heim » Innenarchitektur » So finden Sie Koeffizienten in chemischen Gleichungen. Beispiel für die Analyse einfacher Reaktionen

So finden Sie Koeffizienten in chemischen Gleichungen. Beispiel für die Analyse einfacher Reaktionen

Der Lehrer ist die Hauptfigur bei der Organisation der kognitiven Aktivität der Schüler und sucht ständig nach Möglichkeiten, die Effektivität des Unterrichts zu verbessern. Die Organisation eines effektiven Unterrichts ist nur mit der Kenntnis und dem geschickten Einsatz verschiedener Formen des pädagogischen Prozesses möglich.

1. Ein moderner Mensch muss nicht nur über eine Summe an Wissen und Fähigkeiten verfügen, sondern auch über die Fähigkeit, die Welt als ein einziges, komplexes, sich ständig weiterentwickelndes Ganzes wahrzunehmen.

Herunterladen:

Vorschau:

Artikel zum Thema Chemie: „Anordnung von Koeffizienten in chemischen Gleichungen“

Zusammengestellt von: Chemielehrer

GBOU-Sekundarschule Nr. 626

Kazutina O.P.

Moskau 2012

„Anordnung von Koeffizienten in chemischen Gleichungen“

Algorithmus zur Vorbereitung auf eine Unterrichtsstunde

Themenwahl, Ziele definieren;

Inhaltsauswahl;

Ermittlung von Mitteln und Wegen zur Entwicklung einer positiven Motivationseinstellung der Schüler gegenüber der Arbeit im Klassenzimmer;

Festlegung der Ausstattung des Unterrichts mit dem notwendigen visuellen und didaktischen Material;

Entwicklung eines Unterrichtsplans

Beispiel einer Chemiestunde „Anordnung von Koeffizienten in einer chemischen Gleichung“ für Lehrer

Ziel: Beantworten Sie die Frage: „Warum müssen Sie Koeffizienten in eine chemische Gleichung einfügen?“

Aufgaben:

Das Problem der Notwendigkeit, Koeffizienten zuzuweisen

Algorithmus zum Festlegen von Koeffizienten

Beweis der Bedeutung der Koeffizientenanordnung

Während des Unterrichts:

Ein moderner Student geht, wenn er studiert, mit dem Wissen, das er erhält und verarbeitet, pragmatisch um. Daher sollte der bereitgestellte Stoff logisch und prägnant in Ihren Kopf passen.

Um dies zu erreichen, sollte der Lehrer immer darauf achten Wofür Die eine oder andere Aktion muss im Unterricht gelernt werden. Das heißt, der Lehrer muss es erklären. Und dann warten Sie im positiven Sinne auf die richtigen Fragen zum neuen Thema.

Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen

Der berühmte englische Chemiker R. Boyle entdeckte, dass die Masse der Metalle größer wurde, als er verschiedene Metalle in einer offenen Retorte kalzinierte und sie vor und nach dem Erhitzen wog. Aufgrund dieser Experimente berücksichtigte er die Rolle der Luft nicht und kam zu dem falschen Schluss, dass sich die Masse von Stoffen durch chemische Reaktionen verändert. R. Boyle argumentierte, dass es eine Art „feurige Materie“ gibt, die sich beim Erhitzen eines Metalls mit dem Metall verbindet und so seine Masse erhöht.

Mg + O 2  MgO

24 g 40 g
M. V. Lomonosov kalzinierte Metalle im Gegensatz zu R. Boyle nicht im Freien, sondern in verschlossenen Retorten und wog sie vor und nach der Kalzinierung. Er bewies, dass die Stoffmasse vor und nach der Reaktion unverändert bleibt und dass beim Kalzinieren dem Metall ein Teil der Luft zugesetzt wird. (Sauerstoff war zu diesem Zeitpunkt noch nicht entdeckt worden.) Die Ergebnisse dieser Experimente formulierte er in Form eines Gesetzes: „Alle Veränderungen, die in der Natur auftreten, sind solche Zustände, dass alles, was einem Körper entnommen wird, einem anderen hinzugefügt wird.“ Derzeit ist dieses Gesetz wie folgt formuliert:
Die Masse der Stoffe, die eine chemische Reaktion eingegangen sind, ist gleich der Masse der gebildeten Stoffe

Mg + O 2  MgO

24g 32g 40g

Frage: Das Gesetz ist nicht erfüllt (da die Massen der Ausgangs- und Endstoffe nicht gleich sind).

Die Lösung dieses Problems ist die Anordnung der Koeffizienten (Ganzzahlen, die die Anzahl der Moleküle angeben):

2Mg + O 2  2MgO

48 g 32 g 80 g – die Massen vor und nach der Reaktion sind gleich, da auch die Anzahl der Atome der Elemente vor und nach der Reaktion gleich ist.

Nachdem Sie den Schülern die Notwendigkeit bewiesen haben, Massenkoeffizienten auszugleichen, können Sie sogar auf einige der vorherigen Themen verzichten: Formeln für Stoffe nach Wertigkeit erstellen, Masse, Stoffmenge berechnen... Auch eine Geschichte über die Tatsache, dass das Gesetz Die Erhaltung der Masse der Materie wurde 20 Jahre später von A. Lavoisier „wiederentdeckt“, nachdem er sie einerseits geklärt, aber M.V. völlig außer Acht gelassen hatte. Lomonosov mit ethischen Fragen kann beispielsweise in Form eines Berichts einer unabhängigen Untersuchung überlassen werden.

Um Aufgaben dieser Art erfolgreich zu lösen, müssen Sie die Bedingung verstehen: Die Anzahl der Atome vor der Reaktion db ist gleich der Anzahl der Atome nach der Reaktion: Lassen Sie uns gemeinsam Folgendes lösen:

H 2 S + 3O 2  SO 2 + 2H 2 O (wir verdoppeln die Sauerstoffwerte auf der rechten Seite. Wir zählen sie auf der linken Seite)

CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O

Wir haben die Koeffizienten in die Verbrennungsgleichungen zweier Gase eingesetzt

Um herauszufinden, wie man eine chemische Gleichung ausgleicht, müssen Sie zunächst den Zweck dieser Wissenschaft kennen.

Definition

Die Chemie untersucht Stoffe, ihre Eigenschaften und Umwandlungen. Wenn es zu keiner Farbveränderung, Ausfällung oder Freisetzung einer gasförmigen Substanz kommt, findet keine chemische Wechselwirkung statt.

Beim Feilen eines Eisennagels verwandelt sich das Metall beispielsweise einfach in Pulver. In diesem Fall findet keine chemische Reaktion statt.

Die Kalzinierung von Kaliumpermanganat geht mit der Bildung von Manganoxid (4) und der Freisetzung von Sauerstoff einher, d. h. es wird eine Wechselwirkung beobachtet. In diesem Fall stellt sich ganz natürlich die Frage, wie man chemische Gleichungen richtig ausgleicht. Schauen wir uns alle Nuancen an, die mit einem solchen Verfahren verbunden sind.

Besonderheiten chemischer Umwandlungen

Zu den chemischen Umwandlungen zählen alle Phänomene, die mit einer Veränderung der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung von Stoffen einhergehen. In molekularer Form kann der Prozess der Eisenverbrennung in der Atmosphäre durch Zeichen und Symbole ausgedrückt werden.

Methodik zur Festlegung von Koeffizienten

Wie gleicht man Koeffizienten in chemischen Gleichungen aus? Der Chemiekurs der Oberstufe behandelt die Methode der elektronischen Waage. Schauen wir uns den Prozess genauer an. Zunächst ist es bei der ersten Reaktion notwendig, die Oxidationsstufen jedes chemischen Elements festzulegen.

Es gibt bestimmte Regeln, nach denen sie für jedes Element bestimmt werden können. In einfachen Stoffen sind die Oxidationsstufen Null. In binären Verbindungen hat das erste Element einen positiven Wert, der der höchsten Wertigkeit entspricht. Bei letzterem wird dieser Parameter durch Subtraktion der Gruppennummer von acht ermittelt und hat ein Minuszeichen. Formeln, die aus drei Elementen bestehen, haben ihre eigenen Nuancen bei der Berechnung der Oxidationsstufen.

Für das erste und letzte Element ist die Reihenfolge ähnlich wie bei binären Verbindungen und es wird eine Gleichung zur Berechnung des zentralen Elements aufgestellt. Die Summe aller Indikatoren muss gleich Null sein, daraus wird der Indikator für das mittlere Element der Formel berechnet.

