background image

Strona 1 

Zapis równań reakcji chemicznych oraz ich uzgadnianie 

 

Równanie reakcji chemicznej jest symbolicznym zapisem reakcji przy uŜyciu symboli wzorów oraz odpowiednich 
współczynników i znaków. Obrazuje ono przebieg przemiany zarówno pod kątem jakościowym jak i ilościowym, 
co oznacza, Ŝe oprócz tego jakie substancje biorą udział w reakcji podaje nam w jakiej ilości. 

Postaram się na przykładach pokazać w jaki sposób zapisywać a następnie uzgadniać i interpretować ilościowo i 
jakościowo równania reakcji chemicznych o róŜnym stopniu trudności.  

Dla kaŜdego przykładu przedstawione zostaną: 

- zapis równania reakcji przy wykorzystaniu wzorów chemicznych oraz modeli  

- sposób uzgadniania równania reakcji, czyli uzupełniania w nich współczynników stechiometrycznych 

- końcowy zapis równania za pomocą wzorów oraz modeli 

- interpretacja jakościowa (atomowo – cząsteczkowa) równania reakcji  

- interpretacja ilościowa (masowa) równania reakcji  

 

Weźmy sobie taki bardzo prosty przykład: 

Słowny zapis wygląda następująco: 

Ŝelazo + siarka → siarczek Ŝelaza (II) 

Typowy zapis równania reakcji wygląda następująco:  

Fe 

S

 → 

Fe

S

  

A taki jest zapis modelowy: 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

1 atom Ŝelaza łączy się z 1 atomem siarki w wyniku czego powstaje 1 cząsteczka siarczku Ŝelaza (II) 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

56 u Ŝelaza łączy się z 32 u siarki i powstaje 88 u siarczku Ŝelaza 

 

Trochę trudniej wygląda to w przypadku takim jak ten: 

Ŝelazo + siarka → siarczek Ŝelaza (III) 

modelowo przedstawia się to następująco: 

 

czyli: 

Fe 

S

 → 

Fe

2

S

3

 

Widzimy zatem, ze czegoś nam tu brakuje. Po prawej stronie mamy 3 atomy siarki i 2 atomy Ŝelaza a po lewej po 
jednym. Musimy zatem wprowadzić odpowiednie współczynniki, aby ilośc atomów po obu stronach była taka 
sama. Podwojenie liczby atomów Ŝelaza i potrojenie siarki da nam taki efekt.  

I gotowe równanie wygląda tak:

 

Fe

 + 3

 

S

 

→ 

Fe

2

S

3

 

background image

Strona 2 

 

A zatem otrzymujemy następujący zapis modelowy: 

 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

2 atomy Ŝelaza łączą się z 3 atomami siarki w wyniku czego powstaje 1 cząsteczka siarczku Ŝelaza (III) 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

112 u Ŝelaza łączy się z 96 u siarki i powstaje 208 u siarczku Ŝelaza 

 

Zastanówmy się, gdy pojawiają się wśród substratów dwuatomowe cząsteczki pierwiastka, np. tlenu: 

miedź + tlen → tlenek miedzi (I) 

Modelowo oraz za pomocą wzoru przedstawia się to tak: 

               

Cu 

O

2

 → 

Cu

2

O

 

 

Ale widać, Ŝe powyŜszy zapis nie oddaje pełnego przebiegu reakcji. Jeśli przereagują oba atomy tlenu, budujące 
cząsteczkę, powstać muszą 2 cząsteczki tlenku, a zatem przed tym produktem musimy wpisać współczynnik 
stechiometryczny 2: 

Cu 

O

2

 → 2 

Cu

2

To jeszcze nie wszystko, gdyŜ do zbudowania 2 cząsteczek produktu niezbędne są 4 atomy miedzi. Musimy zatem 
przed miedzią wprowadzić współczynnik 4: 

4

 Cu 

O

2

 → 2 

Cu

2

Poprawny zapis modelowy potwierdza konieczność wprowadzenia współczynników do równania: 

 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

4 atomy miedzi łączą się z dwuatomowa cząsteczką tlenu w wyniku czego powstają 2 cząsteczki tlenku miedzi (I) 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

