Химик тигеҙләмә

Химик тигеҙләмә
Һүрәтләнгән объект	химик реакция[d]

Химик тигеҙләмә (химик тигеҙләмә реакцияһы) — ул химик формулалар, һан коэффициенттары, математик символдар менән химик реакцияның шартлы яҙмаһы. Матдәләрҙең массаһы һаҡланыу законы нигеҙендә химик реакцияларҙың тигеҙләмәләрен төҙөйҙәр.

Беренсе химик тигеҙләмәне Жан Бегин 1615 йылда төҙөй.

Химик реакция тигеҙләмәһе реагент һәм матдәләрҙең сифат (йәғни ниндәй матдәләрҙең реакцияға инеүе) һәм миҡдары (йәғни был матдәләрҙең ҡалдыҡһыҙ ниндәй масса нисбәтендә реакцияға инеүе) тураһында мәғлүмәт бирә. Уны төҙөү стоихиометрия закондарына, иң элек, химик реакцияларҙа матдәләр массаһы һаҡланыу законына нигеҙләнә. Тигеҙләмәләрҙән тыш химик реакцияларҙың тулы һәм ҡыҫҡа схемалары — реагенттар һәм матдәләр тәбиғәте, йәғни химик реакция тураһында сифат мәғлүмәтен биреүсе шартлы яҙмалар ҡулланыла.

2 O₂ + 2 H → 2 H₂OO₂ + 2 H₂ → 2 H₂O

Тарихы

Chymicum Tyrocinium титул бите

Башта химик тигеҙләмәләр тураһында бер ниндәй ҙә күҙаллауҙар булмай, химик закондарҙың төп закондары әлегә билдәле булмай, ләкин химия үҫешенең алхимик осоронда уҡ химик элементтарҙы символдар менән билдәләй башлайҙар.

Химияның артабанғы үҫеше менән химик элементтарҙың символикаһы, химик формулаларҙы ҡулланып математик яҙма тураһында фекерҙәр үҙгәрә. Химик тигеҙләмәләрҙе беренсе булып 1615 йылда химия буйынса тәүге дәреслектәрҙең Tyrocinium Chymicum («Начала химии») береһендә Жан Бегин (Jean Beguin) тәҡдим итә.

XIX быуаттың аҙағы XVIII башы — стехиометрия закондарының формалашыу осоро. Был тикшеренеүҙәрҙең башында немец ғалимы И. У. Рихтер тора. Студент йылдарында уҡытыусы, философ И. Канттың тәбиғи фәндәрҙең айырым өлкәләрендә математика кеүек үк ысын фән булыуы тураһындағы һүҙҙәре уға ныҡ тәьҫир итә. Рихтер диссертацияһын математиканы химияла ҡулланыуға арнай. Рихтер химик реакцияларҙың тәүге миҡдар тигеҙләмәләрен индерә, стехиометрия терминын ҡуллана башлай.

Төҙөү ҡағиҙәләре

Химик реакция тигеҙләмәләрен төҙөү өсөн, реагент продукттарҙың һәм реакция продукттарының формулаларын белеүҙән тыш, коэффициенттарҙы дөрөҫ һайларға кәрәк. Быны ҡатмарлы булмаған ҡағиҙә ҡулланып эшләргә мөмкин. Тигеҙләмәнең һул яғына реакцияға ингән матдәләрҙең формулаларын яҙалар, уларҙы «плюс» билдәһе менән берләштерәләр. Тигеҙләмәнең уң яғына реакция һөҙөмтәһендә барлыҡҡа килгән матдәләрҙең формулаларын яҙалар, улай уҡ «плюс» билдәһе менән берләштерәләр.. Тигеҙләмәнең яҡтары араһында тигеҙлек билдәһе йәки уҡ ҡуйыла. Шунан коэффициент табыла — формула алдында торған һан. Бер элементлы атомдарҙың һаны һул яҡта ла уң яҡта ла бер тигеҙ булырға тейеш.

Реакцияларҙың төрлө типтарын билдәләү өсөн түбәндәге символдар файҙаланыла :

• «$=$» стехиометрик нисбәт күҙәтелгән осраҡта ҡулланыла.
• «$\rightarrow$» тура реакцияны билдәләү өсөн ҡулланыла.
• «$\rightleftarrows$» ике йүнәлештә барған реакцияны күрһәтеү өсөн ҡулланыла.
• «$\rightleftharpoons$» химик тигеҙләнеште билдәләү өсөн ҡулланыла..

Масса һаҡланыу законы һәр элементтың реакция алдынан матдә миҡдары реакциянан һуң һәр элементтың матдә күләменә тигеҙ тип белдерә. Шулай итеп, химик тигеҙләмәнең һул һәм уң яҡтарында элемент атомдары бер үк һанда булырға тейеш. Химик тигеҙләмә электронейтраль булырға, йәғни тигеҙләмәнең һул һәм уң яҡтарындағы зарядтарҙың суммаһы нулгә тигеҙ булырға тейеш.