Lassen Sie uns das Gespräch darüber fortsetzen, wie man chemische Gleichungen mithilfe der Methode der elektronischen Waage ausgleicht. Nachdem die Oxidationsstufen ermittelt wurden, ist es möglich, diejenigen Ionen oder Stoffe zu bestimmen, die bei chemischer Wechselwirkung ihren Wert geändert haben.

Die Plus- und Minuszeichen müssen die Anzahl der Elektronen angeben, die während der chemischen Wechselwirkung aufgenommen (abgegeben) wurden. Zwischen den resultierenden Zahlen wird das kleinste gemeinsame Vielfache gefunden.

Durch Aufteilung in empfangene und abgegebene Elektronen erhält man die Koeffizienten. Wie balanciert man eine chemische Gleichung? Die in der Bilanz ermittelten Zahlen müssen den entsprechenden Formeln vorangestellt werden. Voraussetzung ist die Überprüfung der Menge jedes Elements auf der linken und rechten Seite. Wenn die Koeffizienten richtig platziert sind, sollte ihre Anzahl gleich sein.

Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen

Bei der Diskussion, wie man eine chemische Gleichung ausgleicht, muss dieses Gesetz verwendet werden. Wenn man bedenkt, dass die Masse der Stoffe, die eine chemische Reaktion eingegangen sind, gleich der Masse der resultierenden Produkte ist, wird es möglich, den Formeln Koeffizienten voranzustellen. Wie lässt sich beispielsweise eine chemische Gleichung ausgleichen, wenn die einfachen Substanzen Kalzium und Sauerstoff interagieren und nach Abschluss des Prozesses ein Oxid entsteht?

Um die Aufgabe zu bewältigen, muss berücksichtigt werden, dass Sauerstoff ein zweiatomiges Molekül mit einer kovalenten unpolaren Bindung ist. Daher lautet seine Formel wie folgt: O2. Auf der rechten Seite wird bei der Zusammensetzung von Calciumoxid (CaO) die Wertigkeit jedes Elements berücksichtigt.

Zuerst müssen Sie die Sauerstoffmenge auf jeder Seite der Gleichung überprüfen, da sie unterschiedlich ist. Gemäß dem Massenerhaltungssatz von Stoffen muss der Produktformel ein Koeffizient von 2 vorangestellt werden. Als nächstes wird Kalzium überprüft. Damit es ausgeglichen wird, setzen wir einen Koeffizienten von 2 vor die ursprüngliche Substanz. Als Ergebnis erhalten wir den Eintrag:

2Ca+O2=2CaO.

Analyse der Reaktion mit der Methode der elektronischen Waage

Wie balanciert man chemische Gleichungen? Beispiele für OVR helfen bei der Beantwortung dieser Frage. Nehmen wir an, dass es notwendig ist, die Koeffizienten im vorgeschlagenen Schema nach der Methode der elektronischen Waage anzuordnen:

CuO + H2=Cu + H2O.

Zunächst werden wir den einzelnen Elementen in den Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten Oxidationsstufen zuordnen. Wir erhalten die folgende Form der Gleichung:

Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2).

Für Kupfer und Wasserstoff haben sich die Indikatoren geändert. Auf dieser Grundlage erstellen wir eine elektronische Bilanz:

Cu(+2)+2е=Cu(0) 1 Reduktionsmittel, Oxidation;
H2(0)-2e=2H(+) 1 Oxidationsmittel, Reduktion.

Basierend auf den in der elektronischen Waage erhaltenen Koeffizienten erhalten wir den folgenden Eintrag für die vorgeschlagene chemische Gleichung:

CuO+H2=Cu+H2O.

Nehmen wir ein weiteres Beispiel, bei dem Koeffizienten festgelegt werden:

H2+O2=H2O.

Um dieses auf dem Stofferhaltungssatz basierende Schema auszugleichen, ist es notwendig, mit Sauerstoff zu beginnen. Da ein zweiatomiges Molekül reagiert hat, muss der Formel des Reaktionsprodukts ein Koeffizient von 2 vorangestellt werden.

2H2+O2=2H2O.

Abschluss

Basierend auf der elektronischen Waage können Sie Koeffizienten in beliebige chemische Gleichungen einfügen. Absolventen der neunten und elften Klassen von Bildungseinrichtungen, die sich für eine Prüfung in Chemie entscheiden, werden in einer der Aufgaben der Abschlussprüfung ähnliche Aufgaben angeboten.

Anweisungen

Bevor Sie mit der eigentlichen Aufgabe beginnen, müssen Sie verstehen, dass die Zahl, die vor einem chemischen Element oder der gesamten Formel steht, ein Koeffizient ist. Und die Zahl ist (und geringfügig) den Index wert. Außerdem:

Der Koeffizient gilt für alle chemischen Symbole, die in der Formel danach erscheinen

Der Koeffizient wird mit dem Index multipliziert (summiert sich nicht!)

Die Anzahl der Atome jedes Elements der in die Reaktion eintretenden Stoffe muss mit der Anzahl der Atome dieser Elemente übereinstimmen, die in den Reaktionsprodukten enthalten sind.

Wenn man beispielsweise die Formel 2H2SO4 schreibt, bedeutet das 4 H-Atome (Wasserstoff), 2 S-Atome (Schwefel) und 8 O-Atome (Sauerstoff).

1. Beispiel Nr. 1. Betrachten Sie die Verbrennung von Ethylen.

Bei der Verbrennung organischer Stoffe entstehen Kohlenmonoxid (IV) (Kohlendioxid) und Wasser. Probieren wir die Koeffizienten nacheinander aus.

C2H4 + O2 => CO2+ H2O

Beginnen wir mit der Analyse. 2 Atome C (Kohlenstoff) gingen in die Reaktion ein, aber es wurde nur 1 Atom erhalten, was bedeutet, dass wir 2 vor CO2 setzen. Jetzt ist ihre Anzahl gleich.

C2H4 + O2 => 2CO2+ H2O

Schauen wir uns nun H (Wasserstoff) an. 4 Wasserstoffatome gingen in die Reaktion ein, aber das Ergebnis waren nur 2 Atome, daher setzen wir 2 vor H2O (Wasser) – jetzt erhalten wir auch 4

C2H4 + O2 => 2CO2+ 2H2O

Wir zählen alle O-(Sauerstoff)-Atome, die als Ergebnis der Reaktion (also nach Gleichheit) entstehen. 4 Atome in 2CO2 und 2 Atome in 2H2O – insgesamt 6 Atome. Und vor der Reaktion gibt es nur 2 Atome, was bedeutet, dass wir 3 vor das Sauerstoffmolekül O2 setzen, was bedeutet, dass es auch 6 davon gibt.

C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O

Das Ergebnis ist also die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements vor und nach dem Gleichheitszeichen.

C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O

2. Beispiel Nr. 2. Betrachten Sie die Reaktion von Aluminium mit verdünnter Schwefelsäure.

Al + H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2

Wir betrachten die in Al2 (SO4) 3 enthaltenen S-Atome – es gibt 3 davon, aber in H2SO4 (Schwefelsäure) gibt es nur 1, daher setzen wir auch 3 vor Schwefelsäure.

Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2

Nun sind es aber vor der Reaktion 6 H-(Wasserstoff)-Atome und nach der Reaktion nur noch 2, das heißt, wir setzen auch 3 vor das H2-(Wasserstoff)-Molekül, sodass wir insgesamt 6 erhalten.

Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2

Zuletzt schauen wir uns an. Da es in Al2 (SO4) 3 (Aluminiumsulfat) nur 2 Aluminiumatome gibt, setzen wir vor der Reaktion 2 vor Al (Aluminium).

2Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2

Nun ist die Anzahl aller Atome vor und nach der Reaktion gleich. Es stellte sich heraus, dass die Anordnung von Koeffizienten in chemischen Gleichungen nicht so schwierig ist. Einfach üben und alles wird klappen.

Hilfreicher Rat

Beachten Sie unbedingt, dass der Koeffizient mit dem Index multipliziert und nicht addiert wird.

Quellen:

wie Elemente reagieren
Test zum Thema „Chemische Gleichungen“

Schreiben Sie für viele Schulkinder Gleichungen chemischer Reaktionen und platzieren Sie sie richtig Chancen keine leichte Aufgabe. Darüber hinaus ist für sie aus irgendeinem Grund gerade der zweite Teil die Hauptschwierigkeit. Es scheint, dass daran nichts Kompliziertes ist, aber manchmal geben Schüler auf und geraten in völlige Verwirrung. Aber Sie müssen sich nur ein paar einfache Regeln merken, und die Aufgabe wird keine Schwierigkeiten mehr bereiten.

