Για να απλοποιηθεί η καταγραφή των χημικών διεργασιών και η καλύτερη αντίληψή τους, χρησιμοποιείται η εξίσωση αντίδρασης. Είναι μια υπό όρους καταγραφή της αλληλεπίδρασης των ουσιών μεταξύ τους και, ως εκ τούτου, του σχηματισμού νέων προϊόντων. Με μια τέτοια σχηματική «εικόνα», προκειμένου να συμμορφωθεί με το νόμο της διατήρησης της μάζας της ύλης, χρησιμοποιούνται αριθμητικοί συντελεστές. Μια τέτοια περιγραφή των χημικών αντιδράσεων χρησιμοποιώντας αριθμούς και σύμβολα προτάθηκε το 1615 από τον Jean Begun. Αργότερα, μετά την ανακάλυψη των νόμων της στοιχειομετρίας, άρχισαν να χρησιμοποιούνται ποσοτικές τιμές.
Η εξίσωση της χημικής αντίδρασης γράφεται ως εξής:
- Στην αριστερή πλευρά της σχηματικής «εικόνας» υπάρχουν ουσίες μεταξύ των οποίων λαμβάνει χώρα η αλληλεπίδραση, μεταξύ τους τοποθετείται το σύμβολο «+». Στην αριστερή πλευρά είναι τα προϊόντα αντίδρασης, δηλ. νέες ενώσεις που σχηματίζονται. Ένα βέλος τοποθετείται μεταξύ του αριστερού και του δεξιού τμήματος, που δείχνει την κατεύθυνση της αντίδρασης. Για παράδειγμα, C+E → SE.
- Στη συνέχεια τοποθετούνται οι συντελεστές, το έργο των οποίων είναι η «εξίσωση», δηλ. βεβαιωθείτε ότι ο αριθμός κάθε τύπου ατόμου πριν από την αντίδραση είναι ίσος με τον αριθμό των ατόμων μετά από αυτήν. Έτσι λειτουργεί ο νόμος της διατήρησης της μάζας. Για παράδειγμα, 2HCl – H2+Cl2.
Υπάρχει μια εξίσωση κινητικής αντίδρασης που εκφράζει την εξάρτηση του ρυθμού μιας χημικής διεργασίας από τη συγκέντρωση των ουσιών που έχουν εισέλθει σε αλληλεπίδραση. Μια απλή τέτοια αντίδραση, που πηγαίνει σε ένα στάδιο, γράφεται σχηματικά ως εξής: V=k[A1] n1 [A 2]n2 όπου
V – ρυθμός αντίδρασης;
[A1], [A2] – συγκεντρώσεις ουσίας;
K είναι η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης, η οποία εξαρτάται από τη φύση των αλληλεπιδρώντων ουσιών και τη θερμοκρασία·
1, n2 – σειρά αντίδρασης.Αν η αντίδραση πάει σε πολλά στάδια, τότε συνθέτουν ένα σύστημα κινητικών εξισώσεων, καθεμία από τις οποίες θα περιγραφεί χωριστά.
Επίσης, ξεχωριστός τύπος είναι η ιοντική εξίσωση της αντίδρασης, η οποία, όταν συντάσσεται, έχει χαρακτηριστικά, επειδή οι ουσίες που καταγράφονται σε αυτό έχουν τη μορφή ιόντων. Μια τέτοια σχηματική αναπαράσταση μιας χημικής αλληλεπίδρασης είναι τυπική μόνο για αντιδράσεις υποκατάστασης και ανταλλαγής, σε υδατικά διαλύματα ή κράματα, κατά τις οποίες σχηματίζεται ίζημα, απελευθερώνονται ουσίες κακής διάσπασης (νερό) ή αέριο. Για παράδειγμα: το υδροχλωρικό οξύ και το υδροξείδιο του καλίου αντιδρούν χημικά για να σχηματίσουν αλάτι και νερό.
HCl + KOH– KCl + H2O
Γράφουμε αυτές τις ουσίες με τη μορφή ιόντων, με εξαίρεση το νερό, γιατί. δεν διαχωρίζεται. Μια τέτοια εξίσωσηΟι αντιδράσεις θα ονομάζονται πλήρεις ιοντικές.
H+ + Cl- + C++ OH - --K++Cl-+H2O
Τώρα σε αυτό το σχήμα, σύμφωνα με την αρχή της ομοιότητας, "μειώνουμε" τα επαναλαμβανόμενα ιόντα στη δεξιά και την αριστερή πλευρά και παίρνουμε:
N+ + OH- -- N2O.
Επίσης, οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, που χαρακτηρίζονται από αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης των ατόμων, θα έχουν χαρακτηριστικά στην προετοιμασία μιας σχηματικής εγγραφής. Είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν τα άτομα που έχουν αλλάξει την κατάσταση οξείδωσης και να σχηματιστεί μια ηλεκτρονική ισορροπία, βάσει της οποίας στη συνέχεια να οργανωθούν οι συντελεστές.
Έτσι, η εξίσωση της χημικής αντίδρασης είναι μια σχηματική καταγραφή ολόκληρης της πολύπλοκης διαδικασίας σχηματισμού νέων ουσιών μέσω αποσύνθεσης, συνδυασμού, υποκατάστασης και ανταλλαγής. Παρέχει επίσης ποιοτικές και ποσοτικές πληροφορίες σχετικά με τα αντιδρώντα και τα προϊόντα αντίδρασης.
