Chemia obraca się wokół reakcji chemicznych, a więc takich procesów, w których substrat (lub substraty) zmienia się w inny produkt (produkty). Przykładowo, parowanie wody, to nie reakcja chemiczna tylko przemiana fizyczna, ponieważ nie doszło do zmiany substancji chemicznej (była woda i jest dalej woda).
Jest absolutnie naturalnym, że reakcje chemiczne muszą być zbilansowane. Fenomenalnie to widać, gdy zastosujemy modele atomów zamiast ,,suchych symboli” pierwiastków, które jeszcze na tym etapie nauki niewiele nam mówią.
Załóżmy, że nasza reakcja chemiczna polega na tym, że cząsteczka CH4 łączy się z cząsteczką tlenu o wzorze O2, dając tlenek węgla CO2 oraz wodę H2O.
Równanie reakcji chemicznej wygląda tak : CH4 + O2 ⟶ CO2 + H2O
Po lewej stronie mamy substraty (CH4 oraz O2), a po prawej produkty (CO2 oraz H2O.) Reakcja ta jednak nie została jeszcze zbilansowana, zobaczmy na dole, jak to dokładnie powinno wyglądać.
Bilansowanie reakcji chemicznych, to coś co należy przećwiczyć, na całkiem sporej ilości przykładów, aby załapać w tym biegłość, bo nie jest to coś, co powinno zajmować Ci potem dużo czasu na maturze. Każdy zawsze szuka jakichś sposobów i pyta się mnie, od jakiego atomu ma bilansować? Nie ma tu żadnej dobrej odpowiedzi. Jest tylko jedna uniwersalna rada :
Zacznij bilansować najpierw ten atom, który pojawia się tylko raz (tj. występuje tylko w jednym związku) po prawej i po lewej stronie. Wtedy bilansowanie jest najprostsze, a gdy uda się już ustalić jakąś cyferkę, to idzie łatwiej.
Na koniec kilka ważnych rzeczy :
te duże cyferki, które stawiamy przed cząsteczką to współczynniki stechiometryczne.
nie wolno zmieniać indeksów stechiometrycznych, bo to tak jakbyś zmienił związek chemiczny! Przykładowo woda to H2O, a nie H4O2 ! Te cyferki (indeksy) pozostają niezmienne podczas bilansowania reakcji!
współczynniki stechiometryczne mogą być ułamkowe, po prostu przyjęło się, aby zapisywać je jako najmniejsze całkowite liczby! Co prowadzi nas do kolejnego punktu…
reakcja chemiczna jest jak równanie matematyczne typu : x = y , czyli można je zapisać na nieskończenie wiele sposobów :
x = y
2x = 2y
3x = 3y
½ x = ½ y
i tak dalej!
po prostu przyjęło się, aby zapisywać jako x = y
Czasami wygodnie jest dać ułamek na początku, a na koniec tych ułamków się pozbyć (np. gdy mamy równanie ½ x = ½ y , to aby pozbyć się ułamków mnożymy obustronnie przez dwa, otrzymując x = y).
Zadanie 1 – Zbilansuj następujące równania reakcji :
(f) 2N2O5 ⟶ 2N2O4 + O2 (g) 2KNO3 ⟶ 2KNO2 + O2 (h) NH4NO3 ⟶ N2O + 2H2O (w tym związku często nie zauważa się, że tam są dwa atomy azotu) (i) NH4NO2 ⟶ N2 + 2H2O (j) 2NaHCO3 ⟶ Na2CO3 + H2O + CO2 (l) 2HCl + CaCO3 ⟶ CaCl2 + H2O + CO2 (h) 2Al + 3H2SO4 ⟶ Al2(SO4)3 + 3H2 (i) CO2 + 2KOH ⟶ K2CO3 + H2O (k) Be2C + 4H2O ⟶ 2Be(OH)2 + CH4 (m) 2NH3 + 3CuO ⟶ 3Cu + N2 + 3H2O
Reakcji z gwiazdką zapewne nie udało się zrobić albo było bardzo ciężko. To dlatego, że to troszkę inny rodzaj reakcji (tzw. reakcja redoks), które charakteryzują się właśnie tym, że ciężko je zbilansować. Poznamy na nie inne sposoby 🙂
