JEDNAENJE KEMIJSKIH REAKCIJA

Radi odreivanja tonog omjera reaktanata i produkata u svrhu provoenja i optimiranja kemijskih reakcija, potrebno je kemijske reakcije tono ujednaiti. Prednosti sljedee metode je to ptpuno i tono izjednaava sve vrste reakcija, ukljuujui i one sloenije koje je praktiki nemogue izjednaiti klasinom metodom pokuaja i pogreke prikazujui pritom sve reaktante i produkte, bez polureakcija i parcijalnih redoks reakcija. Nedostatak je to to je jednostavnije reakcije ponekad lake i bre izjednaiti klasinom metodom pokuaja i pogreke, dok je sloenije reakcije ponekad bre izjednaiti putem redoks pulureakcija. Da bi se mogla ujednaiti kemijska reakcija potrebno je sljedee : - moraju biti poznati reaktanti i produkti - broja atoma svakog pojdenog elementa na lijevoj strani mora biti jednak broju atoma tog elementa na desnoj strani jednadbe Jednaenje kemijskih reakcija provodi se na sljedei nain : napravi se tablica u kojoj su u gornjem redu elija poredani s lijeva na desno reaktanti i produkti, a elije u redovima ispod se upisuju njima pripadajui stehiometrijski koeficijenti naprave se tablice za svaki pojedni element koje se sastoje od etiri stupca ; u drugi i etvrti stupac se pie broj atoma elemenata, a u prvi i trei dodatak broja atoma elemenata u prvi red elija tablice rektanti/produkti se upiu stehiometrijski koeficijenti 1 za svaku molekulu ili formulsku jedniku tj. na poetku je reakcija neizjednaena. u 1. red 2. i 4. stupca elija tablica elemenata upie se broj atoma svakog elementa na lijevoj i desnoj strani reakcije tj. tablica je vertikalno podjeljena na dva djela : lievi dio za lijevu stanu reakcije, a desni za desnu stranu, a svaka je strana opet vertikalno podjeljena na dva djela : lijevi u koji se upisuje broj dodanih atoma i desni u koji se upisuje konaan broj nae se element koji ima najvei omjer broja atoma bilo lijeve i desne, ili desne i lijeve strane, te se on prvi jednai u tablice elemenata se dodatkom potrebnog broja atoma na lijevoj ili desnoj strani reakcije, dovodi broj atoma tog elementa u jednakost. Pri tome se dodaju najmanji cjelobrojni viekratnici tog elementa u molekuli ili formulskoj jedniki u kojoj se on

-

-

-

nalazi, a ako se jednakost tada ne moe postii jednostranim dodavanjem, dodaje se taj element sa lijeve i desne strane sve dok se ne postigne jednakost. Ako element nalazi u jednom ili vie spojeva onda se dodaje u kombinaciji spojeva tako da ukupno dodani broj molekula ili formulskih jedinki bude minimalan dodatak broja atoma se djeli sa indeksom tog atoma u spoju u kojem se taj atom dodaje, i dobiveni broj se upisuje u novi red u tablici reaktanti/produkti kao novi stehiometrijski koeficijent u tog spoja, a ostali koeficijenti se prepiu tablice elemenata se auriraju za brojeve atoma elemenata koji su u spoju sa formulskom jedninkom ili molekulom kojoj je izmjenjen stehiometrijski koeficijent ponovno se nae element sa najveim omjerom broja atoma, te se on jednai auriraju se stehiometrijki koeficijenti u tablici reaktani/produkti, pa opet u tablicama elemenata, i tako dok se brojevi atoma na lijevoj i desnoj strani ne izjednae za sve elemente. Stehiometrijski koeficijenti u tablici reaktanti/produkti koji se dobiju nakon izjednaenja broja atoma svih elemenata u tablicama, jesu stehiometrijski koeficijenti izjednaene reakcije.

Primjeri (podebljanim brojevima je oznaen redosljed koraka u postupku) 1.P4 + O2 P4O10 tablica reaktanti/produkti P4 1 1 izjednaena reakcija P4 + 5O2 P4O10 O2 1 5 P4O10 1 1 tablice elemenata P 4 2 O 2 10

4 8

10 10

1

U tablicu reaktanti/produkti najprije su upisani poetni stehiometrijski koeficijenti tj. 1 za svaku molekulu jer je reakcija jo neizjednaena. U tablice elemenata uneseni su poetni brojevi atoma u neizjednaenoj reakciji. Dodan je najmanji broj atoma kisika koji je cjelobrojni viekratnik indeksa molekule O2. Upisani su novi stehiometrijski koeficijenti u tablicu reaktanti/produkti.

2.

