شیمی 3 - تفاوت فاز و حالت منظور از حالت ماده جامد ، مایع و گاز است . در صورتیکه منظور از فاز به هر بخشی از ماده که ساختار مولکولی یکسان داشته باشد یک فاز گفته می شود . در واقع می توان چند فاز مختلف با یک حالت داشته باشیم . برای درک بهتر تفاوت آنها به مثالهای زیر توجه کنید . - آب خالص :یک فاز . زیرا تمام قسمتهای آن ساختار مولکولی یکسان دارند . - محلول شکر در آب : یک فاز . زیرا در محلولها ماده حل شونده بطور یکنواخت پراکنده شده و قسمتهای مختلف آن ساختار یکسان دارد .( منظور از ساختار یکسان خالص بودن ماده نیست بلکه یکنواخت بودن پراکندگی مولکولهای آن است ، حتی اگر ناخالص باشد ) - محلول اشباع شکر در آب که مقداری شکر جامد حل نشده در آن وجود داشته باشد : دو فاز ، فاز محلول و فاز شکر جامد - محلول اشباع شکر و نمک طعام در آب که مقداری شکر و نمک جامد در آن وجود داشته باشد : سه فاز ، فاز محلول ، فاز شکر جامد ، فاز نمک طعام جامد - مخلوط آب و روغن : دو فاز ، فاز آب و فاز روغن . در این مثال با اینکه آب و روغن در دو مایع هستند ولی دو فاز می باشند . - آب در حال جوشیدن : دو فاز ، فاز آب و فاز حبابهای بخار آب - مخلوط سدیم کلرید و شکر : دو فاز ، فاز سدیم کلرید و فاز شکر محلولها

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

..................................................

-----------------------------------------------------------------------------------------------

مقدمه انجام واکنش شیمیایی دراکثر موارد باتغییر انرژی همراه می باشد.مقدار گرما از روی میزان تغییری که گرما در خواص قابل اندازه گیری ماده ایجاد می کند ، تعیین می شود. یکی از مناسب ترین این خواص دمای ماده است. گرمای داده شده به ماده در اغلب مواقع سبب بالا بردن دمای آن می شود. گرمای یک واکنش را می توان به روش مستقیم و یا غیرمستقیم تعیین کرد. در روش مستقیم باید مقداری از واکنش دهنده ها را در شرایط مناسب برهم اثر داد و گرمای حاصل از واکنش را به طور مستقیم اندازه گیری کرد. برای این منظور از دستگاهی به نام گرماسنج استفاده می شود. تغییرانرژی وابسته به واکنش های ، عموما به شکل گرما و کار(تغییر حجم) مشاهده می شود. اندازه گیری مقدار این گرما را از طریق گرماسنجی انجام می گیرد. در روش های غیرمستقیم از واکنش هایی که گرمای آن ها معلوم است برای تعیین گرمای واکنش موردنظر استفاده می شود. تغییرانرژی واکنش شیمیایی به شکل گرما را می توان به راه های غیر مستقیم زیر نیز اندازه گیری نمود: · با استفاده از قانون هس · با استفاده از انرژی پیوندها · با استفاده ازگرمای استاندارد تشکیل مواد گرماسنجی(اندازه گیری گرمای واکنش با استفاده از گرماسنج) برای اندازه گیری جریان گرما درمورد فرایندهایی که درآب صورت می گیرد می توان از گرماسنج استفاده نمود. ظرف گرماسنج دارای دیواره های عایق می باشدازاین رو،هرگونه انتقال گرما فقط بین آب ومخلوط واکنش صورت می گیرد.اگر واکنش گرماده باشد موجب گرم شدن آب و بالارفتن دمای آن خواهد شد و درواکنش های گرما گیر دمای آب کاهش می یابد . واكنش بین مقادیر كاملا" معین از مواد حل‌شدنی و حلال صورت می‌گیرد و گرمای آزاد شده، دمای آب و گرماسنج را بالا می‌برد. تعداد كالریهایی كه از واكنش آزاد می‌شود، برابر با حاصلضرب افزایش دما در ظرفیت كل گرماسنج و محتویات آن است. ازروی تغییر دمای آب درون گرماسنج وجرم آب می توان مقدارگرمای منتقل شده درطی انجام یک واکنش برای مقدار مشخصی ازماده رااندازه گرفت . (0C ) تغییردما × (j‎ ⁄g0C) ۴/۱۸۴ × (g)جرم آب = ( j ) مقدار گرمای منتقل شده به آب گرماسنج چیست؟ برای اندازه‌گیری گرمای هر گونه واكنش، از جمله گرمای انحلال از وسیله‌ای به نام گرماسنج استفاده می‌شود. گرماسنج دستگاهی است که برای اندازه گیری گرمای آزاد شده ( یا جذب شده) در یک واکنش شیمیایی به کار برده می شود.در گرماسنج معمولی، یك ظرف واكنش درون ظرف بزرگتری كه كاملا" عایق شده و محتوی وزن معینی آب است، جای دارد. گرماسنج یک ظرف دو جداره است که بین دو جداره آن خلاء شده است و یا به هر نحو با ریختن مواد عایق گرما، هوای آن خارج شده است. در یک گرماسنج خوب مشابه فلاسک، جدار خارجی آن را برای جلوگیری از تشعشع آینه می کنند. گرماسنج شامل دماسنج ، هم زن، در پوش عایق و در بعضی گونه ها مجهز به یک فیلامای الکتریکی جهت گرم کردن محتویات درون آن است. در آزمایش های گرماسنجی به دلایل مختلف از جمله داشتن گرمای ویژه کاملا معین و سهولت تبادل گرما و به تعادل رسیدن آن با مواد دیگر مخلوط ، غالبا یکی از مواد مخلوط را آب اختیار می کنند. گرماسنج ها و موارد استفاده آن ها در این مقاله به دو نوع گرماسنج که در شیمی و آزمایشگاه شیمی استفاده می شوند می پردازیم. این دو نوع گرماسنج عبارتند از : گرماسنج لیوانی و گرماسنج بمبی. گرماسنج لیوانی برای اندازه گیری گرمای یک واکنش در فشار ثابت به کار برده می شود. این وسیله مخصوص واکنش هایی است که در محیط آبی انجام می شوند ( حل شدن نمک ها، واکنش های اسید باز، تشکیل کمپلکس). اگر دمای این گرماسنج کاهش پیدا کند، یعنی واکنش گرماگیر بوده و اگر دمای این گرماسنج افزایش یابد یعنی واکنش گرماده بوده است. گرماسنج ليواني يک سامانه ي بسته به حساب مي آيد زيرا تبادل جرم ندارد اما عايق بندي آن به اندازه ي کافي نيست که هيچ تبادل انرژي با محيط صورت نگيرد. می توان با استفاده از یک ظرف مناسب که با محیط بیرون گرما مبادله نکند یک گرماسنج ساده ساخت .