์
เราจะพูดถึงสมการทางเคมีประเภทต่าง ๆ พร้อมตัวอย่างหลายอย่าง พยายามเชื่อมโยงตัวอย่างเหล่านี้กับชีวิตประจำวันของคุณ (Carpi, 2003)
เราได้กล่าวในตอนต้นของบทความว่ามีสามส่วนหลักในสมการทางเคมี:
- สารตั้งต้น
- ผลิตภัณฑ์
- ลูกศรที่แสดงทิศทางของปฏิกิริยาเคมี
สารตั้งต้นเป็นองค์ประกอบหรือสารประกอบที่วางไว้ทางด้านซ้ายของลูกศรผลิตภัณฑ์เป็นสารตั้งต้นทางด้านขวา
2 H 2 + O 2 -> 2 H 2 O
ด้านบนเป็นตัวอย่างของสมการทางเคมี สิ่งที่เน้นด้วยสีแดงคือสารตั้งต้นสิ่งที่เน้นด้วยสีน้ำเงินคือผลิตภัณฑ์ลูกศรที่ให้ทิศทางของปฏิกิริยาเป็นสีดำและใช้สัญลักษณ์ + เพื่อแยกองค์ประกอบหรือสารประกอบที่ทำปฏิกิริยาในปฏิกิริยา
หมายเหตุสองตัวเลข 2 สีเขียว ตัวเลขเหล่านี้เรียกว่าสัมประสิทธิ์ ค่าสัมประสิทธิ์จะถูกใช้เพื่อปรับสมดุลสมการทางเคมี (Petras, SF)
บางครั้งผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเคมีทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อผลิตสารตั้งต้นอีกครั้ง
ในกรณีนี้มีการกล่าวกันว่าปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้และอยู่ในสภาวะสมดุลเมื่อความเร็วของการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เท่ากับปฏิกิริยาของสารตั้งต้น
โดยทั่วไปเหนือสัญลักษณ์ลูกศรมักเขียนสัญลักษณ์เพื่อแสดงให้เห็นถึงสภาพที่เกิดปฏิกิริยาเคมี
ตัวอย่างเช่นหากมีสัญลักษณ์Δอยู่เหนือลูกศรแสดงว่าปฏิกิริยานั้นได้รับความร้อน
หากมีองค์ประกอบทางเคมีหรือสารประกอบเช่น Pt ก็หมายความว่ามันถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา หากมีการเขียน H 2 O แสดงว่าปฏิกิริยานั้นอยู่ในตัวกลางที่เป็นน้ำ (Swords, SF)
นอกจากนี้ยังมีสัญลักษณ์ที่แสดงสถานะของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ หากหนึ่ง (s), (l), (g) หรือ (aq) อยู่ทางด้านซ้ายของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์นั่นหมายความว่าสารเหล่านี้อยู่ในสารละลายของแข็งของเหลวก๊าซหรือน้ำตามลำดับ
วิธีการเขียนสมการทางเคมี
ขั้นตอนในการเขียนสมการทางเคมีคือ:
- มีการระบุและทำหมายเหตุประกอบของสารปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา
- สูตรหรือสัญลักษณ์ของรีเอเจนต์เขียนทางด้านซ้ายพร้อมเครื่องหมาย '+' ระหว่างพวกเขา
- สูตรหรือสัญลักษณ์ของผลิตภัณฑ์เขียนทางด้านขวาพร้อมเครื่องหมาย '+' ระหว่างผลิตภัณฑ์
- ทั้งสองด้าน (รีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์) คั่นด้วยลูกศร (→) ที่ชี้ไปยังผลิตภัณฑ์
- จำนวนอะตอมของแต่ละองค์ประกอบจะถูกนับทั้งสองด้าน ถ้าพวกมันเท่ากันมันจะเรียกว่าสมการทางเคมีที่สมดุล หากพวกเขาไม่เท่ากันความสมดุลของสมการจะทำโดยการปรับค่าสัมประสิทธิ์ก่อนสัญลักษณ์และสูตรของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ตามกฎการอนุรักษ์ของมวล