Anweisungen

Der Koeffizient, also die Zahl vor der Formel eines chemischen Moleküls, gilt für alle Symbole und wird mit jedem Symbol multipliziert! Es multipliziert, nicht addiert! Es mag unglaublich erscheinen, aber manche Schüler addieren zwei Zahlen, anstatt sie zu multiplizieren.

Die Anzahl der Atome jedes Elements der Ausgangsstoffe (d. h. auf der linken Seite der Gleichung) muss mit der Anzahl der Atome jedes Elements der Reaktionsprodukte (bzw. auf der rechten Seite) übereinstimmen.

Eine Reaktionsgleichung ist in der Chemie die Aufzeichnung eines chemischen Prozesses mithilfe chemischer Formeln und mathematischer Symbole.

Bei diesem Eintrag handelt es sich um ein Schema chemische Reaktion. Wenn das Zeichen „=“ erscheint, spricht man von einer „Gleichung“. Versuchen wir es zu lösen.

Beispiel für die Analyse einfacher Reaktionen

Es gibt ein Atom in Calcium, da der Koeffizient es nicht wert ist. Der Index wird hier auch nicht geschrieben, was einen bedeutet. Auf der rechten Seite der Gleichung ist Ca ebenfalls eins. Wir müssen nicht an Kalzium arbeiten.

Schauen wir uns das nächste Element an – Sauerstoff. Index 2 gibt an, dass es 2 Sauerstoffionen gibt. Auf der rechten Seite gibt es keine Indizes, also ein Sauerstoffteilchen, und auf der linken Seite sind 2 Teilchen. Was machen wir? Es können keine zusätzlichen Indizes oder Korrekturen an der chemischen Formel vorgenommen werden, da diese korrekt geschrieben ist.

Die Koeffizienten sind das, was vor dem kleinsten Teil geschrieben wird. Sie haben das Recht, sich zu ändern. Der Einfachheit halber schreiben wir die Formel selbst nicht um. Auf der rechten Seite multiplizieren wir eins mit 2, um dort 2 Sauerstoffionen zu erhalten.

Nachdem wir den Koeffizienten festgelegt hatten, erhielten wir 2 Calciumatome. Es gibt nur einen auf der linken Seite. Das bedeutet, dass wir jetzt 2 vor Kalzium setzen müssen.

Schauen wir uns nun das Ergebnis an. Wenn die Anzahl der Atome eines Elements auf beiden Seiten gleich ist, können wir das „Gleichheitszeichen“ setzen.

Ein weiteres klares Beispiel: Links sind zwei Wasserstoffatome, und nach dem Pfeil haben wir auch zwei Wasserstoffatome.

Vor dem Pfeil befinden sich zwei Sauerstoffatome, nach dem Pfeil jedoch keine Indizes, was bedeutet, dass es eines gibt.
Links ist mehr und rechts weniger.
Wir setzen Koeffizient 2 vor Wasser.

Wir haben die gesamte Formel mit 2 multipliziert und nun hat sich die Menge an Wasserstoff geändert. Wir multiplizieren den Index mit dem Koeffizienten und erhalten 4. Und auf der linken Seite sind noch zwei Wasserstoffatome übrig. Und um 4 zu bekommen, müssen wir Wasserstoff mit zwei multiplizieren.

Dies ist der Fall, wenn sich das Element in der einen und der anderen Formel bis zum Pfeil auf derselben Seite befindet.

Ein Schwefelion links und ein Ion rechts. Zwei Sauerstoffpartikel und zwei weitere Sauerstoffpartikel. Das bedeutet, dass sich auf der linken Seite 4 Sauerstoffatome befinden. Auf der rechten Seite befinden sich 3 Sauerstoffatome. Das heißt, auf der einen Seite gibt es eine gerade Anzahl von Atomen und auf der anderen Seite eine ungerade Anzahl. Wenn wir die ungerade Zahl mit dem Doppelten multiplizieren, erhalten wir eine gerade Zahl. Zuerst bringen wir es auf einen gleichmäßigen Wert. Multiplizieren Sie dazu die gesamte Formel nach dem Pfeil mit zwei. Nach der Multiplikation erhalten wir sechs Sauerstoffionen und außerdem zwei Schwefelatome. Auf der linken Seite sehen wir ein Mikropartikel Schwefel. Nun lasst es uns ausgleichen. Wir setzen die Gleichungen links vor Grau 2.

Angerufen.

Komplexe Reaktionen

Dieses Beispiel ist komplexer, da es mehr Elemente der Materie gibt.

Dies wird als Neutralisationsreaktion bezeichnet. Was hier zuerst ausgeglichen werden muss:

Auf der linken Seite befindet sich ein Natriumatom.
Auf der rechten Seite steht im Index, dass es 2 Natrium gibt.

Die Schlussfolgerung liegt nahe, dass Sie die gesamte Formel mit zwei multiplizieren müssen.

Schauen wir uns nun an, wie viel Schwefel darin enthalten ist. Einer auf der linken und rechten Seite. Achten wir auf Sauerstoff. Auf der linken Seite haben wir 6 Sauerstoffatome. Andererseits - 5. Rechts weniger, links mehr. Eine ungerade Zahl muss in eine gerade Zahl gebracht werden. Dazu multiplizieren wir die Formel von Wasser mit 2, das heißt, aus einem Sauerstoffatom machen wir 2.

Jetzt befinden sich auf der rechten Seite bereits 6 Sauerstoffatome. Es gibt auch 6 Atome auf der linken Seite. Lassen Sie uns den Wasserstoff überprüfen. Zwei Wasserstoffatome und 2 weitere Wasserstoffatome. Auf der linken Seite befinden sich also vier Wasserstoffatome. Und auf der anderen Seite gibt es auch vier Wasserstoffatome. Alle Elemente sind gleich. Wir setzen das Gleichheitszeichen.

Nächstes Beispiel.

Hier ist das Beispiel interessant, weil Klammern vorkommen. Sie sagen, dass, wenn ein Faktor hinter den Klammern steht, jedes Element in den Klammern damit multipliziert wird. Sie müssen mit Stickstoff beginnen, da davon weniger vorhanden ist als Sauerstoff und Wasserstoff. Auf der linken Seite befindet sich ein Stickstoff, auf der rechten Seite sind es unter Berücksichtigung der Klammern zwei.

Auf der rechten Seite befinden sich zwei Wasserstoffatome, es werden jedoch vier benötigt. Wir kommen hier raus, indem wir einfach Wasser mit zwei multiplizieren, was vier Wasserstoffatome ergibt. Großartig, Wasserstoff ausgeglichen. Es ist noch Sauerstoff vorhanden. Vor der Reaktion gibt es 8 Atome, danach auch 8.

Großartig, alle Elemente sind gleich, wir können „gleich“ setzen.

Letztes Beispiel.

Als nächstes kommt Barium. Es ist ausgeglichen, Sie müssen es nicht berühren. Vor der Reaktion gibt es zwei Chloratome, danach nur noch eines. Was getan werden muss? Stellen Sie nach der Reaktion 2 vor das Chlor.

Aufgrund des gerade eingestellten Koeffizienten erhielten wir nach der Reaktion zwei Natriumatome und vor der Reaktion auch zwei. Super, alles andere ist ausgeglichen.

Sie können Reaktionen auch mit der Methode der elektronischen Waage ausgleichen. Diese Methode verfügt über eine Reihe von Regeln, nach denen sie implementiert werden kann. Der nächste Schritt besteht darin, die Oxidationsstufen aller Elemente in jeder Substanz zu ordnen, um zu verstehen, wo Oxidation und wo Reduktion stattgefunden hat.

1. Lassen Sie uns ein Reaktionsdiagramm erstellen:

Lernziele.Lehrreich. Führen Sie die Schüler in eine neue Klassifizierung chemischer Reaktionen ein, die auf Änderungen der Oxidationsstufen von Elementen basiert – Oxidations-Reduktions-Reaktionen (ORR); Bringen Sie den Schülern bei, Koeffizienten mit der Methode der elektronischen Waage zu ordnen.

Entwicklung. Setzen Sie die Entwicklung des logischen Denkens, der Fähigkeit zum Analysieren und Vergleichen fort und entwickeln Sie Interesse am Thema.

Lehrreich. Das wissenschaftliche Weltbild der Studierenden formen; Arbeitsfähigkeiten verbessern.

Methoden und methodische Techniken. Geschichte, Gespräch, Demonstration visueller Hilfsmittel, selbstständiges Arbeiten der Studierenden.

Ausrüstung und Reagenzien. Reproduktion mit dem Bild des Koloss von Rhodos, Algorithmus zur Anordnung der Koeffizienten mithilfe der Methode der elektronischen Waage, Tabelle typischer Oxidations- und Reduktionsmittel, Kreuzworträtsel; Fe (Nagel), Lösungen von NaOH, CuSO4.

WÄHREND DES UNTERRICHTS

Einführender Teil

(Motivation und Zielsetzung)

Lehrer. Im 3. Jahrhundert. Chr. Auf der Insel Rhodos wurde ein Denkmal in Form einer riesigen Statue von Helios (dem griechischen Sonnengott) errichtet. Das grandiose Design und die perfekte Ausführung des Koloss von Rhodos – eines der Weltwunder – überraschten jeden, der ihn sah.

Wir wissen nicht genau, wie die Statue aussah, aber wir wissen, dass sie aus Bronze bestand und eine Höhe von etwa 33 m erreichte. Die Statue wurde vom Bildhauer Haret geschaffen und der Bau dauerte 12 Jahre.

Die Bronzeschale war an einem Eisenrahmen befestigt. Man begann mit dem Bau der hohlen Statue von unten, und während sie wuchs, wurde sie mit Steinen gefüllt, um sie stabiler zu machen. Etwa 50 Jahre nach seiner Fertigstellung stürzte der Koloss ein. Während des Erdbebens brach es in Kniehöhe.

Wissenschaftler glauben, dass der wahre Grund für die Zerbrechlichkeit dieses Wunders die Metallkorrosion war. Und der Korrosionsprozess basiert auf Redoxreaktionen.

Heute lernen Sie in der Lektion etwas über Redoxreaktionen; Erfahren Sie mehr über die Konzepte „Reduktionsmittel“ und „Oxidationsmittel“ sowie über die Prozesse der Reduktion und Oxidation. lernen, Koeffizienten in Gleichungen von Redoxreaktionen einzusetzen. Notieren Sie Datum und Thema der Lektion in Ihren Arbeitsbüchern.

Neues Material lernen

Der Lehrer führt zwei Demonstrationsexperimente durch: die Wechselwirkung von Kupfer(II)sulfat mit Alkali und die Wechselwirkung desselben Salzes mit Eisen.

Lehrer. Schreiben Sie die Molekülgleichungen für die durchgeführten Reaktionen auf. Ordnen Sie in jeder Gleichung die Oxidationsstufen der Elemente in den Formeln der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte an.

Der Schüler schreibt Reaktionsgleichungen an die Tafel und ordnet Oxidationsstufen zu:

Lehrer. Änderten sich bei diesen Reaktionen die Oxidationsstufen der Elemente?

Student. In der ersten Gleichung änderten sich die Oxidationsstufen der Elemente nicht, in der zweiten jedoch – für Kupfer und Eisen.

Lehrer. Die zweite Reaktion ist eine Redoxreaktion. Versuchen Sie, Redoxreaktionen zu definieren.

Student. Reaktionen, die zu Änderungen der Oxidationsstufen der Elemente führen, aus denen die Reaktanten und Reaktionsprodukte bestehen, werden Redoxreaktionen genannt.

Die Schüler notieren in ihren Heften nach dem Diktat des Lehrers die Definition von Redoxreaktionen.

Lehrer. Was geschah als Ergebnis der Redoxreaktion? Vor der Reaktion hatte Eisen die Oxidationsstufe 0, nach der Reaktion wurde es +2. Wie wir sehen können, hat sich die Oxidationsstufe erhöht, daher gibt Eisen 2 Elektronen ab.

Kupfer hat vor der Reaktion einen Oxidationszustand von +2 und nach der Reaktion 0. Wie wir sehen können, hat sich der Oxidationszustand verringert. Daher nimmt Kupfer 2 Elektronen auf.

Eisen gibt Elektronen ab, es ist ein Reduktionsmittel und der Vorgang der Elektronenübertragung wird Oxidation genannt.

Kupfer nimmt Elektronen auf, es ist ein Oxidationsmittel und der Vorgang der Elektronenzufuhr wird Reduktion genannt.

Schreiben wir die Diagramme dieser Prozesse auf:

Geben Sie also eine Definition der Begriffe „Reduktionsmittel“ und „Oxidationsmittel“ an.

Student. Als Reduktionsmittel werden Atome, Moleküle oder Ionen bezeichnet, die Elektronen abgeben.

Atome, Moleküle oder Ionen, die Elektronen aufnehmen, werden Oxidationsmittel genannt.

Lehrer. Wie können wir die Prozesse der Reduktion und Oxidation definieren?

Student. Reduktion ist der Prozess, bei dem ein Atom, Molekül oder Ion Elektronen gewinnt.

Oxidation ist der Prozess der Elektronenübertragung durch ein Atom, Molekül oder Ion.

Die Schüler schreiben Definitionen aus dem Diktat in ein Notizbuch und zeichnen.

Erinnern!

Elektronen abgeben und oxidieren.

Elektronen nehmen – erholen.

Lehrer. Oxidation geht immer mit Reduktion einher, und umgekehrt ist Reduktion immer mit Oxidation verbunden. Die Anzahl der vom Reduktionsmittel abgegebenen Elektronen ist gleich der Anzahl der vom Oxidationsmittel aufgenommenen Elektronen.

Um Koeffizienten in den Gleichungen von Redoxreaktionen auszuwählen, werden zwei Methoden verwendet – das elektronische Gleichgewicht und das Elektron-Ionen-Gleichgewicht (Halbreaktionsmethode).

Wir betrachten nur die Methode der elektronischen Waage. Dazu verwenden wir einen Algorithmus zum Anordnen von Koeffizienten mithilfe der Methode der elektronischen Waage (entworfen auf einem Blatt Whatman-Papier).

BEISPIEL Ordnen Sie die Koeffizienten in diesem Reaktionsschema mithilfe der Methode der elektronischen Waage an, bestimmen Sie das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel und geben Sie die Prozesse der Oxidation und Reduktion an:

Fe2O3 + CO Fe + CO2.

Wir werden den Algorithmus zum Anordnen von Koeffizienten mithilfe der Methode der elektronischen Waage verwenden.

3. Schreiben wir die Elemente auf, die den Oxidationszustand ändern:

4. Lassen Sie uns elektronische Gleichungen erstellen und die Anzahl der abgegebenen und empfangenen Elektronen bestimmen:

5. Die Anzahl der abgegebenen und empfangenen Elektronen muss gleich sein, denn Weder die Edukte noch die Reaktionsprodukte werden geladen. Wir gleichen die Anzahl der abgegebenen und empfangenen Elektronen aus, indem wir das kleinste gemeinsame Vielfache (LCM) und zusätzliche Faktoren auswählen:

6. Die resultierenden Multiplikatoren sind Koeffizienten. Übertragen wir die Koeffizienten auf das Reaktionsschema:

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.

Als typisch werden Stoffe bezeichnet, die bei vielen Reaktionen als Oxidations- oder Reduktionsmittel wirken.

Ein Tisch aus einem Stück Whatman-Papier wird aufgehängt.

Lehrer. Redoxreaktionen kommen sehr häufig vor. Sie sind nicht nur mit Korrosionsprozessen verbunden, sondern auch mit Fermentation, Zerfall, Photosynthese und Stoffwechselprozessen, die in einem lebenden Organismus ablaufen. Sie können bei der Kraftstoffverbrennung beobachtet werden.

So balancieren Sie eine chemische Gleichung: Regeln und Algorithmus

Redoxprozesse begleiten die Stoffkreisläufe in der Natur.

Wussten Sie, dass täglich etwa 2 Millionen Tonnen Salpetersäure in der Atmosphäre entstehen?
700 Millionen Tonnen pro Jahr und in Form einer schwachen Lösung fallen mit dem Regen auf den Boden (der Mensch produziert nur 30 Millionen Tonnen Salpetersäure pro Jahr).

Was passiert in der Atmosphäre?

Luft enthält 78 Vol.-% Stickstoff, 21 Vol.-% Sauerstoff und 1 Vol.-% andere Gase. Unter dem Einfluss von Blitzentladungen, und auf der Erde gibt es durchschnittlich 100 Blitze pro Sekunde, interagieren Stickstoffmoleküle mit Sauerstoffmolekülen und bilden Stickstoffmonoxid (II):

Stickstoffmonoxid(II) wird durch Luftsauerstoff leicht zu Stickstoffmonoxid(IV) oxidiert:

Das entstehende Stickoxid (IV) reagiert in Gegenwart von Sauerstoff mit der Luftfeuchtigkeit und wird zu Salpetersäure:

NO2 + H2O + O2 HNO3.

