izjednačenje kemijskih reakcija

JEDNAČENJE KEMIJSKIH REAKCIJA

Radi određivanja točnog omjera reaktanata i produkata u svrhu provođenja i optimiranja kemijskih reakcija, potrebno je kemijske reakcije točno ujednačiti.

Prednosti sljedeće metode je što ptpuno i točno izjednačava sve vrste reakcija, uključujući i one složenije koje je praktički nemoguće izjednačiti klasičnom metodom pokušaja i pogreške prikazujući pritom sve reaktante i produkte, bez polureakcija i parcijalnih redoks reakcija.

Nedostatak je to što je jednostavnije reakcije ponekad lakše i brže izjednačiti klasičnom metodom pokušaja i pogreške, dok je složenije reakcije ponekad brže izjednačiti putem redoks pulureakcija.

Da bi se mogla ujednačiti kemijska reakcija potrebno je sljedeće :- moraju biti poznati reaktanti i produkti- broja atoma svakog pojdenog elementa na lijevoj strani mora biti jednak broju atoma

tog elementa na desnoj strani jednadžbe

Jednačenje kemijskih reakcija provodi se na sljedeći način :

- napravi se tablica u kojoj su u gornjem redu ćelija poredani s lijeva na desno reaktanti i produkti, a ćelije u redovima ispod se upisuju njima pripadajući stehiometrijski koeficijenti

- naprave se tablice za svaki pojedni element koje se sastoje od četiri stupca ; u drugi i četvrti stupac se piše broj atoma elemenata, a u prvi i treći dodatak broja atoma elemenata

- u prvi red ćelija tablice rektanti/produkti se upišu stehiometrijski koeficijenti 1 za svaku molekulu ili formulsku jedniku tj. na početku je reakcija neizjednačena.

- u 1. red 2. i 4. stupca ćelija tablica elemenata upiše se broj atoma svakog elementa na lijevoj i desnoj strani reakcije tj. tablica je vertikalno podjeljena na dva djela : lievi dio za lijevu stanu reakcije, a desni za desnu stranu, a svaka je strana opet vertikalno podjeljena na dva djela : lijevi u koji se upisuje broj dodanih atoma i desni u koji se upisuje konačan broj

- nađe se element koji ima najveći omjer broja atoma bilo lijeve i desne, ili desne i lijeve strane, te se on prvi jednači

- u tablice elemenata se dodatkom potrebnog broja atoma na lijevoj ili desnoj strani reakcije, dovodi broj atoma tog elementa u jednakost. Pri tome se dodaju najmanji cjelobrojni višekratnici tog elementa u molekuli ili formulskoj jedniki u kojoj se on

nalazi, a ako se jednakost tada ne može postići jednostranim dodavanjem, dodaje se taj element sa lijeve i desne strane sve dok se ne postigne jednakost. Ako element nalazi u jednom ili više spojeva onda se dodaje u kombinaciji spojeva tako da ukupno dodani broj molekula ili formulskih jedinki bude minimalan

- dodatak broja atoma se djeli sa indeksom tog atoma u spoju u kojem se taj atom dodaje, i dobiveni broj se upisuje u novi red u tablici reaktanti/produkti kao novi stehiometrijski koeficijent u tog spoja, a ostali koeficijenti se prepišu

- tablice elemenata se ažuriraju za brojeve atoma elemenata koji su u spoju sa formulskom jedninkom ili molekulom kojoj je izmjenjen stehiometrijski koeficijent

- ponovno se nađe element sa najvećim omjerom broja atoma, te se on jednači- ažuriraju se stehiometrijki koeficijenti u tablici reaktani/produkti, pa opet u tablicama

elemenata, i tako dok se brojevi atoma na lijevoj i desnoj strani ne izjednače za sve elemente. Stehiometrijski koeficijenti u tablici reaktanti/produkti koji se dobiju nakon izjednačenja broja atoma svih elemenata u tablicama, jesu stehiometrijski koeficijenti izjednačene reakcije.

Primjeri (podebljanim brojevima je označen redosljed koraka u postupku)

1.

P4 + O2 → P4O10

tablica reaktanti/produkti tablice elemenata

P4 O2 P4O10 P O1 1 1 4 4 2 101 5 1 2 8 10 10 1

izjednačena reakcija

P4 + 5O2 → P4O10

U tablicu reaktanti/produkti najprije su upisani početni stehiometrijski koeficijenti tj. 1 za svaku molekulu jer je reakcija još neizjednačena. U tablice elemenata uneseni su početni brojevi atoma u neizjednačenoj reakciji. Dodan je najmanji broj atoma kisika koji je cjelobrojni višekratnik indeksa molekule O2. Upisani su novi stehiometrijski koeficijenti u tablicu reaktanti/produkti.