این ظرف می تواند یک لیوان پلاستیکی باشد به این نوع گرماسنج، گرماسنج لیوانی گویند. یک نوع دیگر از گرماسنج ها گرماسنج بمبی است که برای اندازه گیری گرمای یک واکنش در حجم ثابت به کار برده می شود. این نوع گرماسنج برای اندازه گیری گرمای سوختن یک ماده به کار می رود. گرماسنج بمبي طوري ساخته شده است که عايق بندي کاملي براي آن صورت مي گيرد و تا حدود بسیار زیادی مي توان مطمئن شد که هيچ گرمايي از درون گرماسنج به محيط اطراف منتقل نمي شود. بنابراين مي توان گرماسنج بمبي را يک سامانه ي ايزوله به حساب آورد. موارد استفاده گرماسنج لیوانی و گرماسنج بمبی هر گاه بتوان واکنش را در آب یا محلول آبی انجام داد ، از گرماسنج لیوانی استفاده می شود . مانند واکنش محلول سدیم هیدروکسید با محلول اسید ها ، یا واکنش فلز منیزیم با اسیدها .در این گرماسنج تغییرات آنتالپی اندازه گیری می شود.اما اگر نتوان واکنشی را در محیط محلول انجام داد از گرماسنج بمبی استفاده می شود . در این گرماسنج تغییرات انرژی درونی اندازه گیری می شود ، چون درب بمب گرماسنج بسته می شود و حجم ثابت است . برای تبدیل به از رابطه زیر استفاده می شود: nRT + تغییرات انرژيی درونی = تغییرات آنتالپی در رابطه ی فوق: n تعداد مول های گازی ، R ثابت ریدبرگ گازها و T دما بر حسب درجه ی کلوین است. در گرماسنج بمبی، یك اتاقك وجود دارد كه واكنش در آن انجام می شود. این اتاقك درون یك حمام آب قرار دارد كه مرتبا" در حال به هم خوردن است. واكنشی كه درون اتاقك انجام می شود، یا گرماگیر است، یا گرمازا. در طول انجام واكنش، یا انرژی آزاد می شود، یا جذب می شود. چنانچه واكنش گرمازا باشد، گرمای آزاد شده، جذب آب شده، دمای آب را افزایش می دهد. چنانچه واكنش درون اتاقك گرماگیر باشد، گرما را مجبور است از محیط اطراف خود، یعنی آب بگیرد، درنتیجه دمای آب كاهش می یابد. با اندازه گیری دمای آب، قبل و بعد از انجام واكنش، و استفاده از رابطه Q=mc(T2-T1) می توان به میزان گرمای آزاد شده یا جذب شده پی برد. ظرفیت گرمایی گرما سنج ظرفیت گرمایی یك گرماسنج از طریق آزمایش، معین می‌شود. برای اینكار یا واكنشی را كه مقدار گرمای معینی تولید می‌كند در گرماسنج انجام می‌دهند و دمای افزایش یافته آن را اندازه‌گیری می‌كنند و یا گرماسنج را كه مقدار معینی آب دارد را با استفاده از انرژی الكتریكی گرم می‌كنند و با اندازه‌گیری مقدار انرژی الكتریكی مصرف شده و دمای افزایش یافته، ظرفیت گرمایی گرماسنج را به دست می‌آورند. ظرفيت گرمايي ويژه (c) مقدار گرمايي كه بايد به يك كيلو گرم از آن جسم داده شود تا دماي آن را يك درجه سيلسيوس (يا يك كلوين) افزايش يابد.به عبارت ديگر مي توان گفت نسبت مقدار انرژي گرمايي داده (يا گرفته) شده به يك جسم به حاصل ضرب جرم جسم در مقدار افزايش (كاهش) دماي متناظر آن مقدار عددي ظرفيت گرماي ويژه (c) را به دست مي دهد. يعني : /m∆θ C=Q یا ∆T /m C=Q C بر حسب ژول بر گرم بر درجه كلوين يا سيلسيوس، m بر حسب گرم، Q بر حسب ژول، ∆T بر حسب كلوين و ∆θ بر حسب سيلسيوس می باشد. يكاي گرمايي Q از نظر كمي بصورت گرماي يك كيلو كالري كه دماي يك كيلو گرم آب را از 5/14 به 5/15 درجه سيلسيوس افزايش مي دهد تعريف مي شود . براي اندازه گيري گرما در سيستم هاي مهندسي يكاي بريتانيايي گرما را به كار مي برند كه طبق تعريف عبارت از گرماي لازم براي افزايش دماي يك پوند آب از 63 تا 64 درجه فارنهايت است. ظرفيت گرمايي مولي مقدار گرمايي است كه يك مول از يك جسم مي گيرد تا دماي آن يك درجه سانتي گراد بالا رود . يك مول از ماده مقداري از آن ماده است كه شامل تعداد معيني از موجودات بنيادي يعني عدد آووگادرو باشد. در سال 1198-1819 دولون و پتي خاطر نشان كردند كه ظرفيت گرماي مولي تمام عناصر به استثناي چند مورد ، مقاديري در حدود 6cal/molºc دارند . ظرفيت گرمايي مولي از ضرب كردن گرماي ويژه در جرم مولكولي به دست مي آيد.