Химик реакцияла йәҙрә реакцияһы булмағанлыҡтан, химик элементтар реакция аша үҙгәрешһеҙ үтә. Шулай итеп, химик тигеҙләмәнең һәр өлөшө ниндәй ҙә булһа элементтың (йәки нуклидтың, төрлө изотоптар иҫәпкә алынһа) бер үк һандағы атомдарын күрһәтергә тейеш. Зарядты һаҡлау законында әйтелгәнсә, дөйөм электр заряды өсөн дә шундай уҡ хәл. Был талаптарҙы ҡәнәғәтләндергән тигеҙләмә баланслы тигеҙләмә тип атала. Баланслы тигеҙләмәләр, ҡағиҙә булараҡ, натураль һандың иң түбән коэффициенттары менән яҙыла. Ләкин ҡайһы берҙә, әгәр ул башҡа таҡмаҡтарҙы ябайлаштырһа, фракциялы коэффициент ҡабул итеү отошло булырға мөмкин.

Символдар =/→/⇄/⇌

• ${\xrightarrow {t}}$ йылытыу кәрәк тигәнде аңлата
• $\xrightarrow {\text{эл.ток}}$ тимәк, реакцияла электр тогы ҡатнаша. Шул уҡ ваҡытта реагенттар теләһә ниндәй агрегат хәлдә булыуы мөмкин . Ә бына $\xrightarrow {\text{электролиз}}$ электр тогының иретмә аша үтеүен аңлата
• $\xrightarrow {\text{кат.}}$ ҡайһы бер махсус билдәләнмәгән катализатор реакцияһында ҡулланыуҙы билдәләй. Әгәр ҙә аныҡ катализатор күрһәтергә кәрәк, уның урынына «кат.» химик формулала яҙыла.
• $\xrightarrow {p}$ баҫым кәрәкте аңлата
• $\xrightarrow {hv}$ яҡтылыҡ кванты кәрәк
• $\xrightarrow {\text{сплавление}}$ бөтә реагенттар ҡаты агрегат хәлдә булыуҙы күрһәтә, һәм улар араһында һыу юҡ
• Төрлө яҙыуҙар өтөр аша һанала. Мәҫәлән тигеҙләмәлә ${\ce {6CO2{}+6H2O->[hv,{\text{хлорофилл}}]C6H12O6{}+6O2}}$ яҙыу ${\ce {->[{\text{хлорофилл}}]}}$ реакция барышы мөхитен аңлата

${\textrm {N}}_{2}+3{\textrm {H}}_{2}{\stackrel {\textrm {Fe,t,p}}{\rightleftarrows }}2{\textrm {NH}}_{3}+Q$ +Q — йылылыҡ бүленеп сыға тигәнде аңлата, ә ${\textrm {N}}_{2}+{\textrm {O}}_{2}{\stackrel {\textrm {t}}{\rightleftarrows }}2{\textrm {NO}}-Q$ −Q яҙыу йылылыҡ йотоу тигәнде аңлата. Бындай тигеҙмәләләр термохимик тигеҙмәләләр тип атала. Әгәр аҙағында +Q тора икән, тимәк, реакция экзотермик, ә әгәр −Q — эндотермик.

${\textrm {FeO}}+{\textrm {H}}_{2}{\textrm {O}}\neq$ тимәк, реакция бармай. ≠ тамғаны ҡалдырып, тигеҙләмәнең уң яғын яҙып була, мәҫәлән:

${\textrm {NaCl+KOH}}\neq {\textrm {NaOH+KCl}}$

Коэффициенттар

Ҡағиҙә булараҡ, химик тигеҙләмәләр иң бәләкәй бөтөн һандар коэффициенттары менән яҙыла. Химик формула алдынан коэффициент булмаһа, ул бергә тигеҙ тип фараз ителә. Матди балансты тикшереү, йәғни һул һәм уң яҡтағы атомдар һаны түбәндәгесә булырға мөмкин: иң ҡатмарлы химик формула алдына 1 коэффициент ҡуйыла.

Артабан формула алдына коэффициенттар шулай итеп ҡуйыла, һәр элементтың атомдар һаны тигеҙләмәнең уң яғында ла һәм һул яғында ла тигеҙ ҡуйыла. Әгәр коэффициенттарҙың береһе — кәсер икән, бөтә коэффициенттарҙы кәсер коэффициенты уртаҡ бүленеүсе алдында торған һанға ҡабатларға кәрәк.

Әгәр формула алдында коэффициент 1 икән, уны төшөрөп ҡалдыралар.

Химик тигеҙләмәләге атомдар һанын тигеҙләүҙең бер ысулы — коэффициенттарҙы һайлау.