Alle diese Reaktionen sind Redoxreaktionen.

Übung . Ordnen Sie die Koeffizienten in den angegebenen Reaktionsschemata mithilfe der Methode der elektronischen Bilanz an, geben Sie das Oxidationsmittel, das Reduktionsmittel sowie die Oxidations- und Reduktionsprozesse an.

Lösung

1. Bestimmen wir die Oxidationsstufen der Elemente:

2. Lassen Sie uns die Symbole der Elemente hervorheben, deren Oxidationsstufen sich ändern:

3. Schreiben wir die Elemente auf, die ihre Oxidationsstufen geändert haben:

4. Lassen Sie uns elektronische Gleichungen erstellen (bestimmen Sie die Anzahl der abgegebenen und empfangenen Elektronen):

5. Die Anzahl der abgegebenen und empfangenen Elektronen ist gleich.

6. Übertragen wir die Koeffizienten der elektronischen Schaltkreise auf das Reaktionsdiagramm:

Als nächstes werden die Schüler gebeten, die Koeffizienten mithilfe der Methode der elektronischen Waage selbstständig zu ordnen, das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel zu bestimmen und die Oxidations- und Reduktionsprozesse in anderen in der Natur vorkommenden Prozessen anzugeben.

Die anderen beiden Reaktionsgleichungen (mit Koeffizienten) haben die Form:

Die Richtigkeit der Aufgaben wird mit einem Overheadprojektor überprüft.

Letzter Teil

Der Lehrer bittet die Schüler, ein Kreuzworträtsel auf der Grundlage des gelernten Materials zu lösen. Das Ergebnis der Arbeit wird zur Überprüfung vorgelegt.

Gelöst Kreuzworträtsel, erfahren Sie, dass die Stoffe KMnO4, K2Cr2O7, O3 stark sind... (vertikal (2)).

Waagerecht:

1. Welchen Prozess spiegelt das Diagramm wider:

3. Reaktion

N2 (g.) + 3H2 (g.) 2NH3 (g.) + Q

ist redox, reversibel, homogen, ....

4. ... Kohlenstoff(II) ist ein typisches Reduktionsmittel.

5. Welchen Prozess spiegelt das Diagramm wider:

6. Um Koeffizienten in den Gleichungen von Redoxreaktionen auszuwählen, verwenden Sie die elektronische... Methode.

7. Laut Diagramm gab Aluminium ... ein Elektron ab.

8. Als Reaktion:

Н2 + Сl2 = 2НCl

Wasserstoff H2 – ... .

9. Welche Art von Reaktionen sind immer nur Redoxreaktionen?

10. Der Oxidationszustand einfacher Stoffe ist….

11. Als Reaktion:

Reduktionsmittel -….

Hausaufgabe.

Nach dem Lehrbuch von O.S. Gabrielyan „Chemistry-8“, § 43, S. 178–179, ex. 1, 7 schriftlich. Aufgabe (für zu Hause). Die Konstrukteure der ersten Raumschiffe und U-Boote standen vor einem Problem: Wie kann eine konstante Luftzusammensetzung auf dem Schiff und den Raumstationen aufrechterhalten werden? Überschüssiges Kohlendioxid loswerden und Sauerstoff auffüllen? Eine Lösung wurde gefunden.

Kaliumsuperoxid KO2 reagiert mit Kohlendioxid unter Bildung von Sauerstoff:

Wie Sie sehen, handelt es sich hierbei um eine Redoxreaktion. Sauerstoff ist bei dieser Reaktion sowohl ein Oxidationsmittel als auch ein Reduktionsmittel.

Bei einer Weltraummission zählt jedes Gramm Fracht. Berechnen Sie den Vorrat an Kaliumsuperoxid, der bei einem Raumflug mitgenommen werden muss, wenn der Flug 10 Tage dauert und die Besatzung aus zwei Personen besteht. Es ist bekannt, dass ein Mensch täglich 1 kg Kohlendioxid ausatmet.

(Antwort: 64,5 kg KO2. )

Aufgabe (erhöhter Schwierigkeitsgrad). Schreiben Sie die Gleichungen der Redoxreaktionen auf, die zur Zerstörung des Kolosses von Rhodos führen könnten. Bedenken Sie, dass diese riesige Statue in einer Hafenstadt auf einer Insel im Ägäischen Meer vor der Küste der heutigen Türkei stand, wo die feuchte Mittelmeerluft voller Salze ist. Es bestand aus Bronze (einer Legierung aus Kupfer und Zinn) und war auf einem Eisenrahmen montiert.

Literatur

Gabrielyan O.S.. Chemie-8. M.: Bustard, 2002;
Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V. Lehrerhandbuch. 8. Klasse. M.: Bustard, 2002;
Cox R., Morris N. Sieben Weltwunder. Die Antike, das Mittelalter, unsere Zeit. M.: BMM AO, 1997;
Kleine Kinder-Enzyklopädie. Chemie. M.: Russische Enzyklopädische Partnerschaft, 2001; Enzyklopädie für Kinder „Avanta+“. Chemie. T. 17. M.: Avanta+, 2001;
Khomchenko G.P., Sevastyanova K.I. Redoxreaktionen. M.: Bildung, 1989.

S. P. Lebesheva,
Chemielehrer der Sekundarschule Nr. 8
(Baltijsk, Gebiet Kaliningrad)

Regeln für die Auswahl der Quoten:

- Wenn die Anzahl der Atome eines Elements in einem Teil des Reaktionsschemas gerade und im anderen ungerade ist, muss der Formel bei einer ungeraden Anzahl von Atomen ein Koeffizient von 2 vorangestellt werden, und dann die Anzahl aller Atome müssen ausgeglichen werden.

— Die Platzierung der Koeffizienten sollte mit dem Stoff mit der komplexesten Zusammensetzung beginnen und in der folgenden Reihenfolge erfolgen:

Zuerst müssen Sie die Anzahl der Metallatome ausgleichen, dann die Säurereste (Nichtmetallatome), dann die Wasserstoffatome und zuletzt die Sauerstoffatome.

— Wenn die Anzahl der Sauerstoffatome auf der linken und rechten Seite der Gleichung gleich ist, werden die Koeffizienten korrekt bestimmt.

- Danach kann der Pfeil zwischen den Gleichungsteilen durch ein Gleichheitszeichen ersetzt werden.

— Die Koeffizienten in der chemischen Reaktionsgleichung sollten keine gemeinsamen Teiler haben.

Beispiel. Lassen Sie uns eine Gleichung für die chemische Reaktion zwischen Eisen(III)-hydroxid und Schwefelsäure unter Bildung von Eisen(III)-sulfat erstellen.

1. Lassen Sie uns ein Reaktionsdiagramm erstellen:

Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

2. Wählen wir Koeffizienten für die Stoffformeln aus. Wir wissen, dass wir mit der komplexesten Substanz beginnen und im gesamten Schema nacheinander ausgleichen müssen, zuerst die Metallatome, dann die Säurereste, dann Wasserstoff und schließlich Sauerstoff. In unserem Schema ist Fe2(SO4)3 der komplexeste Stoff. Es enthält zwei Eisenatome und Fe(OH)3 enthält ein Eisenatom. Das bedeutet, dass Sie vor der Formel Fe(OH)3 einen Koeffizienten von 2 einsetzen müssen:

2Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

Lassen Sie uns nun die Anzahl der sauren Reste von SO4 ausgleichen. Das Salz Fe2(SO4)3 enthält drei saure SO4-Reste. Das bedeutet, dass wir auf der linken Seite vor der Formel H2SO4 einen Koeffizienten von 3 setzen:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O.

Lassen Sie uns nun die Anzahl der Wasserstoffatome ausgleichen. Auf der linken Seite des Diagramms in Eisenhydroxid 2Fe(OH)3 – 6 Wasserstoffatome (2

· 3), in Schwefelsäure 3H2SO4 gibt es auch 6 Wasserstoffatome.

So platzieren Sie Koeffizienten in chemischen Gleichungen

Auf der linken Seite befinden sich insgesamt 12 Wasserstoffatome. Das bedeutet, dass wir auf der rechten Seite der Wasserformel H2O den Koeffizienten 6 voranstellen – und nun stehen auf der rechten Seite auch 12 Wasserstoffatome:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O.