----------------------------------------------------------

استوکیومتری

استوکیومتری از دو واژه یونانی Stoichein و metron تشکیل شده که اولی به معنای عنصر و دومی به معنای اندازه گیری است. اندازه گیری، یکی از شاخه های علم شیمی است که با روابط کمی میان عناصر در تشکیل مواد مرکب و میان عناصر و مواد مرکب در واکنش های شیمیایی سروکار دارد.

استوکیومتری یک ماده مرکب بر پایه فرمول شیمیایی آن ماده مرکب بنا شده است.

اصول استوکیومتری

اصول استوکیومتری درباره واکنش های شیمیایی از معادلات شیمیایی واکنش ها استخراج می‌شوند. معادلات شیمیایی نمایانگر واکنش های شیمیایی هستند با نمادها و فرمول های عناصر و مواد مرکبی که در این واکنش ها درگیرند. تفسیر استوکیومتری یک معادله شیمیایی بر مبنای مول استوار است.

معادلات شیمیایی

یک معادله شیمیایی را با استفاده از فرمول های درست واکنش دهنده‌ها و محصول‌ها می‌نویسند و با ضرایبی که عده واحدهای فرمولی را مشخص می‌کند، موازنه می‌کنند. اگر پیش از یک فرمول ضریبی نباشد، به منزله آن است که ضریب آن فرمول 1 است. ضرایب یک معادله شیمیایی موازنه شده برای به دست آوردن نسبت مولی میان هر دو ماده که در معادله نشان داده شده است، به کار می‌آید. این نسبت های مولی ، اساس محاسبات استوکیومتری هستند. با استفاده از این نسبت ها می‌توان کمیت نظری یک واکنش دهنده لازم برای واکنش و همچنین کمیت محصول به دست آمده را محاسبه کرد.

استوکیومتری واکنش ها در محلول

بسیاری از واکنش ها در محلول انجام می‌شوند. محاسبات استوکیومتری برای این گونه واکنش ها بر مبنای حجم های محلول های به کار رفته و غلظت این محلول ها صورت می گیرد. غلظت این محلول ‌، مقدار ماده حل شده در مقدار معینی حلال ، یا مقدار ماده حل شده موجود در مقدار معینی از محلول است. چند روش برای بیان غلظت محلول ها به کار می‌رود؛ (مانند نرمالیته ، مولاریته ، مولالیته). مولاریته معمول‌ترین روشی است که برای مطالعه واکنش های استوکیومتری انجام شده در محلول ها به کار می‌رود و مولاریته M یک محلول ، عده مول های ماده حل شده در یک لیتر محلول است، یعنی یک محلول M₃ شامل 3 مول ماده حل شده در 1لیتر محلول است.

استوکیومتری و حجم گازها

مسائل استوکیومتری را می‌توان بر اساسی حجم گازهای درگیر در یک واکنش شیمیایی بنا نهاد. از قانون ترکیب حجمی گیلوساک برای حل مسائل مربوط به حجم دو گاز استفاده می‌شود. برخی مسائل، به رابطه بین حجم یک گاز و جرم یک ماده دیگر مربوط می‌شود. طبق معمول ، کلید حل این مسائل ، مول است

======================================================================

شرح درس:

اغلب واکنش های شیمیایی در حالت محلول انجام می شود. واکنش های شیمیایی که در بدن انسان صورت می پذیرد، در محلول ها روی می دهد.