254 u miedzi łączą się z 32 u tlenu i powstaje 286 u tlenku miedzi (I) 

background image

Strona 3 

Kolejny przykład będzie dość podobny do poprzedniego: 

glin + tlen → tlenek glinu 

    

Al

 

O

2

 → 

Al

2

O

3

 

Widzimy zatem, Ŝe w cząsteczce produktu mamy 2 atomy glinu i 3 atomy tlenu a po stronie substratów 1 atom 
glinu i dwuatomowa cząsteczkę tlenu. śeby uzgodnić równanie naleŜy znaleźć wspólną wielokrotność ilości 
atomów tlenu po lewej i po prawej stronie. Dla 2 i 3 wielokrotnością tą jest 6, a zatem wprowadzamy takie 
współczynniki, które dadzą nam 6 atomów glinu po prawej i po lewej stronie równania:  

Al

 

+ 3 

O

2

 → 2 

Al

2

O

Na koniec wprowadzamy współczynnik 4 przed Al, aby po obu stronach były po 4 atomy tego pierwiastka: 

4

 Al

 

+ 3 

O

2

 → 2 

Al

2

O

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

4 atomy glinu łączą się z 3 cząsteczkami tlenu w wyniku czego powstają 2 cząsteczki tlenku glinu 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

108 u glinu łączy się z 96 u tlenu i powstają 204 u tlenku glinu 

 

Kolejne przykłady pokaŜą w jaki sposób poradzić sobie moŜna z równaniem, gdy oba substraty są w postaci 
cząsteczek: 

tlenek siarki (IV) + tlen → tlenek siarki (VI) 

       

S

O

2

 

O

2

 → 

S

O

3

 

Zastanówmy się ile atomów tlenu naleŜy dodać do SO

2

, aby otrzymać SO

3

. Wychodzi, Ŝe do przekształcenia 1 

cząsteczki potrzebny jest 1 atom tlenu, a my dysponujemy dwuatomową cząsteczką. MoŜemy zatem wziąć 2 
cząsteczki tlenku SO

2

 i wtedy wykorzystamy oba atomy tlenu i uzyskamy 2 cząsteczki SO

3

2

 S

O

2

 

O

2

 → 2 

S

O

 

background image

Strona 4 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

2 cząsteczki tlenku siarki (IV) łączą się z 1 cząsteczką tlenu i  powstają 2 cząsteczki tlenku siarki (VI) 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

128 u tlenku siarki (IV) łączy się z 32 u tlenu i powstaje 160 u tlenku siarki (VI) 

 

I jeszcze przykład reakcji rozkładu, czyli analizy tlenku jodu (V): 

tlenek jodu (V) → jod + tlen 

        

I

2

O

5

 

→ 

I

2

 + 

O

2

 

W tym przykładzie początkowo ilość atomów jodu się zgadza, natomiast po stronie substratów jest 5 atomów 
tlenu, a po stronie produktów - 2. Aby uzgodnić równanie naleŜy najpierw znaleźć wspólną wielokrotność dla 2 i 5, 
czyli 10. W tym celu ilość cząsteczek tlenku mnoŜymy przez 2 a cząsteczek tlenu przez 5. 

2

 

I

2

O

5

 

→ 

I

2

 + 5 

O

2

 

Aby wszystko się zgadzało, podwajamy ilość cząsteczek jodu. 

2

 

I

2

O

5

 

→ 2 

I

2

 + 5 

O

2

 

 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

2 cząsteczki tlenku jodu (V) ulegają rozkładowi na 2 cząsteczki jodu  i  5 cząsteczek tlenu  

interpretacja masowa równania (w unitach): 

668 u tlenku jodu (V) ulega rozkładowi na 508 u jodu  i  160 tlenu  

 
W następnej kolejności przeanalizujmy kilka przykładów reakcji wymiany. Oto pierwszy z nich: 

Przykład 1: 

metan + tlen → dwutlenek węgla (tlenek węgla (IV) ) + woda (tlenek wodoru) 

        

background image

Strona 5 

Początkowe równanie wygląda następująco:  

C

H

4

 

O

2

 

→ C

O

2

 + 

H

2

O

 

PoniewaŜ atomy tlenu wchodzą w skład 3 róŜnych reagentów, bilansowanie reakcji rozpoczynamy od atomów 
wodoru i podwajamy ich liczbę w produktach 

C

H

4

 

O

2

 

→ C

O

2

 + 2 

H

2

O

 

Teraz liczymy atomy tlenu i zauwaŜamy, ze naleŜy podwoić ich liczbę po stronie substratów, biorąc 2 cząsteczki. 

