Chemická rovnica: definícia, zápis a príklady
Naučte sa zapisovať a vykladať chemické rovnice: definícia, príklady, stavy látok a balansovanie pre študentov aj učiteľov.
Chemická rovnica je stručný zápis chemickej reakcie, ktorý pomocou symbolov prvkov a zlúčenín ukazuje, ktoré látky reagujú (reaktanty) a ktoré látky vznikajú (produkty). Na základe znalostí chemikov o tom, ako jednotlivé látky medzi sebou reagujú, zapisujeme v rovniciach názvy alebo vzorce a podľa potreby pridávame číselné koeficienty, aby sme dodržali zákon zachovania hmoty. Rovnice teda umožňujú predpovedať, či a aké nové látky vzniknú pri zmiešaní dvoch alebo viacerých chemikálií a v akom pomere.
Zápis rovníc a označenie stavov
Chemické rovnice sa zapisujú pomocou vzorcov látok, pričom sa uvádza aj ich fyzikálny stav:
- (s) – pevná látka (solid)
- (l) – kvapalina (liquid)
- (g) – plyn (gas)
- (aq) – roztok vo vode (aqueous)
Medzi reaktantmi používame znamienko +, ktoré znamená „spolu“ alebo „a“, a smer reakcie sa značí šípkou →, ktorá ukazuje od reaktantov k produktom. Koeficienty pred vzorcami udávajú počet molekúl alebo molov danej látky; ak je koeficient 1, obyčajne sa neuvádza.
Príklad – zrážacia reakcia
V pôvodnom texte je uvedený príklad zmiešania dvoch vodných roztokov:
Vodný roztok chloridu sodného (NaCl(aq)) a iný vodný roztok dusičnanu strieborného (AgNO3(aq)). Ich zmiešaním vznikne dusičnan sodný (NaNO3(aq)) a chlorid strieborný (AgCl(s)).
Zápis reakcie v symboloch:
NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
V tomto prípade sa z roztokov vytvorí pevná látka AgCl – tzv. zrazenina. Reakciu medzi oboma roztokmi nazývame zrážacia reakcia alebo dvojitá zámenná (double displacement) reakcia, pretože vzniknutá pevná látka nie je rozpustená, zatiaľ čo ostatné produkty zostávajú v roztoku.
Pri skúmaní iontového zloženia možno rovnicu upraviť na úplnú iontovú rovnici:
Na+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) → Na+(aq) + NO3-(aq) + AgCl(s)
Po skrátení (vynechaní divákov, teda iónov, ktoré zostávajú nezmenené) dostaneme čistú iónovú (netto) rovniciu:
Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)
Vyrovnávanie chemických rovníc
Pri písaní chemických rovníc je dôležité vyrovnať počet atómov každého prvku na oboch stranách rovnice, pretože platí zákon zachovania hmoty. Základné kroky pri vyrovnávaní:
- Napíšte správne vzorce všetkých reaktantov a produktov.
- Spočítajte počet atómov každého prvku na oboch stranách.
- Pridávajte koeficienty (celé čísla) pred vzorce tak, aby sa počty atómov vyrovnali. Nezasahujte do samotných vzorcov menením indexov (subscriptov).
- Skontrolujte, či sú všetky koeficienty v najjednoduchšom pomere.
Krátky príklad vyrovnanej reakcie spaľovania metánu:
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
Druhy reakcií – stručný prehľad
- Syntéza (zlučovacia): A + B → AB
- Rozkladná: AB → A + B
- Jednoduchá zámenná (displacement): A + BC → AC + B
- Dvojitá zámenná (zrážacia): AB + CD → AD + CB (napr. príklad s AgCl)
- Kyselina–zásada (neutralizácia): HCl + NaOH → NaCl + H2O
- Redox (oxidačno-redukčné): dochádza k výmene elektrónov medzi látkami
Tipy a bežné chyby
- Nezamieňajte fyzikálny stav (s, l, g, aq) s oxidačným stavom prvku.
- Pri iónových zlúčeninách uvažujte o tom, ktoré ióny sú „divákmi“ (nezúčastňujú sa priamo na tvorbe zrazeniny či plynu) a možno ich vynechať pri písaní čistej iónovej rovnice.