در صنعت و یا در کارهای آزمایشگاهی نیز برای این که مواد با هم واکنش دهند، می بایستی در یک حلال مناسب حل شوند.

برای بیان ویژگی های محلول و محاسبات استوکیومتری می توان از غلظت محلول استفاده کرد که به صورت های زیر می باشد:

الف) غلظت معمولی (گرمی): نشان دهنده ی مقدار گرم ماده حل شونده در یک لیتر محلول می باشد که به بیان دیگر می توان نوشت.

ب) غلظت مولی (مولاریته): تعداد مول های ماده ی حل شونده در یک لیتر محلول می باشد که می توان به صورت زیر نوشت.

اگر واکنش شیمیایی در محلول های آبی انجام شود، مقدار هر واکنش دهنده در حالت محلول به حجم و غلظت آن ماده در محلول بستگی دارد.

برای حل این دسته از مسائل به نکات زیر توجه کنید:

محلول مولار یعنی محلول یک مولاری که مولاریته آن یک مول بر لیتر است.

محلول دسی مولار یعنی محلول 1/0 مولار که مولاریته ی آن 1/0 مول بر لیتر است.

محلول سانتی مولار یعنی محلول 01/0 مولار که مولاریته ی آن01/0 مول بر لیتر است.

توجه داشته باشید که از آنجایی که استوکیومتری بر مبنای مول بیان می شود، با استفاده از غلظت مولی یا مولاریته محلول ها می توان مول ماده را به حجم محلول (لیتر) یا بالعکس ربط داد.

تمرین) می خواهیم 100 ml محلول سدیم کلرید 2 مولار تهیه کنیم، به چند گرم Nacl نیاز داریم.

در فرض مسئله داریم که حجم سدیم کلرید را داریم، با توجه به مقدار مولاریته می توان جرم مورد نیاز را یافت.

در فرض مسئله داریم که حجم سدیم کلرید را داریم، با توجه به مقدار مولاریته می توان جرم مورد نیاز را یافت.

با توجه به جدول تناوبی می دانیم که یک مول NaCl جرمی معادل 5/58 گرم دارد.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

استوکیومتری فرمولی

اهداف درس:

آشنایی با انواع مختلف استوکیومتری

آشنایی دقیق با استوکیومتری فرمولی

آشنایی با تبدیل تعداد مول ها به جرم و برعکس

شرح درس:

در درس های قبلی با مفهوم استوکیومتری و مفاهیم مربوط به آن هم چون اتم گرم و مولکول گرم و غیره آشنا شدیم...

نکته ای که در ابتدای این درس می بایستی ذکر شود: تبدیل تعداد مول به جرم است.

با توجه به ابزارهای اندازه گیری در آزمایشگاه های شیمی؛ به نظر می رسد که

جرم کمیتی است که به آسانی توسط ترازو قابل اندازه گیری است.

پس به نظر می رسد تبدیل مول به جرم و برعکس اهمیت زیادی دارد.

دقت داشته باشید که اگر مول ماده داده شده باشد و جرم آن خواسته شده باشد؛ می توانید از فرمول فوق استفاده کنید.

به طور کلی دو نوع استوکیومتری وجود دارد:

1- فرمولی

2- واکنش

- استوکیومتری فرمولی:

تعاریف پایه:

فرمول مولکولی هر ترکیب؛ نوع عنصرها و تعداد اتم های هر عنصر را در هر ترکیب نشان می دهد.

فرمول تجربی هم؛ نوع عنصرها و ساده ترین نسبت تعداد اتم های هر عنصر را نمایش می دهد.

فرمول ساختاری هر ترکیب؛ علاوه بر نوع عنصرها و تعداد اتم های هر عنصر، نوع پیوندهای بین اتمی را نیز نشان می دهد.

فرمول تجربی را در آزمایشگاه چگونه محاسبه می کنند؟!