C

H

4

 

+ 2 

O

2

 

→ C

O

2

 + 2 

H

2

O

 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

1 cząsteczka metanu reaguje z 2 cząsteczkami tlenu w wyniku czego powstaje 1 cząsteczka dwutlenku węgla  
i 2 cząsteczki wody 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

16 u metanu reaguje z 64 u tlenu w wyniku czego powstają 44 u dwutlenku węgla i 36 u wody 

 

Przykład 2: 

tlenek miedzi (I) + węgiel  →  miedź + dwutlenek węgla  

        

Cu

2

+ C

 

→ 

Cu

 + C

O

2

 

 

PoniewaŜ atomy tlenu najwyŜsze indeksy stechiometryczne są przy atomach miedzi i tlenu musimy podjąć decyzje 
od którego z nich zaczynamy uzgadnianie równania. Z pomocą przychodzi nam fakt, Ŝe tlen po obu stronach 
równania jest w postaci związanej i dlatego zaczynamy od niego. Podwajamy zatem ilość atomów tlenu w 
substratach: 

Cu

2

+ C

 

→ 

Cu

 + C

O

2

 

 

Aby poprawnie uzupełnić współczynniki musimy jeszcze w produktach uwzględnić 4 atomy miedzi. 

Cu

2

+ C

 

→ 4 

Cu

 + C

O

2

 

 

 

 

 

 

background image

Strona 6 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

2 cząsteczki tlenku miedzi (I) reagują z 1 atomem węgla w wyniku czego powstają 4 atomy metalicznej miedzi   
i 1 cząsteczka dwutlenku węgla 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

286 u tlenku miedzi (I) reaguje z 12 u  węgla w wyniku czego powstają 254 u miedzi  i 44 u dwutlenku węgla 

 

Przykład 3: 

amoniak + tlen →  tlenek azotu (II) + woda  

        

N

H

3

 

O

2

 

→ 

N

O

 + 

H

2

O           

 

Uzgadnianie rozpoczynamy od wodoru, gdyŜ tlen występuje w 3 miejscach równania. Ustalamy wspólną 
wielokrotność wodorów jako 6 , a zatem musimy wziąć 2 cząsteczki amoniaku (w substratach) i 3 cząsteczki wody 
(w produktach) 

N

H

3

 

O

2

 

→ 

N

O

 + 3 

H

2

O           

 

Otrzymujemy zatem po prawej stronie 2 cząsteczki tlenku azotu (II): 

N

H

3

 

O

2

 

→ 2 

N

O

 + 3 

H

2

O           

 

Po obliczeniu ilości atomów tlenu w produktach otrzymujemy 5 atomów, a zatem w substratach naleŜałoby wpisać 
2,5 cząsteczki tlenu: 

N

H

3

 

+ 2,5 

O

2

 

→ 2 

N

O

 + 3 

H

2

O           

 

Aby pozbyć się ułamka podwajamy wszystkie współczynniki stechiometryczne, analogicznie jak w równaniu 
matematycznym: 

N

H

3

 

+ 5 

O

2

 

→ 4 

N

O

 + 6 

H

2

O           

 

 

interpretacja atomowo – cząsteczkowa równania:  

4 cząsteczki amoniaku reagują z 5 cząsteczkami tlenu w wyniku czego powstają 4 cząsteczki tlenku azotu (II)   
i 6 cząsteczek wody 

interpretacja masowa równania (w unitach): 

68 u amoniaku reaguje z 160 u tlenu w wyniku czego powstaje 120 u tlenku azotu (II) i 108 u wody 

 

Przygotował: mgr inŜ. Bartosz Stasicki