איזון תהליכים כימיים


איזון תהליכים כימיים

איזון תהליכים כימיים

השלב השלישי בהכרת שפת הכימאים והסימול הכימי הוא שלב הניסוח הכימי.

אם השווינו את השפה הכימית לשפה העברית, סימני היסודות הם האותיות וצירוף של כמה סימנים יחד הוא מילה או תרכובת. חיבור מספר מילים יוצר משפט ובשפת הכימיה, תהליך כימי. בכל זאת, יש, כמובן, כמה הבדלים.

הניסוח הכימי מכיל שני חלקים עיקריים :

  • החלק השמאלי הוא החלק של המגיבים.
  • החלק הימני הוא החלק של התוצרים בתהליך.

ביניהם, מופיע סימן חץ המסמן את כיווניות התהליך מהמגיבים לתוצרים .

תוצרים  →  מגיבים

 

מלבד העובדה שהתהליך מבטא את המעבר מהמגיבים לתוצרים הוא צריך להיות מאוזן. פירושו של דבר סוג האטומים ומספרם בצד שמאל חייבים להופיע גם בצד ימין של התגובה.
נתבונן בתהליך הבא:

H2 + O2   →   H2O

 

בצד שמאל של התהליך , ישנם שני מרכיבים,  H2  ו-O2.  אם ננתח את ההרכב של היסודות ואת הכמויות נוכל לקבוע שבצד שמאל ישנם 2 אטומי מימן (H) ושני אטומי חמצן (O). ואילו בצד ימין יש H2O  כלומר מולקולה אחת המכילה 2 אטומי מימן (H) ואטום אחד של חמצן (O). ניתן לראות שמספר אטומי החמצן אינו שווה משני צדי התהליך. לעומת זאת, מספר אטומי המימן כן שווה.

איזון תהליך כימי הוא בעצם תהליך שבו אנו משווים (מאזנים) את מרכיבי התהליך משני צדדיו .

מה מותר ומה אסור באיזון תהליכים כימיים?

מותר להוסיף מספרים לפני המרכיבים אך אין לשנות את ההרכב הכימי של החומר.

לדוגמה: אם נתונה המולקולה H2O מותר להוסיף מספר לפני המולקולה באופן הבא 2H2O.

אבל אסור להוסיף מספר מימין לסימול הכימי של היסוד שכן הוספה של מספר מימין לסימול הכימי, משנה את ההרכב הכימי של החומר, ובעצם מדובר בחומר אחר.

איזון תהליכים כימיים - 2H2O שונה מ- H2O2

בתהליך המנוסח בזמן האיזון מותר להוסיף מספרים במקומות הבאים:

_H2 + _O2   →   _H2O

המקומות המסומנים בקו, שבהם ניתן להוסיף מספרים, הם המקומות של מקדמי התגובה (התהליך) בדיוק כמו במשוואה מתמטית .

להלן שני כללים הקשורים לאיזון תהליכים. נחזור אליהם גם בהמשך:

  1. את האיזון מתחילים מהמרכיב (אטום של יסוד) שמופיע במספר המקומות הקטן יותר. גם כלל זה לא יבוא לידי ביטוי בתגובות הראשונות שעבורן נבצע איזון.
  2. יש להקפיד שהתגובה המאוזנת צריכה להיות ביחס המקדמים הקטן ביותר שניתן. אם ניתן לצמצם את המקדמים התגובה נחשבת ללא מאוזנת.

בסופו של תהליך נקבל תהליך מאוזן הנראה כך:

2H2 + _O2   →   2H2O

 

כעת ניתן לספור ולראות שבצד שמאל של התהליך ישנם ארבעה אטומי מימן (2H2) ושני אטומי חמצן (O2). לפני החמצן אין שום מספר. פירושו של דבר שהמקדם של החמצן הוא 1 .

ואילו בצד ימין של התהליך יש   2H2O.  יש לזכור שהמספר 2 שמופיע משמאל לחומר (למולקולת המים  H2O) כופל את כל המרכיבים ולכן ישנם ארבעה אטומי מימן (H) ושני אטומי חמצן (O) .

 

כעת נראה את השלבים המביאים אותנו לתוצאה הסופית.
נציין כאן עוד עיקרון אחד: הדרך להשוות בין האטומים היא בדרך כלל בעזרת מכנה משותף . מיד נראה.

בשלב הראשון קיבלנו תהליך לא מאוזן :

H2 + O2   →   H2O

 

ספירת המלאי של האטומים בכל אחד מהצדדים היתה:

אטומים של היסוד / צד ימין שמאל
מימן (H) 2 2
חמצן (O) 1 2

ניתן לראות בשלב הזה שהמימן מאוזן (שווה משני צדי התהליך) אבל החמצן לא.

המכנה המשותף של 1 ו–2  הוא 2. לכן יש לכפול את החמצן בצד ימין, שבו יש רק אטום חמצן אחד, ב-2.

H2 + O2   →   2H2O

 

כעת ספירת המלאי של האטומים בכל אחד מהצדדים היא :

 אטומים של היסוד / צד ימין שמאל
מימן (H) 4 2
חמצן (O) 2 2

בשלב זה החמצן מאוזן אבל המימן אינו מאוזן שכן בצד אחד ישנם 4 מימנים ובשני 2 מימנים. המכנה המשותף של 2 ו-4 הוא 4. לכן בצד שבו יש 2 מימנים יש לכפול ב-2. זאת אומרת, להוסיף מקדם 2 לפני המימן (H2) בצד שמאל .

2H2 + O2   →   2H2O

 

כעת התהליך מאוזן. ניתן לראות זאת בספירת המלאי של האטומים בכל אחד מהצדדים :

אטומים של היסוד / צד ימין שמאל
מימן (H) 4 4
חמצן (O) 2 2

 

המשך התוכן בעמוד זה למנויים (חודשי/שנתי) בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

אם אין ברשותך מנוי אנא בדוק/בדקי את תוכניות מנויים