Es bleibt die Anzahl der Sauerstoffatome auszugleichen. Dies ist jedoch nicht mehr notwendig, da der linke und der rechte Teil des Diagramms bereits die gleiche Anzahl an Sauerstoffatomen aufweisen – jeweils 18. Das bedeutet, dass das Diagramm vollständig geschrieben ist und wir den Pfeil durch ein Gleichheitszeichen ersetzen können:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O.

Ausbildung

Wie platziert man Koeffizienten in chemischen Gleichungen? Chemische Gleichungen

Heute werden wir darüber sprechen, wie man Koeffizienten in chemischen Gleichungen platziert. Diese Frage interessiert nicht nur Gymnasiasten allgemeinbildender Einrichtungen, sondern auch Kinder, die sich gerade mit den Grundelementen einer komplexen und interessanten Wissenschaft vertraut machen. Wenn Sie im ersten Schritt verstehen, wie man chemische Gleichungen schreibt, werden Sie in Zukunft keine Probleme mehr haben, Probleme zu lösen. Lassen Sie es uns von Anfang an herausfinden.

Wie lautet die Gleichung?

Darunter versteht man üblicherweise die herkömmliche Aufzeichnung einer chemischen Reaktion, die zwischen ausgewählten Reagenzien abläuft. Für einen solchen Prozess werden Indizes, Koeffizienten und Formeln verwendet.

Kompilierungsalgorithmus

Wie schreibt man chemische Gleichungen? Beispiele für jegliche Interaktionen können durch die Zusammenfassung der ursprünglichen Zusammenhänge geschrieben werden. Das Gleichheitszeichen zeigt an, dass eine Wechselwirkung zwischen den reagierenden Substanzen stattfindet. Anschließend wird die Formel der Produkte nach Wertigkeit (Oxidationsstufe) zusammengestellt.

Video zum Thema

So zeichnen Sie eine Reaktion auf

Wenn Sie beispielsweise chemische Gleichungen aufschreiben müssen, die die Eigenschaften von Methan bestätigen, wählen Sie die folgenden Optionen:

Halogenierung (radikalische Wechselwirkung mit Element VIIA des Periodensystems von D. I. Mendeleev);
Verbrennung in Luftsauerstoff.

Für den ersten Fall schreiben wir auf der linken Seite die Ausgangsstoffe und auf der rechten Seite die resultierenden Produkte. Nachdem wir die Anzahl der Atome jedes chemischen Elements überprüft haben, erhalten wir die endgültige Aufzeichnung des laufenden Prozesses. Bei der Verbrennung von Methan in Sauerstoff kommt es zu einem exothermen Prozess, bei dem Kohlendioxid und Wasserdampf entstehen.

Um die Koeffizienten in chemischen Gleichungen richtig einzustellen, wird das Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen verwendet. Wir beginnen den Ausgleichsprozess mit der Bestimmung der Anzahl der Kohlenstoffatome. Als nächstes führen wir Berechnungen für Wasserstoff durch und prüfen erst danach die Sauerstoffmenge.

OVR

Komplexe chemische Gleichungen können mit der Elektronenbilanz- oder Halbreaktionsmethode ausgeglichen werden. Wir bieten eine Abfolge von Aktionen zur Zuweisung von Koeffizienten für die folgenden Reaktionstypen an:

Zunächst ist es wichtig, die Oxidationsstufen jedes Elements in der Verbindung anzuordnen. Bei der Anordnung müssen einige Regeln beachtet werden:

Für eine einfache Substanz ist es Null.
In einer binären Verbindung ist ihre Summe 0.
In einer Verbindung aus drei oder mehr Elementen weist das erste Ion einen positiven Wert und das äußerste Ion einen negativen Wert der Oxidationsstufe auf. Das zentrale Element wird mathematisch berechnet, wobei berücksichtigt wird, dass die Summe 0 sein muss.

Wählen Sie als Nächstes die Atome oder Ionen aus, deren Oxidationszustand sich geändert hat. Die Plus- und Minuszeichen geben die Anzahl der (empfangenen, abgegebenen) Elektronen an. Als nächstes wird das kleinste Vielfache zwischen ihnen ermittelt. Wenn man den NOC durch diese Zahlen dividiert, erhält man die Zahlen. Dieser Algorithmus wird die Antwort auf die Frage sein, wie Koeffizienten in chemischen Gleichungen platziert werden.

Erstes Beispiel

Nehmen wir an, die Aufgabe ist gegeben: „Ordnen Sie die Koeffizienten in der Reaktion, füllen Sie die Lücken aus, bestimmen Sie das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel.“ Solche Beispiele werden Schulabsolventen angeboten, die Chemie als Einheitliches Staatsexamen gewählt haben.

KMnO4 + H2SO4 + KBr = MnSO4 + Br2 +…+…

Versuchen wir zu verstehen, wie man Koeffizienten in chemische Gleichungen einfügt, die zukünftigen Ingenieuren und Ärzten angeboten werden. Nachdem wir die Oxidationsstufen der Elemente in den Ausgangsmaterialien und den verfügbaren Produkten geordnet haben, stellen wir fest, dass das Mangan-Ion als Oxidationsmittel wirkt und das Bromid-Ion reduzierende Eigenschaften aufweist.

Wir kommen zu dem Schluss, dass die fehlenden Substanzen nicht am Redoxprozess teilnehmen. Eines der fehlenden Produkte ist Wasser, das zweite Kaliumsulfat. Nach der Erstellung der elektronischen Waage erfolgt im letzten Schritt die Festlegung der Koeffizienten in der Gleichung.

Zweites Beispiel

Lassen Sie uns ein weiteres Beispiel geben, um zu verstehen, wie Koeffizienten in chemischen Gleichungen vom Redox-Typ platziert werden.

Angenommen, wir erhalten das folgende Diagramm:

P + HNO3 = NO2 +…+…

Phosphor, der per Definition eine einfache Substanz ist, weist reduzierende Eigenschaften auf und erhöht die Oxidationsstufe auf +5. Daher wird einer der fehlenden Stoffe Phosphorsäure H3PO4 sein. ORR geht von der Anwesenheit eines Reduktionsmittels aus, bei dem es sich um Stickstoff handelt. Es wird zu Stickstoffmonoxid (4) und bildet NO2

Um dieser Reaktion Koeffizienten zuzuweisen, erstellen wir eine elektronische Bilanz.

P0 ergibt 5e = P+5

N+5 nimmt e = N+4

Wenn man bedenkt, dass der Salpetersäure und dem Stickoxid (4) ein Koeffizient von 5 vorangestellt werden muss, erhalten wir die fertige Reaktion:

P + 5HNO3 =5NO2 + H2O + H3PO4

Stereochemische Koeffizienten in der Chemie ermöglichen die Lösung verschiedener Rechenprobleme.

Drittes Beispiel

Da die Anordnung der Koeffizienten vielen Oberstufenschülern Schwierigkeiten bereitet, ist es notwendig, den Handlungsablauf anhand konkreter Beispiele zu üben. Wir bieten ein weiteres Beispiel für eine Aufgabe an, deren Lösung Kenntnisse über die Methodik zur Anordnung von Koeffizienten in einer Redoxreaktion erfordert.

H2S + HMnO4 = S + MnO2 +…

Die Besonderheit der vorgeschlagenen Aufgabe besteht darin, dass das fehlende Reaktionsprodukt ergänzt werden muss und erst danach mit der Einstellung der Koeffizienten fortgefahren werden kann.

Nachdem wir die Oxidationsstufen der einzelnen Elemente in den Verbindungen geordnet haben, können wir daraus schließen, dass Mangan oxidierende Eigenschaften aufweist und seine Wertigkeit verringert. Die Reduktionsfähigkeit der vorgeschlagenen Reaktion wird durch die Reduktion von Schwefel zu einer einfachen Substanz demonstriert. Nachdem wir die elektronische Waage erstellt haben, müssen wir nur noch die Koeffizienten im vorgeschlagenen Prozessdiagramm anordnen. Und es ist geschafft.