P4O10 + H2O H3PO4 tablica reaktanti/produkti P4O10 1 1 1 H2O 1 1 6 H3PO4 1 4 4 tablice elemenata P 2 6 4 4 3 1 4 1 11 11 16 O 4 16 16 3 7

H izjednaena reakcija P4O10 + 6H2O 4H3PO4 10 2 2 12 3 12 12

4 5

Najvei poetni omjer broja atoma ima fosfor (4/1), te se se s jenaenjenjem kree od njega. Upisuju se novi stehiometrijski koeficijenti u tablicu reaktanti/produkti. Nakon auriranja tablica elemenata (3 i 4), najvei omjer atoma ima vodik (12/2), te se sada on jednai. Nakon upisivanja novih stehiometrijskih koeficijenata auriraju se tablice elemenata i sada svi elementi imaju jednak broj atoma na lijevoj i desnoj strani, pa je jednaenje zavreno.

3.

H2S + O2 SO2 + H2O tablica reaktanti/produkti H2S 1 1 2 2 2 O2 1 2 2 2 3 SO2 1 1 1 2 2 H2O 1 2 2 2 2 tablice elemenata H 3 4 9 12 2 2 4 2 4 4 4 5 1 2 2 S 1 1 2 7 8

2

1

O izjednaena reakcija 2 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O 2 2 4 4 4 6 3 3 4 6 6

1

1 2 10 11

4.

H2S+SO2 S + H2O tablica reaktanti/produkti H2S 1 1 1 2 2 SO2 1 1 1 1 1 S 1 2 2 2 3 H2O 1 1 2 2 2 tablice elemenata H 2 4 7 10 2 2 4 2 4 4 5 6 2 2 3 3 S 1 1 1 2 2 3 1 8 9

2

O izjednaena reakcija 2H2S+SO2 3S + 2H2O 2 2 1 1 2 3

5.

NH3 + O2 NO + H2O tablica reaktanti/produkti NH3 1 2 2 2 4 4 4 O2 1 1 1 3 3 3 5 NO 1 1 2 2 2 4 4 H2O 1 3 3 4 6 6 6 tablice elemenata N 3 6 10 14 17 20 1 2 2 4 4 1 1 2 2 4 4 5 15 16 3 3 6 6 12 12 H 2 2 2 4 6 10 10 12 1 2 11 12 13

1 2

3 6

2

O izjednaena reakcija 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 4 2 2 6 6 6 10 2 5 5 6 10 10

1

4

7 8 9 18 19

6.S + HNO3 H2SO4 + NO2 + H2O tablica reaktanti/produkti S 1 1 1 1 1 1 1 1 HNO3 1 2 2 3 3 4 6 6 H2SO4 1 1 1 1 1 1 1 1 NO2 1 1 2 2 3 3 3 6 H2O 1 1 1 1 1 2 2 2 tablice elemenata S 1 2 5 8 12 15 18 21 O 3 6 9 9 12 7 9 9 11 12 6 7 13 14 1 1 2 1 2 4 6 H 2 2 6 6 1 16 17 1 2 2 3 3 6 6 N 1 1 2 2 3 3 6 3 4 10 11 19 20

1 1 3

3 3

1

izjednaena reakcija S + 6HNO3 H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

7.P4 + HNO3 H3PO4 + NO2 + H2O tablica reaktanti/produkti P4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 HNO3 1 1 7 7 14 14 15 15 16 18 18 19 20 H3PO4 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 NO2 1 1 1 7 7 14 14 15 16 18 18 19 20 H2O 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 tablice elemenata P 2 5 7 10 13 16 19 22 25 29 32 36 4 4 3 1 4 1 7 1 1 7 14 15 16 18 18 19 20 H 5 14 14 14 16 16 18 18 20 8 9 20 21 27 28 34 35 1 7 14 14 15 15 16 18 19 20 N 1 7 7 14 14 15 16 18 19 20 6 11 12 17 18 23 26 33 37

7 1

2 2 2

1

O 3 3 21 42 45 48 54 54 57 60 7 17 21 45 45 50 54 55 57 60 3 4 14 15 23 24 30 31 38

18 izjednaena reakcija P4 + 20HNO3 4H3PO4 + 20NO2 + 4H2O 3 6 3

4

4 2

8.HNO3 NO2 + H2O + O2 tablica reaktanti/produkti HNO3 1 2 2 4 NO2 1 1 2 4 H2O 1 2 2 2 O2 1 1 1 1 tablice elemenata H 2 6 9 1 2 4 2 2 4 3 11 1 2 2 4 N 1 1 2 4 4 5 10

1

O izjednaena reakcija 3 4HNO3 4NO2 + 2H2O + O2 6 3 6 6 12 5 6 8 12

1 4

1 7 8

9.

KNO3 K2O + N2 + O2 tablica reaktanti/produkti KNO3 1 2 2 4 4 4 K2O 1 1 2 2 2 2 N2 1 1 1 1 2 2 O2 1 1 2 2 2 5 tablice elemenata K 2 6 9 13 15 1 2 1 2 2 4 2 2 4 4 1 7 8 1 2 4 4 N 2 2 2 4 3 10 12

2

O 4KNO3 2K2O + 2N2 + 5O2 3 6 6 12 12 3 3 6 6 12 4 5 11 14

3 6

10.

