はじめに
化学方程式は、化学反応を記号と方程式の形で象徴的に表現したもので、左側に反応物エンティティ、右側に生成物エンティティがあり、反応物と生成物の両方のエージェンシーの間に付加記号が付いています。反応の方向を示す、生成物を指す矢印。化学量論数の測定値は、記号や式に隣接する係数によって表されます。化学式の最初の図は、1615 年に Jean Beguin によって描かれました。
化学方程式のバランスをとる
化学反応では、質量保存則に従って、各元素の量は変化しません。その結果、化学式の各辺は、特定の元素のまったく同じ量を表す必要があります。化学プロセスでは、電荷も保持されます。その結果、バランスの取れた式の両側は同じ電荷を持つ必要があります。
化学式は、各化学式のスカラー数を変更することによってバランスを取ることができます。単純な化学式のバランスをとるために、検査または試行錯誤が使用される場合があります。一連の線形方程式を解くことも別の方法です。
最小の整数係数は、平衡方程式でよく使用されます。化学式の前に係数がない場合、係数は 1 です。
検査方法は、次のように要約できます。最も複雑な化学式の前に係数 1 を配置し、他のすべての係数の前に配置して、矢印の両端が同じ量の原子を持つようにします。分数係数が発生した場合は、各係数にそれらを完全にするために必要な最小数を掛けます。これは通常、分数係数反応が 1 つの場合の分数係数の分母です。
レドックス反応
電子の獲得は還元と呼ばれ、電子の喪失は酸化と呼ばれます。レドックス反応/レドックスプロセスは、還元反応と酸化反応の組み合わせを指します。前述のように、「酸化還元反応のバランス」を理解することが重要です。
酸化還元反応 (化学式) のバランスをとるには、一般に 2 つの方法があります。酸化数法と半反応法が 2 つの方法論です。
レドックス反応のバランスをとる
酸化数アプローチは、酸化剤と還元剤の酸化数の違いに基づいています。レドックス過程を酸化と還元に2つに分けることを半反応過程といいます。どのアプローチを利用するかは、その人次第です。
酸化数法を使用して酸化還元反応のバランスをとる
他の反応と同様に、正確な成分と式を書くことが重要です。酸化還元反応を書くときは、化学反応に関与する物質や生成物の組成と式を正確に書くことを忘れないでください。以下は、酸化数法の段階です。
最初のステップ
化学反応の反応物と生成物を式の形で正しく書きなさい。
第 2 ステップ
反応に関与する特定の元素の酸化数を割り当てて、特定の反応で酸化数の変化を経験する原子を正確に決定します。
第 3 ステップ
各原子に基づいて、化学プロセスにおける特定の分子またはイオンの酸化数を計算します。数値が等しくない場合は、合計が等しくなるように数値を掛けます。化学反応で 2 つの化合物が単独で酸化または還元される場合は、プロセスに問題があることを示しています。これは、反応物または生成物の処方が間違っていることを示しています。これは、酸化数が正しく割り当てられていないことを示している可能性もあります。
4 番目のステップ
プロセスが水中で行われる場合は、イオンが関与していることに注意してください。その結果、反応の適切な側で、H+ または OH– イオンを追加します。最終的に、反応物と生成物のイオン電荷は等しくなります。ただし、反応が酸性溶液で発生する場合は、H + イオンを化学式に含める必要があります。同様に、反応が塩基性溶液で起こる場合は、化学式に OH– イオンを追加します。
5番目のステップ
式の両側の水素原子の量は、水分子または H2O 分子を追加することによって等しくする必要があります。式中の酸素原子を再確認することも重要です。反応物と生成物の両方に同量の酸素原子がある場合、その反応は平衡化反応と呼ばれます。
光合成の式
炭水化物は、水、二酸化炭素、外部エネルギー、光、クロロフィルの混合物、および酸素の存在を含む炭素吸収プロセスによって生成されます。光合成は、化学プロセス全体に付けられた名前です。
Kamen and Ruban (1941) によると、光合成式の典型的なバランスのとれた反応は
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
光合成は、太陽エネルギーを光に変換するプロセスであり、それを利用して炭水化物分子を生成します。
結論:
化学式は、成分の形での化学プロセスの描写です。すべての分子の原子の数が両側で等しい方程式は、平衡化学方程式として知られています。化学式のバランスは、質量保存の法則によって支配されます。
この規則によれば、化学反応で質量を生成または破壊することはできず、反応物側で利用可能な元素または分子の総体積は、分子の反対側と一致する必要があります 化学方程式のバランスが取れていない場合、保存の法則は適用されません.