روش تجزیه عنصری روشی است که توسط آن نوع عنصرهای تشکیل دهنده و درصد جرمی هر عنصر را در ترکیب مشخص می کند و طی انجام مراحلی، فرمول تجربی ترکیب به دست می آید.

برای بدست آوردن فرمول تجربی هر ترکیب، مراحل زیر را طی کنید:

1- بااستفاده از درصد جرمی عنصرها، فهرستی از جرم عنصرها تعیین کنید.

2- تعداد مول هر عنصر را با استفاده از جرم داده شده و جرم اتمی هر عنصر مشخص کنید.

3- تعداد مول های به دست آمده را به کوچکترین عدد تقسیم کرده تا نسبت مولی به دست آید.

4- در صورت لزوم ، اعداد به دست آمده را گرد کنید و با توجه به آن، اعداد فرمول تجربی ترکیب را بنویسید.

تذکر: در صورتی که جرم مولی ترکیب را داشته باشید، می توانید با استفاده از رابطه ی زیر، فرمول مولکولی ترکیب را محاسبه کنید.

برای این که بتوانید فرمول تجربی یک ترکیب را به دست آورید؛ به مثال های زیر توجه کنید:

مثال1:

ترکیبی داریم که تنها از اتم کربن و اتم هیدروژن تشکیل شده است و شامل 14/53 g کربن و 4/82 g اتم هیدروژن است؛ فرمول تجربی این ترکیب را به دست آورید.

پاسخ:

با توجه به جدول مندلیف، می دانیم که جرم اتمی کربن 12 و جرم اتمی هیدروژن 1 است. حال باید مقدار مول اتم کربن و مول اتم هیدروژن را بیابیم:

می دانیم که یک مول اتم کربن 12 gجرم دارد حال باید ببینیم که 14/53 g کربن چند مول است خواهیم داشت:

و به طریق مشابه برای هیدروژن خواهیم داشت:

حالا می توان نتیجه گرفت که فرمول تجربی ترکیب CH₄ می باشد.

مثال 2:

فرض کنید 01/0 مول از فلز A با 24/0 گرم اتم اکسیژن ترکیب شده است. فرمول تجربی این ترکیب را بیابید.

پاسخ:

ابتدا مقدار مول اکسیژن مصرف شده را محاسبه می کنیم:

چون تعداد اتم های اکسیژن عدد صحیح نمی باشد، عددی ضرب می کنیم تا 5/1 به کوچکترین عدد صحیح تبدیل شود و همان عدد را در n_A نیز ضرب می کنیم. سپس n_A و n_O را در 2 ضرب می کنیم پس فرمول تجربی ترکیب را می توانیم به صورت A₂O₃ پیش بینی کنیم.

موازنه کردن معادله ی یک واکنش شیمیایی

در مقاله قبلی در مورد نماد شیمیایی و معادله ی شیمیایی واکنش ها توضیحاتی ارائه شد.

در این مقاله به بررسی قانون پایستگی ماده یا جرم خواهیم پرداخت و نحوه ی موازنه کردن یک معادله ی شیمیایی ارائه خواهد شد...

در طی انجام واکنش های شیمیایی نه اتمی از بین نمی رود و نه اتمی ایجاد می شود. بلکه در حین انجام واکنش اتم های واکنش دهنده ها به شیوه ای دیگر به هم متصل می شوند.

(مشابه این قانون پیوستگی انرژِی نیز چنین عنوان می شود که انرژی از بین نمی رود و به وجود نمی آید، بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می شود.) پس ...

در یک معادله ی شیمیایی، می بایستی تعداد اتم های عناصر در دو طرف معادله یکسان باشد.

به طور مثال اگر از اتم x در سمت واکنش دهنده ها 5 عدد وجود دارد، حتماً در طرف دیگر واکنش در بخش فراورده نیز از اتم x تعداد 5 عدد وجود داشته باشد.