Viertes Beispiel

Eine chemische Gleichung wird als vollständiger Prozess bezeichnet, wenn darin das Gesetz der Massenerhaltung von Stoffen vollständig beachtet wird. Wie kann man dieses Muster überprüfen? Die Anzahl der an der Reaktion beteiligten Atome derselben Art muss ihrer Anzahl in den Reaktionsprodukten entsprechen. Nur in diesem Fall kann über den Nutzen der aufgezeichneten chemischen Wechselwirkung und die Möglichkeit ihrer Verwendung zur Durchführung von Berechnungen und zur Lösung von Rechenproblemen unterschiedlicher Komplexität gesprochen werden. Hier ist eine Variante der Aufgabe, bei der die fehlenden stereochemischen Koeffizienten in die Reaktion eingesetzt werden:

Si + …+ HF = H2SiF6 + NO +…

Die Schwierigkeit der Aufgabe besteht darin, dass sowohl die Ausgangsstoffe als auch die Reaktionsprodukte fehlen. Nachdem wir die Oxidationsstufen aller Elemente festgelegt haben, sehen wir, dass das Siliziumatom in der vorgeschlagenen Aufgabe reduzierende Eigenschaften aufweist. Unter den Reaktionsprodukten befindet sich Stickstoff (II); eine der Ausgangsverbindungen ist Salpetersäure. Wir stellen logischerweise fest, dass das fehlende Produkt der Reaktion Wasser ist. Der letzte Schritt besteht darin, die resultierenden stereochemischen Koeffizienten in die Reaktion einzubeziehen.

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8 H2O

Beispiel für ein Gleichungsproblem

Es ist notwendig, das Volumen einer 10 %igen Chlorwasserstofflösung mit einer Dichte von 1,05 g/ml zu bestimmen, das erforderlich ist, um Calciumhydroxid, das bei der Hydrolyse seines Carbids entsteht, vollständig zu neutralisieren. Es ist bekannt, dass das bei der Hydrolyse freigesetzte Gas ein Volumen von 8,96 Litern (n.s.) einnimmt. Um die Aufgabe zu bewältigen, muss man zunächst eine Gleichung für den Hydrolyseprozess von Calciumcarbid aufstellen:

CaC2 + 2H2O = Ca (OH)2 + C2H2

Calciumhydroxid reagiert mit Chlorwasserstoff, es kommt zu einer vollständigen Neutralisation:

Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

Wir berechnen die Säuremasse, die für diesen Prozess benötigt wird.

Koeffizienten und Indizes in chemischen Gleichungen

Bestimmen Sie das Volumen der Chlorwasserstofflösung. Alle Berechnungen für das Problem werden unter Berücksichtigung stereochemischer Koeffizienten durchgeführt, was ihre Bedeutung bestätigt.

Abschließend

Eine Analyse der Ergebnisse des Einheitlichen Staatsexamens in Chemie zeigt, dass Aufgaben im Zusammenhang mit der Festlegung stereochemischer Koeffizienten in Gleichungen, der Erstellung einer elektronischen Bilanz und der Bestimmung eines Oxidationsmittels und eines Reduktionsmittels modernen Absolventen weiterführender Schulen ernsthafte Schwierigkeiten bereiten. Leider ist der Grad der Selbständigkeit moderner Absolventen nahezu gering, sodass Gymnasiasten die vom Lehrer vorgeschlagenen theoretischen Grundlagen nicht in die Praxis umsetzen.

Zu den typischen Fehlern, die Schulkinder bei der Anordnung von Koeffizienten in Reaktionen unterschiedlicher Art machen, gehören viele mathematische Fehler. Beispielsweise weiß nicht jeder, wie man das kleinste gemeinsame Vielfache findet oder Zahlen richtig dividiert und multipliziert. Der Grund für dieses Phänomen ist ein Rückgang der Stundenzahl, die in pädagogischen Schulen für das Studium dieses Themas vorgesehen ist. Im Grundlehrplan Chemie haben Lehrer nicht die Möglichkeit, mit ihren Schülern an Fragen der Herstellung des elektronischen Gleichgewichts im Redoxprozess zu arbeiten.

Ausbildung
Was ist ein Quadrat? Wie finde ich die Eckpunkte, den Schnitt, die Ebene, die Gleichung, das Volumen, die Grundfläche und den Winkel eines Quadrats?

Auf die Frage, was ein Quadrat ist, kann es viele Antworten geben. Es hängt alles davon ab, an wen Sie diese Frage gerichtet haben. Ein Musiker wird sagen, dass ein Quadrat aus 4, 8, 16, 32 Takten oder Jazzimprovisation besteht. Kind - was ist das...

Autos
Wie oft sollte man das Frostschutzmittel im Auto wechseln?

Wenn ein Automotor läuft, erreicht die Temperatur der Gase in seinen Zylindern 2000 Grad. Dadurch kommt es zu einer starken Erwärmung der Triebwerksteile. Um überschüssige Wärme vom Motor abzuführen...

Autos
Wie funktioniert der Thermostat in einem Auto? Funktionsprinzip

Kein modernes Auto kommt ohne Kühlsystem aus. Sie nimmt bei der Verarbeitung des brennbaren Gemisches die gesamte vom Motor ausgehende Wärme auf. Die Kolben bewegen sich, das Gemisch verbrennt, also braucht man eine gute...

Autos
Wie lade ich die Klimaanlage in einem Auto mit eigenen Händen auf? Wie oft müssen Sie die Klimaanlage Ihres Autos aufladen? Wo kann ich die Klimaanlage in meinem Auto aufladen?

Eine Autoklimaanlage ist heutzutage nicht nur ein Luxus, sondern ein notwendiges Gerät für ein Fahrzeug, das für ein günstiges Mikroklima im Innenraum verantwortlich ist. Fast alle modernen Automodelle sind ausgestattet, wenn nicht mit Klimaanlage...

Autos
Wie reinige ich die Klimaanlage in einem Auto mit eigenen Händen?

Autobesitzer müssen ständig auf den Zustand der Hauptteile und Mechanismen ihres Fahrzeugs achten. Denn wenn Sie sie sauber und in gutem Zustand halten, erreichen Sie ein optimales Maß an Sicherheit ...

Autos
Getriebeöl 80W90: Eigenschaften, Auswahl, Bewertungen. Welche Art von Öl sollte ich in ein Schaltgetriebe einfüllen?

Das Getriebeöl 80W90, dessen Eigenschaften wir heute betrachten, lässt sich als durchschnittlich zwischen den Viskositätsklassen 85W90 und 75W90 einordnen. Lassen Sie uns genauer herausfinden, welche qualitativen Merkmale sie voneinander unterscheiden ...

Autos
Welches Öl sollte ich in die Servolenkung einfüllen? Tipps zum Wechseln des Servolenkungsöls

Die Servolenkung erfordert wie andere Komponenten und Baugruppen des Fahrzeugs eine regelmäßige Wartung. Oftmals beschränken sich alle vorbeugenden Maßnahmen auf den Austausch der Arbeitsflüssigkeit. Oft braucht man einfach...

Autos
Wie bezahle ich das Parken in Moskau? Regeln für gebührenpflichtiges Parken

Um Moskauer Autofahrern das Leben deutlich zu erleichtern, wurden gebührenpflichtige Parkregeln geschaffen. Es ist kein Geheimnis, dass das Parken eines Fahrzeugs in der Hauptstadt gar nicht so einfach ist: Die Straßenränder der Stadt sind voller Autos …

Autos
Wie man mit eigenen Händen Autodüfte herstellt

Jeder Autobesitzer möchte, dass im Innenraum seines eisernen Pferdes immer ein angenehmer und beliebter Duft vorhanden ist. Manche Menschen mögen den Duft von Kaffee, manche mögen Zitrusfrüchte und manche mögen Frische. Was für Aromen...

Autos
Wie lade ich eine Batterie zu Hause auf?

Wahrscheinlich kennt jeder Autobesitzer schon einmal das Problem einer leeren Batterie. Dieses Problem kann jedem Autofahrer passieren, wenn er der Stromquelle des Autos nicht genügend Aufmerksamkeit schenkt.

VARIANTE 1

a) Na + O2 -> Na2O d) H2 + F2 -> HF
b) CaCO3 -> CaO + CO2 e) H2O + K2O -> KOH
c) Zn + H2SO4 -> H2 + ZnSO4 e) Cu(OH)2 + HNO3 -> Cu(NO3)2 + H2O

Lektion 13. Chemische Gleichungen schreiben

Schreiben Sie die Definitionen auf:
a) Verbindungsreaktion b) exotherme Reaktion c) irreversible Reaktion.

a) Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff und es entsteht Kohlenmonoxid (II);
b) Magnesiumoxid reagiert mit Salpetersäure und es entstehen Magnesiumnitrat und Wasser;
c) Eisen(III)-hydroxid zerfällt in Eisen(III)-oxid und Wasser;
d) Methan CH4 verbrennt in Sauerstoff und erzeugt Kohlenmonoxid (IV) und Wasser;
e) Stickstoffmonoxid (V) bildet beim Auflösen in Wasser Salpetersäure.