2.

P4O10 + H2O → H3PO4


P4O10 H2O H3PO4 P O1 1 1 4 1 11 41 1 4 2 4 3 4 1 11 16 31 6 4 6 16 16 7

Hizjednačena reakcija 2 3

2 12 4

P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 10 12 12 5

Najveći početni omjer broja atoma ima fosfor (4/1), te se se s jenačenjenjem kreće od njega. Upisuju se novi stehiometrijski koeficijenti u tablicu reaktanti/produkti. Nakon ažuriranja tablica elemenata (3 i 4), najveći omjer atoma ima vodik (12/2), te se sada on jednači. Nakon upisivanja novih stehiometrijskih koeficijenata ažuriraju se tablice elemenata i sada svi elementi imaju jednak broj atoma na lijevoj i desnoj strani, pa je jednačenje završeno.

3.

H2S + O2 → SO2 + H2O


H2S O2 SO2 H2O H S1 1 1 1 2 2 1 11 2 1 2 3 2 4 4 2 1 72 2 1 2 4 2 4 4 5 2 1 2 82 2 2 2 92 3 2 2 12

Oizjednačena reakcija 2 3

2 4 3 1

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O 4 1 4 2 4 6 102 6 6 11

4.

H2S+SO2 → S + H2O


H2S SO2 S H2O H S1 1 1 1 2 2 2 11 1 2 1 2 2 4 5 2 1 2 11 1 2 2 4 2 4 4 6 3 2 82 1 2 2 7 3 1 3 92 1 3 2 10


2 1 2 3

2H2S+SO2 → 3S + 2H2O

5.

NH3 + O2 → NO + H2O


NH3 O2 NO H2O N H1 1 1 1 1 1 3 22 1 1 3 3 2 1 4 3 2 4 12 1 2 3 6 2 1 2 5 3 6 2 6 22 3 2 4 10 4 2 15 6 10 114 3 2 6 14 4 2 4 16 6 12 10 124 3 4 6 17 12 2 12 134 5 4 6 20


2 5 7

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 4 6 5 8 6 1 6 9 6 10 184 10 10 19

6.

S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O


S HNO3 H2SO4 NO2 H2O S H N1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 11 2 1 1 1 2 1 2 2 1 2 1 31 2 1 2 1 5 4 6 16 2 1 2 41 3 1 2 1 8 2 6 6 17 3 2 101 3 1 3 1 12 3 1 3 111 4 1 3 2 15 6 3 191 6 1 3 2 18 6 3 6 201 6 1 6 2 21

O 3 7 6 9 63 9 9 7 9 11 133 12 1 12 14


S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

7.

P4 + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O


P4 HNO3 H3PO4 NO2 H2O P H N1 1 1 1 1 4 1 1 5 1 11 1 4 1 1 2 4 3 4 1 7 14 8 7 7 61 7 4 1 1 5 7 14 14 9 14 7 111 7 4 7 1 7 15 14 20 14 7 14 121 14 4 7 1 10 1 16 2 16 21 15 14 171 14 4 14 1 13 18 16 27 15 1 15 181 15 4 14 1 16 18 2 18 28 16 16 231 15 4 15 1 19 19 18 34 18 18 261 16 4 16 2 22 1 20 2 20 35 19 19 331 18 4 18 2 25 20 20 371 18 4 18 3 291 19 4 19 3 321 20 4 20 4 36

O 3 7 3 17 3

18 21 4 21 4 42 45 14

izjednačena reakcija 3 45 45 15

48 50 23

P4 + 20HNO3 → 4H3PO4 + 20NO2 + 4H2O 6 54 4 54 2454 55 30

3 57 2 57 3160 60 38

8.

HNO3 → NO2 + H2O + O2


HNO3 NO2 H2O O2 H N1 1 1 1 1 2 1 12 1 2 1 2 2 2 3 2 1 42 2 2 1 6 4 4 11 2 1 2 54 4 2 1 9 4 4 10


3 6 1 6 1

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 6 8 76 12 4 12 8

9.

KNO3 → K2O + N2 + O2


KNO3 K2O N2 O2 K N1 1 1 1 1 2 1 22 1 1 1 2 1 2 2 1 2 2 32 2 1 2 6 2 4 7 4 2 104 2 1 2 9 2 4 4 8 4 2 4 124 2 2 2 134 2 2 5 15

O

4KNO3 → 2K2O + 2N2 + 5O2 3 3 6 3 4 6 3 6 5 12 6 11 12 6 12 14

10.