مثال زیر، معادله ی واکنش شیمیایی سوختن گاز متان است:

به ترتیب برای تعداد هر اتم، در سمت راست و چپ واکنش (واکنش دهنده ها و فراورده ) باید بررسی شود. اتم کربن در هر دو طرف معادله یک عدد می باشد. با قرار دادن عدد 2 در پشت آب ( H₂O) خواهیم دید که تعداد اتم های هیدورژن در هر دو طرف معادله برابر 4 اتم می باشد. تعداد اتم های اکسیژن در سمت راست 4 اتم می باشد پس با قرار دادن ضریب دو برای اکسیژن (O₂)تعداد اتم های اکسیژن در دو طرف معادله 4 و برابر می باشد.

به هنگام موازنه کردن این معادله ی شیمیایی، زیروند (اندیس) های موجود در فرمول شیمیایی واکنش دهنده ها و فرآورده ها تغییر نکرد، بلکه ضرایب غیر کسری مناسبی انتخاب و پیش از فرمول شیمیایی واکنش دهنده ها و فراورده ها قرار گرفت. این

ضرایب طوری انتخاب می شوند که تعداد اتم های موجود در دو سوی معادله ی شیمیایی برابر باشد.

طبق قرارداد؛

ضرایب نهایی موجود در یک معادله ی موازنه شده بایستی کوچک ترین عدد صحیح (غیر کسری) ممکن باشد.

به مثال های زیر توجه کنید:

موازنه کردن به روش والسی

رایج ترین روش برای موازنه کردن یک معادله شمیایی، روش وارسی نام دارد. در این روش

ابتدا لازم است برای برابر کردن تعداد اتم های هر یک از عنصرها در دو سوی معادله، عنصر به عنصر مراحل انتخاب ضریب (برای یک واکنش دهنده ها یا فراورده دارای آن عنصر) صورت پذیرد و سپس اقدام به شمارش اتم ها در دو سوی معادله کرد.

برای موازنه کردن معادله ی شیمیایی واکنش به روش وارسی اقدامات زیر الزامی است:

1. 1- تعداد اتم های هر یک از عنصرها در دو طرف واکنش شمرده شود.
2. 2- انتخاب عنصر مرجع:
3. یک ترکیب از واکنش دهنده ها یا فراورده یا بیش ترین تعداد اتم از عنصری غیر از هیدروژن و اکسیژن انتخاب شود و برای آن اتم موازنه برای دو طرف معادله انجام شود.
4. 3- تعداد اتم های اکسیژن موازنه گردد.
5. 4- در پایان تعداد اتم های هیدروژن نیز موازنه گردد.

انتخاب عنصر آغاز گر برای موازنه، حساس ترین مرحله در موازنه یک واکنش شیمیایی است.

این عنصر باید به ترتیب اولویت شرایط زیر را داشته باشد:

1. 1- در هر سمت واکنش فقط در ساختار یک ماده حضور داشته باشد.
2. 2- تا حد امکان نباید در ساختار یک ماده ی تک عنصری شرکت داشته باشد، مگر این که هیچ عنصری شرط اول را نداشته باشد.
3. 3- بین دو عنصر که هر دو شرایط 1 و 2 را دارند موازنه را از ساختار ترکیبی آغاز می کنیم که نوع و تعداد اتم های بیشتر باشد.
4. 4- اگر بین دو عنصر، شرایط بالا یکسان بود، به زیر وند ها دقت می کنیم و ابتدا عنصری را موازنه می کنیم که زیر وند بزرگتری دارد.

نکته: اگر در موازنه با ضریب کسری مواجه شدیم، کل طرفین را باید در کوچکترین مضرب مشترک کسرها ضرب کنیم تا ضریب های کسری از بین بروند.

به مثال های زیر توجه کنید:

عنصر آغازگر Fe است.

عنصر آغاز گر H است.