4. Lösen Sie das Problem mit der Gleichung:
a) Welche Menge Fluorwasserstoff entsteht, wenn Wasserstoff mit Fluor reagiert?
b) Welche Masse an Calciumoxid entsteht bei der Zersetzung von Kalkstein mit 80 % CaCO3?
c) Welches Volumen und welche Masse an Wasserstoff wird freigesetzt, wenn Zink mit 35 % Verunreinigungen mit Schwefelsäure reagiert?

OPTION 2

Ordnen Sie die Koeffizienten, bestimmen Sie die Art der chemischen Reaktion, notieren Sie die Namen der Stoffe unter den Formeln:

a) P + O2 -> P2O5 d) H2 + N2 -> NH3
b) CaCO3 + HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 e) H2O + Li2O -> LiOH
c) Mg + H2SO4 -> H2 + Mg SO4 e) Ca(OH)2 + HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O

2. Schreiben Sie die Definitionen auf:
a) Zersetzungsreaktion b) endotherme Reaktion c) katalytische Reaktion.

3. Schreiben Sie die Gleichungen wie beschrieben auf:
a) Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff und es entsteht Kohlenmonoxid (IV);
b) Bariumoxid reagiert mit Salpetersäure und es entstehen Bariumnitrat und Wasser;
c) Aluminiumhydroxid zerfällt in Aluminiumoxid und Wasser;
d) Ammoniak NH3 verbrennt unter Sauerstoff und es entstehen Stickstoff und Wasser;
e) Phosphor(V)oxid bildet, wenn es in Wasser gelöst wird, Phosphorsäure.

4. Lösen Sie das Problem mit der Gleichung:
a) Welche Menge Ammoniak entsteht bei der Reaktion von Wasserstoff mit Stickstoff?
b) Welche Masse an Calciumchlorid entsteht, wenn Marmor mit 80 % CaCO3 mit Salzsäure reagiert?
c) Welches Volumen und welche Masse an Wasserstoff wird freigesetzt, wenn Magnesium mit 30 % Verunreinigungen mit Schwefelsäure reagiert?

Wie schreibt man chemische Gleichungen? Zunächst ist es wichtig, die Oxidationsstufen jedes Elements in der Verbindung anzuordnen. Nehmen wir an, die Aufgabe ist gegeben: „Ordnen Sie die Koeffizienten in der Reaktion, füllen Sie die Lücken aus, bestimmen Sie das Oxidationsmittel und das Reduktionsmittel.“ Eines der fehlenden Produkte ist Wasser, das zweite Kaliumsulfat. Nach der Erstellung der elektronischen Waage erfolgt im letzten Schritt die Festlegung der Koeffizienten in der Gleichung. Alle Berechnungen für das Problem werden unter Berücksichtigung stereochemischer Koeffizienten durchgeführt, was ihre Bedeutung bestätigt. Zu den typischen Fehlern, die Schulkinder bei der Anordnung von Koeffizienten in Reaktionen unterschiedlicher Art machen, gehören viele mathematische Fehler.

Es gibt bestimmte Regeln, nach denen sie für jedes Element bestimmt werden können. Formeln, die aus drei Elementen bestehen, haben ihre eigenen Nuancen bei der Berechnung der Oxidationsstufen. Lassen Sie uns das Gespräch darüber fortsetzen, wie man chemische Gleichungen mithilfe der Methode der elektronischen Waage ausgleicht. Voraussetzung ist die Überprüfung der Menge jedes Elements auf der linken und rechten Seite. Wenn die Koeffizienten richtig platziert sind, sollte ihre Anzahl gleich sein.

Algebraische Methode

Lesen Sie unbedingt über die Elementaranalyse, um einen detaillierten Einblick in empirische Formeln und chemische Analysen zu erhalten.

Die Chemie untersucht Stoffe, ihre Eigenschaften und Umwandlungen. In molekularer Form kann der Prozess der Eisenverbrennung in der Atmosphäre durch Zeichen und Symbole ausgedrückt werden. Nach dem Massenerhaltungssatz von Stoffen muss der Produktformel ein Koeffizient von 2 vorangestellt werden. Als nächstes wird Kalzium überprüft. Zunächst werden wir den einzelnen Elementen in den Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten Oxidationsstufen zuordnen. Als nächstes wird der Wasserstoff getestet.

Ausgleich chemischer Reaktionen

Um aus einer einfachen chemischen Gleichung eine vollständige Gleichung zu erhalten, ist die Gleichsetzung chemischer Reaktionen erforderlich. Beginnen wir mit Kohlenstoff.

Der Massenerhaltungssatz schließt die Entstehung neuer Atome und die Zerstörung alter Atome während einer chemischen Reaktion aus. Achten Sie auf den Index jedes Atoms; er gibt deren Nummer an. Durch das Hinzufügen von Indizes vor den Stoffmolekülen auf der rechten Seite der Gleichung haben wir auch die Anzahl der Sauerstoffatome verändert. Nun ist die Anzahl aller Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome auf beiden Seiten der Gleichung gleich.

Sie sagen, dass, wenn ein Faktor hinter einer Klammer steht, jedes Element in der Klammer damit multipliziert wird. Sie müssen mit Stickstoff beginnen, da davon weniger vorhanden ist als Sauerstoff und Wasserstoff. Großartig, Wasserstoff ausgeglichen. Als nächstes kommt Barium. Es ist ausgeglichen, Sie müssen es nicht berühren. Vor der Reaktion gibt es zwei Chloratome, danach nur noch eines. Was getan werden muss? Aufgrund des gerade eingestellten Koeffizienten erhielten wir nach der Reaktion zwei Natriumatome und vor der Reaktion auch zwei. Super, alles andere ist ausgeglichen. Der nächste Schritt besteht darin, die Oxidationsstufen aller Elemente in jeder Substanz zu ordnen, um zu verstehen, wo Oxidation und wo Reduktion stattgefunden hat.

Beispiel für die Analyse einfacher Reaktionen

Auf der rechten Seite gibt es keine Indizes, also ein Sauerstoffteilchen, und auf der linken Seite sind 2 Teilchen. Es können keine zusätzlichen Indizes oder Korrekturen an der chemischen Formel vorgenommen werden, da diese korrekt geschrieben ist. Auf der rechten Seite multiplizieren wir eins mit 2, um dort 2 Sauerstoffionen zu erhalten.

Bevor Sie mit der eigentlichen Aufgabe beginnen, müssen Sie verstehen, dass die Zahl, die vor einem chemischen Element oder der gesamten Formel steht, als Koeffizient bezeichnet wird. Beginnen wir mit der Analyse. Das Ergebnis ist also die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements vor und nach dem Gleichheitszeichen. Beachten Sie unbedingt, dass der Koeffizient mit dem Index multipliziert und nicht addiert wird.

Unter folgenden Bedingungen ist es Ihnen gestattet, jedes Dokument frei für Ihre eigenen Zwecke zu verwenden:

2) Die Symbole chemischer Elemente sollten streng in der Form geschrieben werden, in der sie im Periodensystem erscheinen.

Informationskarte. „Algorithmus zur Anordnung von Koeffizienten in chemischen Reaktionsgleichungen.“

3) Gelegentlich treten Situationen auf, in denen die Formeln von Reaktanten und Produkten absolut korrekt geschrieben sind, die Koeffizienten jedoch immer noch nicht zugewiesen sind. Am wahrscheinlichsten tritt ein solches Problem bei Oxidationsreaktionen organischer Substanzen auf, bei denen das Kohlenstoffgerüst zerrissen wird.

Sie müssen in der Lage sein, die Reaktionsgleichung nicht nur zu schreiben, sondern auch zu lesen. Daher muss man manchmal, nachdem man alle Formeln in der Reaktionsgleichung geschrieben hat, die Anzahl der Atome in jedem Teil der Gleichung ausgleichen und die Koeffizienten festlegen. Zählen Sie, ob auf der linken und rechten Seite der Gleichung die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements vorhanden ist.

Für viele Schulkinder ist es keine leichte Aufgabe, Gleichungen chemischer Reaktionen zu schreiben und Koeffizienten richtig anzuordnen. Aber Sie müssen sich nur ein paar einfache Regeln merken, und die Aufgabe wird keine Schwierigkeiten mehr bereiten. Der Koeffizient, also die Zahl vor der Formel eines chemischen Moleküls, gilt für alle Symbole und wird mit jedem Index jedes Symbols multipliziert!

Typ