Chemická rovnice je symbolický psaní , že modely transformace molekul a atomů v průběhu chemické reakce . Může mít několik podob:
Například spalování metanu v kyslíku je popsáno:
CH 4 + 2 O 2→ CO 2+ 2 H 2 O,vzhledem k tomu, že reverzibilní reakci Haberova procesu popisuje:
N 2 + 3 H 2⇌ 2 NH 3 + 92,4 kJChemické rovnice se někdy nazývají reakční rovnice nebo rovnovážné rovnice , které nelze zaměňovat s reakčními rovnováhami.
Příklad reakční rovnováhy: Metan + dioxygen →oxid uhličitý + voda
Každá molekula je reprezentována svým chemickým vzorcem : hrubá , polorozvinutá nebo planární struktura (viz také článek o reprezentaci molekul ). Atomy a molekuly jsou zapsány seskupeny, počet atomů v molekule je indikována po chemické značky, jako dolní index, Například: voda molekula H 2 O se skládá ze dvou atomů vodíku , a po dosažení kyslíkového atomu . Pro monoatomový krystal jednoduše označíme atom, například Fe pro železný krystal . Pokud je krystal složen z několika chemických druhů , je síť (nebo dílčí síť) označena jako molekula, například Al 2 O 3 pro krystal oxidu hlinitého .
Chemickou reakci představuje šipka směřující doprava, někteří doporučují její nahrazení znaménkem rovnosti, ale tato, která je vztahem ekvivalence, nebere v úvahu pojem plynutí času, tj. rozdíl mezi činidly a produkty. Reagencie jsou zobrazeny vlevo od šipky, reakční produkty vpravo. Pokud je pro reakci požadováno několik molekul stejné povahy, je toto číslo (celé číslo) uvedeno před molekulou; toto číslo se nazývá „stechiometrický koeficient“. Například chemická rovnice pro úplné spalování metanu v kyslíku je
CH 4 + 2O 2→CO 2+ 2H 2 ORovnováha počtu atomů nalevo a napravo musí být vyvážená (výše: na každé straně šipky je jeden atom C, čtyři atomy H a čtyři atomy O).
Stechiometrické koeficienty jsou tedy celá čísla. Abychom však v některých případech zjednodušili psaní, vydělíme všechny koeficienty stejným celým číslem, takže máme zlomkové koeficienty, ale toto je notační zařízení.
Pokud lze reakci provést v obou směrech (rovnováha), jsou zde dvě překrývající se šipky, jedna směřující doprava, druhá vlevo: „ ⇄ “ nebo „ ⇌ “. Pokud tento znak není k dispozici, použije se znaménko rovná se „=“; dvojité šipce „↔“ je třeba se vždy vyhnout, protože odpovídá mezomerní rovnováze . Například disociaci vody lze označit pomocí
2H 2 O ⇄H 3 O + + HO - nebo 2H 2 O = H 3 O + + HO - nebo 2H 2 O ⇌H 3 O + + HO -Znaky „+“ a „-“ v horním indexu označují náboj nesený ionty .
V případě reakcí na pevné fázi se používá notace Kröger a Vink .
Určité chemické transformace lze interpretovat přenosem elektronů mezi reaktanty. Přenos probíhá z redukujících chemických látek (obecně označovaných červeně ) na oxidující chemické látky (označovaných jako Ox ). Druh, který se vzdává elektronů (červený), je oxidován ; druh, který zachycuje tyto elektrony (Ox), je redukován . Tyto transformace jsou oxidačně-redukční reakce .
Vezměme si dva příklady:
Závěr: v závislosti na reakci může transformace probíhat z kovu na iont nebo z iontu na kov.
Ion a kov, které jsou výsledkem stejného prvku mědi, tvoří oxidačně redukční pár (dříve „ redoxní pár “). Použili jsme zde tři páry redukující oxidaci, které respektujeme:
Pro každý z těchto párů definujeme elektronickou polorovnici zahrnující elektrony, jako by to byl chemický druh:
Obecně je chování libovolného páru Ox / Red symbolizováno elektronickou polorovnicí:
Ox + n e - = červená(význam určuje každý konkrétní případ).
Oxidačně-redukční reakce zahrnuje dva páry Ox / Red; reakční rovnice je kombinací dvou odpovídajících polovičních rovnic .
Objev pojmu stechiometrie , tedy skutečnosti, že chemikálie reagují v celých poměrech, John Dalton v roce 1804 , byl jedním z rozhodujících argumentů ve prospěch atomové teorie hmoty.