- Pri redoxných reakciách často pomôže rozobrať reakciu na polovičné rovnice (oxidácia a redukcia) a potom ich spojiť s vyrovnaným počtom elektrónov.
Dodatok – prečítajte si viac
Chemické rovnice sú základom pri výpočtoch v stoichiometrii, určovaní výťažkov reakcií a pri navrhovaní laboratorných postupov. Pri ďalšom štúdiu sa oplatí precvičovať vyrovnávanie rôznych typov reakcií a zostavovať aj iontové a nettorovncie pre vodné systémy.
Viac o chemických rovniciach
Chemické rovnice musia byť vyvážené, aby bol splnený zákon zachovania hmoty. Chemické rovnice hovoria, že v uzavretom systéme sa hmota nevytvára ani neničí. Chemická rovnica musí byť vyvážená, aby sa dodržal zákon zachovania hmotnosti. Vyvážená chemická rovnica nastane vtedy, keď sa počet atómov rôznych prvkov na strane reaktantov rovná počtu atómov na strane produktov.
Vyvažovanie chemických rovníc je procesom pokusov a omylov. Ak chcete rovnicu vyvážiť, musíte zmeniť množstvá reaktantov a produktov. Podľa potreby sa doplnia koeficienty pred príslušné vzorce. Pri vyvažovaní rovnice nikdy nemeňte indexy, pretože tým sa mení látka. Na určenie počtu atómov každého prvku sa v každom vzorci vynásobí koeficient s čiastkovými znakmi.
Metódy vyrovnávania chemických rovníc
Chemická rovnica je písomné symbolické znázornenie chemickej reakcie. Reaktanty sú uvedené na ľavej strane a chemické produkty na pravej strane. Zákon zachovania hmotnosti hovorí, že pri chemickej reakcii nemôže vzniknúť žiadny atóm. Takisto sa nemôžu zničiť. Takže počet atómov, ktoré sú prítomné v reaktantoch, musí vyvážiť počet atómov, ktoré sú prítomné v reakcii.
Existujú dva postupy vyrovnávania chemickej rovnice. Prvým z nich je vyvažovanie pomocou inšpekcie. Vyvažovanie kontrolou je najzákladnejšia používaná metóda. Najlepšie funguje pri jednoduchých problémoch. Tie zložitejšie si vyžadujú skúsenosti. Druhým je vyvažovanie numerickou metódou. Najdôležitejšie časti numerickej methoty, na rozdiel od metódy kontroly, dáva odpoveď. Ak sa reakcia dá vyvážiť, možno vidieť koeficienty. Ak sa reakcia nedá vyvážiť, znamená to, že je viac neidentifikovaných ako nezávislých výrokov alebo že výroky sú opačné. Kontrolnou metódou sa nedokáže, že rovnicu nemožno vyvážiť.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to chemická rovnica?
Odpoveď: Chemická rovnica je spôsob, ako predpovedať spôsob, akým budú dve alebo viac chemických látok fungovať spoločne.
Otázka: Ako chemici používajú chemické rovnice?
Odpoveď: Chemici používajú chemické rovnice na to, aby správne odhadli, či po zmiešaní dvoch alebo viacerých chemikálií dostaneme novú chemikáliu a aká to bude chemikália.
Otázka: Ako sa píšu chemické rovnice?
Odpoveď: Chemické rovnice sú buď formulované, alebo napísané pomocou symbolov prvkov, množstva prvku a jeho skupenstva (pevná látka, kvapalina, plyn).
Otázka: Aký je príklad chemickej rovnice?
Odpoveď: Príklad chemickej rovnice je: NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
Otázka: Čo je to zrazenina?
Odpoveď: Zrazenina je pevná látka, ktorá vzniká zmiešaním dvoch roztokov.
Otázka: Čo je to zrážacia reakcia?
Odpoveď: Zrážacia reakcia je reakcia medzi dvoma roztokmi, pri ktorej vzniká zrazenina.
Otázka: Sú všetky produkty, ktoré vznikajú pri zrážacej reakcii, rozpustené?
Odpoveď: Nie, pevná látka, ktorá vzniká pri zrážacej reakcii, nie je rozpustená, zatiaľ čo všetky ostatné produkty rozpustené sú.
Prehľadať