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C CaSiO3 + CO + P4 tablica reaktanti/produkti Ca3(PO4)2 1 2 2 2 2 2 SiO2 1 1 1 6 6 6 C 1 1 1 1 1 10 CaSiO3 1 1 6 6 6 6 CO 1 1 1 1 10 10 P4 1 1 1 1 1 1 tablice elemenata Ca 2 5 9 12 15 3 6 3 1 1 6 3 4 3 1 4 P 4 4 1

5

Si 1 1 6 1 6 6 7 8 1 1 10

C 1 10 10 13 14

5

9

O 10 18 28 28 4 19 19 28 6 10 11

9

izjednaena reakcija 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C 6CaSiO3 + 10CO + P4

11.

KMnO4 + HCl Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O tablica reaktanti/produkti KMnO4 1 1 1 1 1 2 2 2 2 HCl 1 5 5 8 8 8 8 16 16 Cl2 1 1 1 1 1 1 1 1 5 MnCl2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 KCl 1 1 1 1 2 2 2 2 2 H2O 1 1 4 4 4 4 8 8 8 tablice elemenata K 2 5 8 11 16 19 22 25 1 2 2 1 1 2 12 13 1 2 2 Mn 1 1 2 14 15

1

1

O 4 4 8 8 3 4 1 4 4 8 4 17 18 1 5 5 8 8 16

H 2 2 8 8 16 16 3 6 7 20 21

3 8

Cl izjednaena reakcija 4 2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O 1 5 8 8 16 16 5 5 5 8 8 16 1 9 10 23 24

3 8

12.

KO2 + CO2 + H2O KHCO3 + O2 tablica reaktanti/produkti KO2 1 1 2 2 2 2 4 CO2 1 1 1 2 4 4 4 H2O 1 1 1 1 2 2 2 KHCO3 1 2 2 2 2 4 4 O2 1 1 1 1 3 3 3 tablice elemenata K 2 7 10 13 17 21 1 1 2 2 4 1 2 2 4 4 3 6 18 20 5 5 7 9 14 18 O 5 8 8 8 14 18 4 8 11 12 22

1 2

5

6

C izjednaena reakcija 4KO2 + 4CO2 + 2H2O 4KHCO3 + 3O2 1 1 1 2 4 4 1 2 2 2 4 2 2 4 4

H 1 2 2 4

2

5 9 14 16

1

1 15 19

13. Pri dodavanu 6 atoma vodika u koraku 27, dodaje se 4 iz molekule acetata i 2 iz molekule vode, jer je tako ukupan broj dodanih molekula najmanji.C2H5OH + K2Cr2O7+ H2SO4 C2H5O2H + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O tablica reaktanti/produkti C2H5OH 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 K2Cr2O7 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 H2SO4 1 4 4 4 5 5 5 5 8 8 8 8 8 8 CH3COOH 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 Cr2(SO4)3 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 H2O 1 1 5 6 6 6 6 6 6 7 7 8 8 11 K2SO4 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 tablice elemenata C 2 6 9 12 15 18 21 24 28 32 36 39 43 2 2 4 4 6 2 4 4 6 6 30 31 37 38 H 8 14 14 14 16 22 22 28 28 34 34 6 6 14 16 16 16 22 22 28 28 28 3 5 10 11 25 27 33 35 41 42

2 2

8

2

6 6 6

O 12 24 24 24 47 47 48 49 49 Cr 2 4 4 2 2 4 19 20 19 19 23 24 40 43 43 46 46 4 7 8 26 29 34 40 44

K 2 2 2 2 4 4 16 17

2

1

izjednaena reakcija 3C2H5OH + 2K2Cr2O7+ 8H2SO4 3C2H5O2H + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O

S 3 1 4 5 5 5 5 4 4 4 5 8 8 1 13 14 22 23

2

1

3

14. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + H2O + MnSO4 + O2

tablica reaktanti/produkti H2O2 1 1 1 1 1 1 1 1 KMnO4 1 1 1 2 2 2 2 2 H2SO4 1 2 2 2 2 3 3 3 K2SO4 1 1 1 1 1 1 1 1 H2O 1 1 3 3 3 3 4 4 MnSO4 1 1 1 1 2 2 2 2 O2 1 1 1 1 1 1 1 3

tablice elemenata H 2 6 9 13 17 22 25 4 6 6 8 8 2 2 6 6 8 3 5 20 21 12 16 16 18 18 22 22 22 Mn 2 2 8 1 2 2 1 1 2 11 12 O 11 11 13 13 17 17 18 22 4 7 10 14 19 23 24

4 2

6

K 1 1 2

1

S 1 1 1 2 2 3 2 2 3 3 1 15 16

izjednaena reakcija H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 K2SO4 + 4H2O + 2MnSO4 + 3O2