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C → CaSiO3 + CO + P4


Ca3(PO4)2 SiO2 C CaSiO3 CO P4 Ca P1 1 1 1 1 1 3 1 1 42 1 1 1 1 1 2 6 1 3 3 4 4 12 1 1 6 1 1 5 3 5 6 42 6 1 6 1 1 92 6 1 6 10 1 122 6 10 6 10 1 15

Si C 1 1 1 1 1 6 7 1 10 135 6 6 8 9 10 10 14

O 10 4 18 19 6 28 19 10 28 9 28 11


2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + 10CO + P4

11.

KMnO4 + HCl → Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O


KMnO4 HCl Cl2 MnCl2 KCl H2O K Mn1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 5 1 1 1 1 2 2 1 12 2 1 141 5 1 1 1 4 5 2 1 2 13 2 1 2 151 8 1 1 1 4 81 8 1 2 2 4 112 8 1 2 2 4 162 8 1 2 2 8 192 16 1 2 2 8 222 16 5 2 2 8 25

O H 4 1 1 2 4 3 4 4 5 2 3 8 4 17 5 8 6 8 4 8 18 3 8 8 7

8 16 208 16 16 21

Clizjednačena reakcija 1 5

4 5 5 12KMnO4 + 16HCl → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O 8 5 9

8 3 8 10 16 8 23 16 8 16 24

12.

KO2 + CO2 + H2O → KHCO3 + O2


KO2 CO2 H2O KHCO3 O2 K O1 1 1 1 1 1 1 5 51 1 1 2 1 2 1 2 3 5 8 42 1 1 2 1 7 1 2 2 6 7 8 82 2 1 2 1 10 2 4 18 9 8 112 4 2 2 3 13 2 4 4 20 5 14 6 14 122 4 2 4 3 17 18 18 224 4 2 4 3 21

C Hizjednačena reakcija 1 1 2 1

1 2 5 2 1 2 1

4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2 1 2 2 9 4 2 15 4 2 14 4 4 19 4 2 4 16

13. Pri dodavanu 6 atoma vodika u koraku 27, dodaje se 4 iz molekule acetata i 2 iz molekule vode, jer je tako ukupan broj dodanih molekula najmanji.

C2H5OH + K2Cr2O7+ H2SO4 → C2H5O2H + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O


C2H5OH K2Cr2O7 H2SO4 CH3COOH Cr2(SO4)3 H2O K2SO4 C H1 1 1 1 1 1 1 2 2 8 61 1 4 1 1 1 1 2 2 4 30 14 6 31 1 4 1 1 5 1 6 2 4 4 31 14 8 14 51 1 4 1 1 6 1 9 4 6 37 14 16 101 1 5 1 1 6 1 12 2 6 6 38 2 16 16 111 1 5 1 1 6 2 15 22 16 251 2 5 1 1 6 2 18 22 6 22 271 2 5 1 2 6 2 21 28 22 331 2 8 1 2 6 2 24 28 6 28 351 2 8 2 2 7 2 28 34 28 412 2 8 2 2 7 2 32 34 6 28 422 2 8 3 2 8 2 363 2 8 3 2 8 2 39 O K 3 2 8 3 2 11 2 43 12 19 2 2

24 19 4 2 4 16 24 23 7 2 2 4 17 24 1 24 8 47 40 26 47 43 29 48 43 34 49 46 40 49 46 44

izjednačena reakcija Cr S 2 2 1 4

3C2H5OH + 2K2Cr2O7+ 8H2SO4 → 3C2H5O2H + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O 4 2 19 3 4 4 1 4 2 4 20 5 4 13

5 1 5 14 5 8 223 5 8 23

14.

H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + MnSO4 + O2


H2O2 KMnO4 H2SO4 K2SO4 H2O MnSO4 O2 H O1 1 1 1 1 1 1 4 2 12 111 1 2 1 1 1 1 2 6 2 3 16 11 41 1 2 1 3 1 1 6 6 4 6 5 16 13 71 2 2 1 3 1 1 9 8 6 20 18 13 101 2 2 1 3 2 1 13 8 2 8 21 18 17 141 2 3 1 3 2 1 17 22 17 191 2 3 1 4 2 1 22 22 18 231 2 3 1 4 2 3 25 22 6 22 24

K Mn 1 2 1 11 2 2 8 2 1 11

2 1 2 12

S 1 21 2 2 1 2 3 151 3 3 16


H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 4H2O + 2MnSO4 + 3O2

Documents

izjednačenje kemijskih reakcija