Најважније из лекције
Закон о одржању масе: Укупна маса реактаната увек је једнака укупној маси производа реакције (\(m_{\text{реактаната}} = m_{\text{производа}}\)). Број и врста атома пре и после хемијске реакције остају исти.
Хемијска једначина: Представља хемијску реакцију у облику: \(\text{реактанти} \longrightarrow \text{производи}\).
Изједначавање: Постиже се искључиво дописивањем коефицијената испред хемијских формула, никада променом индекса у формулама.
Пример: \(2\text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O}\) (4 атома \(\text{H}\) и 2 атома \(\text{O}\) са обе стране).
Хемијска једначина: Представља хемијску реакцију у облику: \(\text{реактанти} \longrightarrow \text{производи}\).
Изједначавање: Постиже се искључиво дописивањем коефицијената испред хемијских формула, никада променом индекса у формулама.
Пример: \(2\text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O}\) (4 атома \(\text{H}\) и 2 атома \(\text{O}\) са обе стране).
Закон о одржању масе: Укупна маса реактаната једнака је укупној маси производа хемијске реакције.
Овај закон су крајем 18. века независно један од другог установили руски научник Михаил В. Ломоносов и француски научник Антоан Лавоазје. Његово увођење означава почетак развоја хемије као модерне науке.
Закон о одржању масе важи зато што је број атома сваког појединачног хемијског елемента пре реакције једнак броју атома тог елемента после реакције. Атоми се током хемијске реакције не могу створити нити уништити, већ се само прегрупишу.
\[ m(\text{реактаната}) = m(\text{производа реакције}) \]
Ако у затвореном систему потпуно реагује \(2\text{ g}\) водоника са \(16\text{ g}\) кисеоника, маса настале воде износи:
\[ m(\text{H}_2\text{O}) = m(\text{H}_2) + m(\text{O}_2) = 2\text{ g} + 16\text{ g} = 18\text{ g} \]
Објасни зашто маса свеће која гори под стакленим звоном на ваги остаје непромењена, иако се сама свећа смањује и троши.
Свећа гори у затвореном простору испод звона, па сви гасовити производи сагоревања (угљен-диоксид и водена пара) остају унутар звона. По закону о одржању масе, укупна маса свих супстанци пре реакције једнака је укупној маси свих супстанци после реакције.
Хемијска једначина (једначина хемијске реакције) јесте кратак и прецизан запис хемијске реакције помоћу хемијских симбола, формула и коефицијената.
\[ \text{реактанти} \longrightarrow \text{производи реакције} \]
Супстанце које ступају у реакцију (реактанти) пишу се с леве стране, а супстанце које настају (производи реакције) с десне стране. Повезане су стрелицом (\(\longrightarrow\)) која показује смер одигравања реакције.
Хемијска једначина пружа две врсте информација:
- Квалитативно значење: које супстанце реагују, а које настају.
- Квантитативно значење: однос броја честица (молекула, атома) које учествују у реакцији.
У једначини:
\[ \text{H}_2 + \text{Cl}_2 \longrightarrow 2\text{HCl} \]
- Реактанти: водоник (\(\text{H}_2\)) и хлор (\(\text{Cl}_2\))
- Производ реакције: хлороводоник (\(\text{HCl}\))
- Однос честица: 1 молекул водоника реагује са 1 молекулом хлора и при томе настају 2 молекула хлороводоника.
Који су реактанти, а који производи у следећој хемијској једначини: \(2\text{Al} + 6\text{HCl} \longrightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\)?
Реактанти: алуминијум (\(\text{Al}\)) и хлороводонична киселина (\(\text{HCl}\)).
Производи реакције: алуминијум-хлорид (\(\text{AlCl}_3\)) и водоник (\(\text{H}_2\)).
Производи реакције: алуминијум-хлорид (\(\text{AlCl}_3\)) и водоник (\(\text{H}_2\)).
Хемијска једначина мора бити изједначена у складу са законом о одржању масе. Број атома сваког елемента мора бити исти на левој и десној страни једначине!
Записивање тачних формула: Написати тачне хемијске симболе и формуле свих реактаната с леве стране и производа с десне стране, раздвојене стрелицом.
\[ \text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} \]
Пребројавање атома: Упоредити број атома сваког елемента с леве и десне стране стрелице.
(Лево: \(2\text{ H}\), \(2\text{ O}\); Десно: \(2\text{ H}\), \(1\text{ O}\) - кисеоник није изједначен)
(Лево: \(2\text{ H}\), \(2\text{ O}\); Десно: \(2\text{ H}\), \(1\text{ O}\) - кисеоник није изједначен)
Постављање коефицијената: Испред формула се додају цели бројеви (коефицијенти) како би се изједначио број атома.