ในเชิงคุณภาพสมการทางเคมีส่งชื่อของรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ
ในแง่เชิงปริมาณมันหมายถึงจำนวนสัมพัทธ์ของอะตอมและโมเลกุล (สปีชีส์รีแอคทีฟและผลิตภัณฑ์) ที่เกี่ยวข้องในการทำปฏิกิริยาจำนวนโมลที่สัมพันธ์กันของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์, มวลสัมพัทธ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์ก๊าซ
ดังนั้นสมการทางเคมีทำให้เรามีความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์หรือปริมาณสารสัมพันธ์ของปฏิกิริยา (TutorVista.com, SF)
ตัวอย่างของวิธีการเขียนและปรับสมดุลสมการทางเคมี
เขียนและปรับสมดุลสมการทางเคมีสำหรับปฏิกิริยาเคมีแต่ละอัน
1- ไฮโดรเจนและคลอรีนจะทำปฏิกิริยากับ HCl
2- Ethane, C 2 H 6, ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
ทางออก
1- เริ่มต้นด้วยการเขียนสมการทางเคมีในรูปแบบของสารโดยจดจำว่าทั้งธาตุไฮโดรเจนและคลอรีนเป็นไดอะตอมมิก
H 2 + Cl 2 → HCl
มีไฮโดรเจนสองอะตอมและสองคลอรีนอะตอมใน reactants และอีกหนึ่งสำหรับแต่ละอะตอมในผลิตภัณฑ์ เราสามารถแก้ไขได้โดยการรวมสัมประสิทธิ์ 2 ทางด้านผลิตภัณฑ์:
H 2 + Cl 2 → 2HCl
ขณะนี้มีไฮโดรเจนสองอะตอมและคลอรีนสองอะตอมที่ด้านข้างของสมการทางเคมีดังนั้นจึงมีความสมดุล
2- เริ่มเขียนสมการทางเคมีในแง่ของสารที่เกี่ยวข้อง:
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
เรามีอะตอมคาร์บอนสองตัวทางซ้ายดังนั้นเราต้องการโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์สองโมเลกุลที่ด้านข้างของผลิตภัณฑ์เพื่อให้แต่ละด้านมีอะตอมคาร์บอนสองอะตอม องค์ประกอบนั้นมีความสมดุล
เรามีอะตอมไฮโดรเจนหกตัวในสารตั้งต้นดังนั้นเราจึงต้องการอะตอมไฮโดรเจนหกตัวในผลิตภัณฑ์ เราสามารถทำสิ่งนี้ได้โดยมีโมเลกุลของน้ำสาม:
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
ตอนนี้เรามีอะตอมออกซิเจนเจ็ดตัวในผลิตภัณฑ์ (CO 2 สี่และสาม H 2 O) นั่นหมายความว่าเราต้องการออกซิเจนเจ็ดอะตอมในรีเอเจนต์
อย่างไรก็ตามเนื่องจากออกซิเจนเป็นโมเลกุลของไดอะตอมมิกเราจึงสามารถได้อะตอมออกซิเจนจำนวนเท่า ๆ กันเท่านั้น เราสามารถทำได้โดยคูณสัมประสิทธิ์อื่นด้วย 2:
2C 2 H 6 + O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O
ด้วยการคูณทุกอย่างด้วย 2 เราจะไม่ทำให้สมดุลขององค์ประกอบอื่น ๆ และตอนนี้เราได้รับจำนวนอะตอมออกซิเจนในผลิตภัณฑ์ -14 เราสามารถรับออกซิเจน 14 อะตอมทางด้านปฏิกิริยาโดยมีโมเลกุลออกซิเจน 7 โมเลกุล
2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O
ในการตรวจสอบให้นับทุกสิ่งเพื่อพิจารณาว่าแต่ละด้านมีจำนวนอะตอมเท่ากันในแต่ละองค์ประกอบ สมการทางเคมีนี้มีความสมดุล (The Chemical Equation, SF)