Kimyoviy tenglama nima

Kimyoviy tenglama (kimyoviy reaksiya tenglamasi) — kimyoviy reaksiyani kimyoviy formulalar, sonli koeffitsiyentlar va matematik belgilar yordamida ifodalash usulidir. Uning chap tomonida dastlabki moddalar (reagentlar), o‘ng tomonida esa reaksiya mahsulotlari ko‘rsatiladi.

Tenglamaning ikki tomoni quyidagicha bog‘lanishi mumkin:

tenglik belgisi («=») bilan — bunda kimyoviy elementlar atomlarining chap va o‘ng tomondagi soni stexiometrik koeffitsiyentlar yordamida tenglashtirilishi kerak, bunday tenglama reaksiyaning stexiometrik tenglamasi deb ataladi;
o‘q belgisi « $\rightarrow$ » — qaytmas kimyoviy o‘zgarishlarda, faqat to‘g‘ri yo‘nalishdagi reaksiya ko‘rib chiqilayotganini ko‘rsatish yoki reaksiya mexanizmlarining ayrim bosqichlarini yozish uchun;
to‘g‘ri va teskari yo‘nalgan o‘qlar « $\rightleftarrows$ » — qaytar reaksiyalar uchun;
« $\rightleftharpoons$ » — kimyoviy muvozanatni ifodalash uchun.

Ba’zan kimyoviy tenglamalarga reaksiyaning entalpiyasi, moddalarning , agregat holati haqidagi ma’lumot va boshqa xususiyatlar ham kiritiladi.

Kimyoviy reaksiya tenglamasi reaksiya, reagentlar, reaksiya mahsulotlari hamda ularning o‘zaro nisbati haqida sifat va miqdor jihatidan ma’lumot beradi. Bunday tenglamalarni tuzish stexiometriya qonunlariga, ayniqsa, kimyoviy reaksiyalarda massaning saqlanish qonuniga asoslanadi.

Kimyoviy tenglamalardan tashqari, to‘liq va qisqartirilgan kimyoviy reaksiya sxemalari ham qo‘llaniladi. Ular reagentlar va mahsulotlarning tabiati haqida tasavvur beradigan, ya’ni kimyoviy reaksiya to‘g‘risida ko‘proq sifat ma’lumotlarini ifodalaydigan shartli yozuvlardir.

Tarix

Dastlab kimyoviy tenglamalar haqida tushuncha bo‘lmagan, kimyoning asosiy qonunlari ham hali ma’lum emas edi. Biroq kimyo rivojlanishining alkimyo davridayoq kimyoviy elementlar belgilar bilan ifodalana boshlangan.

Kimyo rivojlanishi bilan kimyoviy elementlarning belgilanishi va kimyoviy formulalardan foydalanib matematik ifodalash haqidagi tasavvurlar ham o‘zgarib bordi. Jan Begen (Jean Beguin) kimyoviy tenglamalardan foydalanishni birinchi bo‘lib 1615-yilda kimyoga oid dastlabki darsliklardan birida taklif etgan — Tyrocinium Chymicum («Kimyo asoslari»).

XVIII asr oxiri — XIX asr boshida stexiometriya qonunlari shakllana boshladi. Bu tadqiqotlarning boshlanishida nemis olimi I. V. Rixter turgan. Talabalik yillarida unga ustozi — faylasuf I. Kantning tabiiy fanlarning ayrim yo‘nalishlarida chinakam ilmiylik darajasi ularda matematikadan qay darajada foydalanilishiga bog‘liqligi haqidagi so‘zlari katta ta’sir ko‘rsatgan. Rixter dissertatsiyasini matematikani kimyoda qo‘llashga bag‘ishlagan. Aslida kimyogar bo‘lmasa-da, Rixter kimyoviy reaksiyalarning dastlabki miqdoriy tenglamalarini kiritgan va «stexiometriya» atamasini taklif qilib, qo‘llay boshlagan.

Tuzish qoidalari

Tenglamaning chap tomoniga reaksiyaga kirishuvchi moddalarning (reagentlarning) formulalari yoziladi va ular «plyus» belgisi bilan ajratiladi. O‘ng tomoniga esa hosil bo‘lgan moddalarning (reaksiya mahsulotlarining) formulalari yozilib, ular ham «plyus» belgisi bilan ajratiladi. Tenglamaning chap va o‘ng tomonlari orasida reaksiyaning turini ifodalash uchun quyidagi belgilar qo‘llaniladi:

« $=$ » stexiometrik nisbatga rioya qilinganda ishlatiladi;
« $\rightarrow$ » quyidagi hollarda ishlatiladi

qaytmas kimyoviy o‘zgarishlarda

BaCl₂ + Na₂SO₄

\rightarrow

BaSO₄ + 2NaCl

faqat to‘g‘ri yo‘nalishdagi reaksiya ko‘rib chiqilishini ko‘rsatishda

3H₂ + N₂

\rightarrow

2NH₃

reaksiya mexanizmlarining alohida bosqichlarini yozishda

Hॱ + Br₂

\rightarrow

HBr + Brॱ

« $\rightleftarrows$ » har ikki yo‘nalishda boradigan reaksiyani ifodalash uchun ishlatiladi;
« $\rightleftharpoons$ » kimyoviy muvozanatni ifodalash uchun ishlatiladi.

Keyin koeffitsiyentlar topiladi. Bular moddalar formulalari oldiga yoziladigan va reaksiyada qatnashuvchi moddalarning mol nisbatini ifodalaydigan sonlardir. Massaning saqlanish qonuniga ko‘ra, reaksiyadan oldin har bir elementning modda miqdori reaksiyadan keyingi miqdoriga teng bo‘ladi. Demak, kimyoviy tenglamaning chap va o‘ng tomonlarida har bir element atomlarining soni bir xil bo‘lishi kerak.

Ionlar ishtirok etadigan reaksiya tenglamasi elektr jihatdan neytral bo‘lishi lozim, ya’ni tenglamaning chap tomonidagi reagentlar zaryadlarining yig‘indisi o‘ng tomondagi reaksiya mahsulotlari zaryadlarining yig‘indisiga teng bo‘lishi kerak

Cu²⁺ + Fe = Cu + Fe²⁺.

Reaksiya koeffitsiyentlarini qo‘yish

Odatda kimyoviy tenglamalar eng kichik butun sonli koeffitsiyentlar bilan yoziladi. Agar kimyoviy formula oldida koeffitsiyent bo‘lmasa, u birga teng deb hisoblanadi. Moddiy balansni, ya’ni tenglamaning chap va o‘ng tomonidagi atomlar soni tengligini quyidagicha tekshirish mumkin: eng murakkab kimyoviy formula oldiga 1 koeffitsiyenti qo‘yiladi. Keyin har bir element atomlarining tenglamaning ikkala tomonidagi soni bir xil bo‘ladigan qilib formulalar oldiga koeffitsiyentlar qo‘yiladi. Agar koeffitsiyentlardan biri kasr son bo‘lsa, barcha koeffitsiyentlar shu kasrning maxrajidagi songa ko‘paytiriladi. Formula oldidagi koeffitsiyent 1 bo‘lsa, u yozilmaydi.

Kimyoviy tenglamada atomlar sonini tenglashtirish usullaridan biri koeffitsiyentlarni tanlab qo‘yishdir.

Metanning yonish reaksiyasida koeffitsiyentlarni qo‘yish:

1CH₄ + O₂

\rightarrow

CO₂ + H₂O

Uglerod atomlarining soni chap va o‘ng tomonda bir xil. Keyingi tenglashtirilishi lozim bo‘lgan element — vodorod. Chap tomonda 4 ta, o‘ng tomonda esa 2 ta vodorod atomi bor. Vodorod atomlari sonini tenglashtirish uchun suv formulasi oldiga 2 koeffitsiyenti qo‘yiladi. Natijada:

1CH₄ + O₂

\rightarrow

CO₂ + 2H₂O

Har qanday kimyoviy tenglamada koeffitsiyentlar to‘g‘ri qo‘yilganini kislorod atomlari sonini hisoblash orqali tekshirish mumkin. Agar tenglamaning chap va o‘ng tomonidagi kislorod atomlari soni bir xil bo‘lsa, demak, koeffitsiyentlar to‘g‘ri qo‘yilgan.

1CH₄ + 2O₂

\rightarrow

CO₂ + 2H₂O

CH₄ va CO₂ molekulalari oldidagi 1 koeffitsiyenti yozilmaydi.

CH₄ + 2O₂

\rightarrow

CO₂ + 2H₂O

Murakkabroq hollarda chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini tuzishga asoslangan matematik tenglashtirish usuli hamda Garsiya usuli (Gauss matematik usulining analogi) qo‘llaniladi.

Tenglama qismlarini bog‘lovchi belgilar ustidagi yozuvlar

Reaksiyaning borish sharoitlarini ko‘rsatish uchun tenglamaning chap va o‘ng tomonlarini ajratib turuvchi tenglik belgisi yoki strelka ustiga quyidagi belgilar yozilishi mumkin:

${\stackrel {\textrm {t}}{\rightarrow }}$ reaksiya qizdirilganda boradi (aniq harorat ko‘rsatilishi mumkin)

{\textrm {Cu}}+2{\textrm {O}}_{2}\xrightarrow {t} 2{\textrm {CuO}}

{\textrm {Cu}}+2{\textrm {O}}_{2}\xrightarrow {{300~^{\circ }}C} 2{\textrm {CuO}}

${\stackrel {\textrm {p}}{\rightarrow }}$ reaksiya bosim ostida boradi (aniq bosim ko‘rsatilishi mumkin)

{\textrm {H}}_{2}+{\textrm {B}}r_{2}\xrightarrow {p} 2{\textrm {HBr}}

{\textrm {H}}_{2}+{\textrm {B}}r_{2}\xrightarrow {5~atm} 2{\textrm {HBr}}

$\xrightarrow {\text{эл.ток}}$ reaksiya elektr toki ta’sirida boradi, bunda reagentlar istalgan agregat holatda bo‘lishi mumkin

3{\textrm {O}}_{2}

\xrightarrow {\text{эл.ток}}

:

2{\textrm {O}}_{3}

$\xrightarrow {\text{электролиз}}$ reaksiya dastlabki moddalarning eritmasi yoki suyuqlanmasidan elektr toki o‘tkazilganda boradi (ya’ni elektroliz)

2{\textrm {NaCl}}_{liq}

\xrightarrow {\text{эл.ток}}

:

2{\textrm {Na}}+{\textrm {Cl}}_{2}

$\xrightarrow {\text{кат.}}$ reaksiya katalizator ishtirokida boradi, bunda muayyan katalizatorning formulasi yoki nomi ko‘rsatilishi mumkin

{\textrm {N}}_{2}+3{\textrm {H}}_{2}

\xrightarrow {\text{кат.}} :

2{\textrm {NH}}_{3}

{\textrm {N}}_{2}+3{\textrm {H}}_{2}\xrightarrow {Fe} 2{\textrm {NH}}_{3}

$\xrightarrow {hv}$ reaksiya yorug‘lik yoki nurlanish ta’sirida boradi

6{\textrm {CO}}_{2}+6{\textrm {H}}_{2}{\textrm {O}}

\xrightarrow {hv}

{\textrm {C}}_{6}{\textrm {H}}_{12}{\textrm {O}}_{6}+6{\textrm {O}}_{2}

$\xrightarrow {\text{сплавление}}$ reaksiya suyuqlanmada yoki qattiq fazada kechganda

{\mathrm {Li} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {Al} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\xrightarrow {\text{сплавление}} } {}2\,\mathrm {LiAlO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}

Reaksiyaning turli sharoitlarini ifodalovchi belgilar vergul bilan ajratib yozilishi mumkin

{6\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}6\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\xrightarrow {\mathrm {hv} {,}{\mkern {6mu}}~~{\text{хлорофилл}}} } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{12}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{}+{}6\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}

.

Reaksiya umuman yoki muayyan sharoitlarda bormasligini yoxud ko‘rsatilgan mahsulotlar hosil bo‘lmasligini ifodalash uchun «≠» belgisi ishlatiladi:

{\textrm {FeO}}+{\textrm {H}}_{2}{\textrm {O}}\neq

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

Ionli tenglamalarni yozish

Ionli tenglamalar — bu elektrolitlar dissotsilangan ionlar ko‘rinishida yozilgan kimyoviy tenglamalardir. Ionli tenglamalar suvli va suvsiz eritmalarda, shuningdek, suyuqlanmalarda sodir bo‘ladigan reaksiyalarni yozishda ishlatiladi. Masalan, kalsiy xlorid bilan kumush nitrat reaksiyaga kirishib, kumush xlorid cho‘kmasini hosil qilishi:

CaCl_2(eritma) + 2AgNO_3(eritma)

\rightarrow

Ca(NO₃)_2(eritma) + 2AgCl_(qattiq)

To‘liq ionli tenglama:

Ca²⁺ + 2Cl⁻ + 2Ag⁺ + 2NO₃⁻

\rightarrow

Ca²⁺ + 2NO₃⁻ + 2AgCl_(qattiq)

Qisqartirilgan ionli tenglama:

Cl⁻ + Ag⁺

\rightarrow

2AgCl_(qattiq)

Termokimyoviy tenglamalar

Agar kimyoviy reaksiya tenglamasida uning issiqlik effekti yoki entalpiyasi ko‘rsatilgan bo‘lsa, bunday tenglamalar termokimyoviy tenglamalar deb ataladi.

Masalan, quyidagi tenglamada

{\textrm {N}}_{2}+3{\textrm {H}}_{2}{\stackrel {{\textrm {Fe,}}~{\textrm {t,}}~{\textrm {p}}}{\rightleftarrows }}2{\textrm {NH}}_{3}+Q

«+Q» issiqlik ajralib chiqishini, ya’ni reaksiyaning ekzotermik ekanini bildiradi,

boshqa tenglamada esa

{\textrm {N}}_{2}+{\textrm {O}}_{2}{\stackrel {\textrm {t}}{\rightleftarrows }}2{\textrm {NO}}-Q

«−Q» issiqlik yutilishini, ya’ni reaksiyaning endotermik ekanini bildiradi.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari — reaksiyaga kirishayotgan moddalar tarkibidagi atomlarning oksidlanish darajalari o‘zgarishi va elektronlarning oksidlovchi va qaytaruvchi atomlar o‘rtasida qayta taqsimlanishi natijasida sodir bo‘ladigan kimyoviy reaksiyalardir. Har qanday oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi bir-biriga qarama-qarshi ikki jarayon — oksidlanish va qaytarilishning bir vaqtda, bir-biridan ajralmagan holda sodir bo‘lishidir.

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi tenglamasini tuzishda qaytaruvchi va oksidlovchini, shuningdek, beriladigan va qabul qilinadigan elektronlar sonini aniqlash kerak. Odatda koeffitsiyentlar elektron balans usuli yoki elektron-ion balans usuli (ba’zan ikkinchi usul yarimreaksiyalar usuli deb ham ataladi).

Tenglamalarni rasmiylashtirish

Zamonaviy raqamli texnologiyalar yuqori va quyi indekslarni ifodalash uchun Yunikod kodlash tizimidagi maxsus belgilardan foydalanish imkonini beradi. Bunday formulalar formatlash imkoni bo‘lmagan veb-sahifa sarlavhalarida va matnni formatlash mumkin bo‘lmagan boshqa joylarda ham to‘g‘ri aks etadi.

Adabiyotlar

Kimyo ensiklopediyasi : 5 jildda / N. S. Zefirov tahriri ostida. — M. : Katta Rossiya ensiklopediyasi, 1999. — J. 5. — 783 b. — ISBN 5-85270-310-9.
Levitskiy M. Kimyogarlar tili // Kimyo va hayot. — 2000. — № 1. — 50–52-b.
Kudryavtsev A. A. Kimyoviy tenglamalarni tuzish — 4-nashr, qayta ishlangan va to‘ldirilgan, 1968 — 359 b.
Berg L. G. Gromakov S. D. Zoroatskaya I. V. Averko-Antonovich I. N. Kimyoviy tenglamalarda koeffitsiyentlarni tanlash usullari — Qozon: Qozon universiteti nashriyoti, 1959. — 148 b.
Leyenson I. A. Juft yoki toq — M.: Kimyo, 1987. — 176 b.

ifazo.uz

Kimyoviy tenglama nima

Tarix

Tuzish qoidalari

Reaksiya koeffitsiyentlarini qo‘yish

Tenglama qismlarini bog‘lovchi belgilar ustidagi yozuvlar

Ionli tenglamalarni yozish

Termokimyoviy tenglamalar

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Tenglamalarni rasmiylashtirish

Adabiyotlar

Havolalar