Додавањем броја 2 испред \(\text{H}_2\text{O}\) изједначава се кисеоник: \[ \text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} \] Сада на десној страни има \(4\text{ H}\) атома, па се додаје коефицијент 2 испред \(\text{H}_2\): \[ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} \]
Додавањем броја 2 испред \(\text{H}_2\text{O}\) изједначава се кисеоник: \[ \text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} \] Сада на десној страни има \(4\text{ H}\) атома, па се додаје коефицијент 2 испред \(\text{H}_2\): \[ 2\text{H}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} \]
Коначна провера: Проверити да ли је укупан број атома свих елемената једнак са обе стране.
Лево: \(4\text{ H}\), \(2\text{ O}\) \(\longrightarrow\) Десно: \(4\text{ H}\), \(2\text{ O}\) (једначина је изједначена).
Лево: \(4\text{ H}\), \(2\text{ O}\) \(\longrightarrow\) Десно: \(4\text{ H}\), \(2\text{ O}\) (једначина је изједначена).
При изједначавању се смеју мењати само коефицијенти (бројеви испред формула). Хемијске формуле и индекси унутар формула (као што је \(2\) у \(\text{H}_2\text{O}\)) никада се не смеју мењати!
Саставити и изједначити једначину реакције између азота и водоника при чему настаје амонијак (\(\text{NH}_3\)).
1. Запис реакције: \(\text{N}_2 + \text{H}_2 \longrightarrow \text{NH}_3\)
2. Изједначавање азота: \(\text{N}_2 + \text{H}_2 \longrightarrow 2\text{NH}_3\)
3. Изједначавање водоника (десно има \(6\text{ H}\), лево треба \(3 \cdot 2\)): \[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \longrightarrow 2\text{NH}_3 \]
2. Изједначавање азота: \(\text{N}_2 + \text{H}_2 \longrightarrow 2\text{NH}_3\)
3. Изједначавање водоника (десно има \(6\text{ H}\), лево треба \(3 \cdot 2\)): \[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \longrightarrow 2\text{NH}_3 \]
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Колико грама магнезијум-оксида (\(\text{MgO}\)) настаје ако потпуно реагује \(12\text{ g}\) магнезијума са \(8\text{ g}\) кисеоника?
Према закону о одржању масе:
\[ m(\text{магнезијум-оксид}) = m(\text{магнезијум}) + m(\text{кисеоник}) \]
\[ m(\text{MgO}) = 12\text{ g} + 8\text{ g} = 20\text{ g} \]
Одговор: Настаје \(20\text{ g}\) магнезијум-оксида.
Задатак 2 (средњи): Изједначи следеће некомплетне хемијске једначине постављањем одговарајућих коефицијената:
а) \(\underline{\hspace{0.8cm}}\text{Al} + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{O}_2 \longrightarrow \underline{\hspace{0.8cm}}\text{Al}_2\text{O}_3\)
б) \(\underline{\hspace{0.8cm}}\text{Fe} + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{HCl} \longrightarrow \underline{\hspace{0.8cm}}\text{FeCl}_2 + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{H}_2\)
а) \(\underline{\hspace{0.8cm}}\text{Al} + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{O}_2 \longrightarrow \underline{\hspace{0.8cm}}\text{Al}_2\text{O}_3\)
б) \(\underline{\hspace{0.8cm}}\text{Fe} + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{HCl} \longrightarrow \underline{\hspace{0.8cm}}\text{FeCl}_2 + \underline{\hspace{0.8cm}}\text{H}_2\)
а) Посматрамо кисеоник: најмањи заједнички садржалац за 2 и 3 је 6. Стављамо 3 испред \(\text{O}_2\) и 2 испред \(\text{Al}_2\text{O}_3\). Тада на десној страни имамо 4 атома \(\text{Al}\), па испред \(\text{Al}\) стављамо 4:
\[ 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{Al}_2\text{O}_3 \]
б) Десно имамо 2 атома \(\text{Cl}\) и 2 атома \(\text{H}\), па испред \(\text{HCl}\) стављамо коефицијент 2:
\[ \text{Fe} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \]
Задатак 3 (тежак): Напиши и изједначи једначину хемијске реакције између магнезијума и хлороводоничне киселине (\(\text{HCl}\)), у којој настају магнезијум-хлорид (\(\text{MgCl}_2\)) и гасовити водоник. Ако је у тој реакцији изреаговало \(24\text{ g}\) магнезијума и \(73\text{ g}\) хлороводоничне киселине, при чему је настало \(2\text{ g}\) водоника, израчунај масу насталог магнезијум-хлорида.
1. Хемијска једначина:
\[ \text{Mg} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \]
2. Примена закона о одржању масе:
\[ m(\text{Mg}) + m(\text{HCl}) = m(\text{MgCl}_2) + m(\text{H}_2) \]
\[ 24\text{ g} + 73\text{ g} = m(\text{MgCl}_2) + 2\text{ g} \]
\[ 97\text{ g} = m(\text{MgCl}_2) + 2\text{ g} \]
\[ m(\text{MgCl}_2) = 97\text{ g} - 2\text{ g} = 95\text{ g} \]
Одговор: Маса насталог магнезијум-хлорида је \(95\text{ g}\).