در مقالات بعدی در مورد انواع واکنش های شیمیایی توضیحاتی ارائه خواهد شد.

-----------------------------------------------------------

واکنش های شیمیایی و شیوه های نمایش آن

اهداف:

آشنایی با پدیده های شیمیایی و فیزیکی

آشنایی با معادله واکنش

آشنایی با نمادهای شیمیایی

شرح

به طور کلی، پدیده ها و واکنش هایی را که به صورت روزمره در جهان رخ می دهد؛ به دو دسته واکنش های فیزیکی و شیمیایی تقسیم می کنند.

برای نمونه ذوب شدن، تبخیر و میعان که فقط تغییر حالت مواد در آن رخ می دهد، جزء واکنش های فیزیکی است. و زنگ زدن آهن، هضم غذا و تنفس از جمله واکنش های شیمیایی است.

تغییرات فیزیکی:

تغییراتی که در آن ها فقط و فقط حالت فیزیکی ماده تغییر می کند و ماهیت شیمیایی مواد ثابت باقی مانده و دچار تغییر نمی شوند.

در معادله های شیمیایی، برای نمایش حالت فیزیکی مواد از اندیس های زیر استفاده می شود: گاز را با (g) و مایع را با ( l)و حالت جامد رابا (s) نمایش می دهند. اگر در واکنش های شیمیایی، مواد محلول باشند؛ در صورتی که حلال محلول آبی باشد آن را با (aq) و اگر حلال غیر آبی باشد با (sol) مایش داده می شود.

تغییرات شیمیایی:

تغییراتی که در آن خاصیت و ماهیت مواد و ساختار ذره های تشکیل دهنده ی مواد تغییرات اساسی کنند و بر اثر این واکنش ها، مواد جدیدی ایجاد شود.

یک پدیده ی شیمیایی توسط معادله شیمیایی مربوط به آن پدیده یا واکنش نشان داده می شود.

معادله ی نوشتاری و معادله ی نمادی از نمونه های معادله ی شیمیایی می باشد.

در معادله ی نوشتاری، فقط نام واکنش دهنده ها در سمت چپ و نام فراورده ها در سمت راست قرار می گیرند

مانند:

و در معادله ی نمادی، از فرمول شیمیایی و نمادهای آن برای توصیف پدیده ی شیمیایی استفاده می شود. مانند:

CH₄(g) + O₂(g) H₂O (g)+CO₂(g)

واکنش کامل (یکطرفه): واکنش دهنده ها فقط فراورده تولید می کنند.

برخی از پدیده های شیمیایی برای این که روی دهند، نیازمند شرایط خاصی هستند که این شرایط باید روی پیکان نوشته شود، معمولاً شرایط ویژه ای که باید روی پیکان ها نوشته شود: دمای ویژه، فشار معین، گرما و کاتالیزگر می باشد. به جدول زیر دقت کنید.

نمادهای نمایش داده شده در جدول در معادله های شیمیایی استفاده می شود.

از هر معادله ی شیمیایی می توانیم اطلاعاتی در مورد فیزیکی ماده (جامد، مایع و ...) نسبت مولی مواد موجود در واکنش (ضریب های عددی فرمول های شیمیایی مواد) و حتی شرایط لازم برای انجام واکنش که روی پیکان نوشته می شود و گرماگیر و یا گرماده بودن واکنش و نوع واکنش که سوختن است یا تجزیه و یا ترکیب را کسب نماییم.

ولی همانطور که می دانید؛ هرگز از یک معادله ی شیمیایی نمی توان اطلاعاتی نظیر سرعت و شدت واکنش، میزان پیشرفت واکنش و چگونگی مخلوط شدن واکنش دهنده ها، سازو کار واکنش (چگونگی ترکیب و سازکار واکنش دهنده ها روی تولید فراورده)، شرایط ایمنی واکنش و یا خالص یاناخالصی واکنش دهنده ها را به دست آورد