Jak se vyčíslí chemická rovnice?
Vyčíslit chemickou rovnici znamená zajistit, aby byl na obou stranách šipky stejný počet atomů každého prvku. Děláš to umístěním celočíselných koeficientů před vzorce, nikdy ne změnou dolních indexů. Například vodík a kyslík tvoří vodu ve vyčíslené rovnici 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Proč musí být rovnice vyčíslené
Chemická rovnice je stručný způsob popisu reakce. Výchozí látky, zvané reaktanty, jsou vlevo a nové látky, zvané produkty, vpravo. Šipka znamená „reagují za vzniku“.
Při reakci atomy nevznikají ani nezanikají; jen si vyměňují partnery. To je zákon zachování hmotnosti, který francouzský chemik Antoine Lavoisier prokázal pečlivými pokusy koncem 18. století. Každý atom vlevo musí být i vpravo, takže počet atomů každého prvku i celková hmotnost zůstávají stejné.
Zlaté pravidlo: měň koeficienty, ne dolní indexy
Koeficient je číslo umístěné před vzorcem. Říká, kolik molekul nebo jednotek dané látky se účastní, takže jeho změna jen mění množství látky.
Měnit dolní index není nikdy dovoleno, protože se tím látka změní v něco jiného. H₂O je voda, ale H₂O₂ je peroxid vodíku, zcela jiná chemická látka.
Postup krok za krokem
Krok 1: napiš správné vzorce všech reaktantů a produktů. Krok 2: spočítej atomy každého prvku na obou stranách. Krok 3: přidávej koeficienty a vyčísluj vždy jeden prvek. Začni prvkem, který je na každé straně jen v jedné látce. Často pomáhá upravit volné prvky, například O₂ nebo Fe, až nakonec, protože změna jejich koeficientů nenaruší žádný jiný prvek. Krok 4: znovu spočítej každý prvek. Krok 5: ujisti se, že koeficienty jsou nejmenší možná celá čísla.
Příklad 1: tvorba vody
Začni s H₂ + O₂ → H₂O. Levá strana má 2 atomy H a 2 atomy O, ale pravá strana má 2 H a jen 1 O. Dej před H₂O dvojku, abys získal 2 atomy kyslíku vpravo: H₂ + O₂ → 2H₂O.
Nyní má pravá strana 4 H, ale levá jen 2, takže dej dvojku před H₂: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Kontrola: na každé straně 4 H a 2 O. Je vyčíslená.
Souhlasí i hmotnosti. Dva moly H₂ (4,032 g) plus jeden mol O₂ (31,998 g) dávají 36,030 g, přesně hmotnost dvou molů H₂O (2 × 18,015 = 36,030 g).
Příklad 2: hoření methanu
Methan, CH₄, je hlavní složkou zemního plynu. Když hoří, reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a vody: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.
Uhlík je již vyčíslený, na každé straně je 1 atom. Vodík ne: vlevo jsou 4 a vpravo 2, takže napiš 2H₂O. Nyní spočítej kyslík vpravo: 2 v CO₂ plus 2 ve 2H₂O dává 4. Abys získal 4 atomy kyslíku vlevo, napiš 2O₂. Vyčíslená rovnice je CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O s 1 C, 4 H a 4 O na každé straně.
Příklad 3: rezavění železa
Železo reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu železitého: Fe + O₂ → Fe₂O₃. Skutečná rez obsahuje také vodu, ale tato jednodušší rovnice ukazuje hlavní reakci.
Oba reaktanty jsou zde volné prvky, takže začni s tím záludnějším, kyslíkem: O₂ má 2 atomy kyslíku a Fe₂O₃ má 3. Nejmenší číslo, které je dělitelné 2 i 3, je 6, takže napiš 3O₂ (6 atomů kyslíku) a 2Fe₂O₃ (6 atomů kyslíku). Pravá strana má nyní 2 × 2 = 4 atomy železa, takže napiš 4Fe vlevo. Vyčíslená rovnice je 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ se 4 Fe a 6 O na každé straně.
Hlavní body
- Vyčíslená rovnice má na obou stranách šipky stejný počet atomů každého prvku.
- Atomy se přeskupují, nevznikají ani nezanikají, takže se při každé reakci zachovává hmotnost.
- Rovnici vyčísluj změnou pouze koeficientů, protože změna dolního indexu mění látku.
- Vyčísluj vždy jeden prvek, volné prvky jako O₂ a Fe obvykle nech na konec a pak vše znovu spočítej.
- Tři vyčíslené příklady: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O a 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
Otestuj se
Tři rychlé otázky k této lekci.
1. Co smíš měnit při vyčíslování chemické rovnice?
Zobrazit odpověď
Koeficienty před vzorci — Měnit lze pouze koeficienty, protože změna dolního indexu by z látky udělala jinou látku.2. Jaký koeficient patří před O₂ ve vyčíslené rovnici hoření methanu?
Zobrazit odpověď
2 — Produkty obsahují 4 atomy kyslíku (2 v CO₂ a 2 ve 2H₂O), proto je vlevo potřeba 2O₂.3. Kolik atomů kyslíku je na každé straně rovnice 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃?