1

شيمي سوم

بخش اول

واکنشهاي شيميايي و استوکيومتري

واکنشهاي شيميايي را مي توان به صورت معادله هايي نوشت و در آن از نمادهاي شيميايي عنصرها براي نمايش دادن آنها استفاده کرد. بر طبق قانون پايستگي جرم تعداد اتمهاي هر عنصر بايد در دو طرف معادله يکسان باشد يعني معادله بايد موازنه باشد.

موازنه کردن معادله يک واکنش شيميايي

براي موازنه کردن يک معادله ي شيميايي بايستي ضرايب مناسبي براي واکشن دهنده ها و فرآورده ها انتخاب کرد تا تعداد اتمهاي هر عنصر در دو طرف معادله واکنش برابر شود. براي اين منظور چنين عمل مي کنيم:

1- ابتدا معادله ي واکنش را با استفاده از نمادها و فرمولهاي شيميايي مي نويسيم.

2- ترکيبي را که بيشترين تعداد اتم را دارد انتخاب کرده و موازنه را از عنصري در اين ترکيب آغاز مي کنيم که بيشترين تعداد اتمها را دارد. اين عنصر نبايد H  يا O باشد.

3- ابتدا اتمهاي H و سپس  O  را موازنه مي کنيم.

4- مراحل ۲ و ۳ را تکرار مي کنيم تا تعداد اتمهاي هر عنصر در دو طرف معادله برابر باشد.

5- بر طبق قرارداد ضرايب بکار رفته در معادله واکنش بايستي کوچکترين عدد صحيح (غيرکسري ) باشند.

در مورد يونهاي چند اتمي مانند ،PO4_-2 , SO4_-2 وغيره بايد آنها را به صورت يک مجموعه يا ترکيب در نظر گرفت مثلاً تعداد کل بنيان4_-2  SO را در دو طرف موازنه مي کنيم.

تمرين :

معادله واکنش زير را موازنه کنيد.

C4H10 + O2 ® Co2 + H2

ابتدا C4H10  را براي شروع موازنه انتخاب مي کنيم چون بيشترين تعداد اتم را داراست.

براي موازنه  C ضريب 4 را براي CO2 قرار ميدهيم . براي موازنه H ضريب 5 را براي H2O قرار ميدهيم.

C4H10 + HO2 ® 4Co2 + 5H2O

حال در طرف راست 13 اتم O داريم . پس براي O2 در چپ ضريب 2/13 را قرار مي دهيم.

C4H10 + ۱۳/۲ O2 ® 4Co2 + 5H2O

حالا کل ضرايب را در ۲ ضرب مي کنيم که ضريب کسري نداشته باشيم.

۲C4H10  +۱۳ O2 ® ۸Co2  ۱۰+H2O

تمرين :

معادله واکنش زير را موازنه کنيد.

FeCL2 + AgNO3 ® Fe(NO3)2 +  AgCl

موازنه را از بنيان چند اتمي No3  شروع مي کنيم و ضريب ۲ را براي AgNo3  در سمت چپ قرار مي دهيم.

FeCL2 + 2 AgNO3 ® Fe(NO3)2 +  AgCl

حال براي آنکه Ag در دو طرف موازنه باشد ضريب ۲ را براي AgCL   در سمت راست قرار مي دهيم.

FeCL2 + 2 AgNO3 ® Fe(NO3)2 +2 AgCl

حال معادله موازنه مي باشد.

انواع واکنشهاي شيميايي به پنج دسته تقسيم مي شوند.

واکنش ترکيبي واکنشي است که در آن دو يا چند ماده با هم ترکيب شده و مواد جديدي توليد مي کنند

2H2_(g)+ O2_(g) ® 2 H2O _(L)

واکنش سوختن واکنشي است که در آن يک ماده به سرعت با گاز اکسيژن ترکيب شده و مقدار زيادي انرژي به صورت نور و گرما آزاد مي شود.

2 Mg_(S)+O2 _(g)  ® 2 MgO _(S) + q ( (انرژي

واکنش تجزيه واکنشي است که در آن ماده با صرف انرژي به مواد ساده تر تبديل مي شود.

2KCLO3_(S) ® 2KCL _(S)+ 3O2_(g)

واکنش جابجايي يگانه واکنشي است که در آن يک عنصر يون جايگزين عنصر يا يون ديگري در ترکيب مي شود.

Zn_(S) + 2 AgNO3_(aq) ® Zn(NO3)2_(aq)+ Br2_(l)

واکنش جابجايي دو گانه واکنشي است که در آن جاي دو عنصر در دو ترکيب با هم عوض مي شود.(مانند واکنشهاي رسوبي )

Zn Br_{2 (ag)}+ 2AgNO3_(ag)  ® 2 AgBr_(S)+ Zn(NO3)₂

استوکيومتري

استوکيومتري بخشي از شيمي است که با ارتباط هاي کمي بين مقدار مواد شرکت کننده در واکنشهاي شيميايي دهنده ها و فرآورده ها) سرو کار دارد. اين روابط شامل روابط وزني ، مولي ، حجمي و به طور کلي نسبت مقدار عنصرها و ترکيبها در يک واکنش مي شود.

روابط مولي – مولي در محاسبه هاي استوکيومتري

استوکيومتري فرمولي

فرمول شيميايي هر ترکيب نشان دهنده ي نوع و تعداد اتمهاي تشکيل دهنده ي آن است. بنابراين مي توان نسبت تعداد اتمهاي (يا مولهاي) هر ترکيب را از روي فرمول شيميايي آن نوشت . به عنوان مثال براي H2O مي توان نوشت :

  1