Метан яныу химик реакцияһында коэффициенттарҙың урынлашыуы:

1CH₄ + O₂ $\rightarrow$ CO₂ + H₂O

Һул һәм уң яҡтағы углерод атомдарының һаны бер төрлө. Тигеҙләшергә тейешле киләһе элемент — водород. Һул яҡтан 4 водород атомы, уң яҡтан — 2, водород атомдары һанын тигеҙләү өсөн һыу алдына 2 коэффициент ҡуйырға кәрәк, һөҙөмтәлә:

1CH₄ + O₂ $\rightarrow$ CO₂ + 2H₂O

Коэффициенттарҙың ниндәй ҙә булһа химик тигеҙләмәлә урынлашыуын тикшереү кислород атомдарының һанын иҫәпләү юлы менән эшләнә, әгәр һул һәм уң өлөштәрҙә кислород атомдарының һаны бер төрлө булһа, коэффициент дөрөҫ ҡуйылған:

1CH₄ + 2O₂ $\rightarrow$ CO₂ + 2H₂O

CH4 һәм CO2 молекулалары алдынан 1 коэффициент төшөрөлә.

CH₄ + 2O₂ $\rightarrow$ CO₂ + 2H₂O

Химик тигеҙләмә стоихиометрик коэффициенттарға яраҡлы ҡиммәттәр биреү юлы менән тигеҙләнә. Ябай тигеҙләмәләрҙе тикшереү, йәғни һынау һәм хата юлы менән тигеҙләргә мөмкин. Икенсе ысул һыҙыҡлы тигеҙләмәләр системаһын сисеүҙе күҙҙә тота.

Ҡатмарлыраҡ осраҡтар өсөн һыҙыҡлы алгебраик тигеҙләмәләр системаһын төҙөү ярҙамында реакцияларҙы тигеҙләүҙең математик ысулы һәм Гарсиа ысулы (Гаусстың математик ысулы аналогы) ҡулланыла.

Окисланыу-ҡайтарыу реакциялары

Окисландырыу-ҡайтарыу реакциялары — ул атом-окисландырыусы һәм атом-ҡайтарыусы реакцияларҙы тәшкил иткән атомдарҙың окисланыу хәле үҙгәргәндә барлыҡҡа килгән ҡапма-ҡаршы химик реакциялар, улар электрондарҙы окисланыусы атом менән атомдың кәмеүе араһында яңынан бүлеү юлы менән тормошҡа ашырыла. Һәр окисланыу-ҡайтарыу реакцияһы бер үк ваҡытта һәм бер-береһенән айырылмайынса барған ике ҡапма-ҡаршы әүерелеү — окисланыу һәм тергеҙеү берҙәмлегенән тора.

Окисландырыу-ҡайтарыу реакцияһы тигеҙләмәһен төҙөгәндә ҡайтарыусыны, окисландырыусыны һәм бирелгән һәм ҡабул ителгән электрондар һанын билдәләргә кәрәк. Ғәҙәттә, коэффициенттарҙы электрон баланс ысулын йәки электрон-ион баланс ысулын (ҡайһы берҙә һуңғыһын ярым реакция ысулы тип атайҙар) файҙаланып һайлайҙар.

Ионлы тигеҙләмәләр яҙмаһы

Ионлы тигеҙләмәләр — ул химик тигеҙләмәләр, уларҙа электролиттар диссоциациялы иондар рәүешендә яҙылған. Ионлы тигеҙләмәләр алмаштырыу реакцияларын һәм һыу эретмәләрендә алмашыныу реакцияларын яҙып алыу өсөн файҙаланыла. Миҫал, алмашыу реакцияһы, кальций хлориды һәм көмөш нитратының көмөш хлориды ултырмаһын барлыҡҡа килтереп тәьҫир итешеүе:

CaCl₂(ж) + 2AgNO₃(ж) $\rightarrow$ Ca(NO₃)₂(ж) + 2AgCl(тв)

тулы ионлы тигеҙләмәләр:

Ca²⁺ + 2Cl⁻ + 2Ag⁺ + 2NO₃⁻ $\rightarrow$ Ca²⁺ + 2NO₃⁻ + 2AgCl(тв)

Шулай уҡ ҡарағыҙ

• Химик реакциялар;
• Стехиометрия;
• Термохимик тигеҙләмәләр

Әҙәбиәт

• М. Левицкий Химик тел // Химия һәм тормош. — 2000. -№ 1. — С 50-52.
• Кудрявцев А. А. Химик тигеҙләмәләрен төҙөү — 4 баҫмаһы, и до, с 1968—359
• Г. Д. С И. В. Берг Аверко Зороацкая Громаков-Тадеуша Антоновича И. Н. Химик тигеҙләмәләрен таратыу ысулы коэффициенты — Ҡазан: изд-во Ҡазан ун-шул, 1959.- С. 148
• А. И. Леенсон Чёт или нечёт — М.: Химия, 1987. — 176 с.

Һылтанмалар

• Энциклопедия Кругосвет/ «Стехоиометрия» Илья Леенсон
• Мастерская педагога /«Учись уравнивать уравнения химических реакции. Нетрадиционный метод Гарсиа», стр.10
• Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. «Химия /Органик булмаған химия» Урта мәктәптең 8-се класы өсөн. Башҡортса 2-се баҫмаһы. — Өфө: «Китап», 1994 й. — С. 160.