Uzgodnij ogólne równania reakcji...- Zadanie 511: Chemia w zadaniach i przykładach

Rozwiązanie

Rozwiązanie 1:

a) $C_{n} H_{2 n + 2} + \dots O_{2} \to \dots C O_{2} + \dots H_{2} O$

Równania uzupełniamy tak, jak w matematyce tzn. z obu stron równania musi być taka sama liczba atomów. Rozpoczynamy od węgla - skoro po lewej stronie jest n atomów węgla to po prawej też tyle ich będzie

$C_{n} H_{2 n + 2} + \dots . O_{2} \to .. n .. C O_{2} + \dots H_{2} O$

Podobnie uzupełniamy współczynniki przy wodzie. Wówczas wychodzi, że po lewej stronie jest 2n + 2 atomów wodoru, ale ponieważ po prawej stronie w równaniu znajduje się woda, która zbudowana jest z 2 atomów wodoru, to wyznaczony współczynnik (2n+2) należy podzielić przez te 2 atomy

$C_{n} H_{2 n + 2} + \dots . O_{2} \to \dots n .. C O_{2} + .. n + 1 .. H_{2} O$

Atomy tlenu występują w każdym składniku równania, rozpoczynamy więc od określenia liczby atomów tlenu po prawej stronie. I tak z cząsteczki wody zyskujemy n + 1 atomów tlenu, natomiast z cząsteczki dwutlenku węgla 2n atomów tlenu, gdyż cząsteczka tego gazu zbudowana jest z 2 atomów tlenu przez które trzeba pomnożyć współczynniki przed cząsteczką $C O_{2}$ . Stąd sumarycznie po prawej stronie 2n + n + 1 = 3n + 1 atomów tlenu

Współczynnik należy dopasować by po lewej stronie mieć tą samą liczbę atomów tlenu. Widzimy, że również cząsteczka tlenu zbudowana jest z dwóch atomów tlenu, stąd wyznaczony współczynnik należy podzielić przez 2. Otrzymujemy:

$C_{n} H_{2 n + 2} + .. \frac{3 n + 1}{2} .. O_{2} \to$ $.. n .. C O_{2} + \dots (n + 1) .. H_{2} O$

W sposób analogiczny rozważamy współczynniki w równaniach spalania całkowitego alkenów i alkinów

b) $C_{n} H_{2 n} + .. \frac{3 n}{2} .. O_{2} \to .. n .. C O_{2} + \dots n .. H_{2} O$

c) $C_{n} H_{2 n - 2} + .. \frac{3 n - 1}{2} .. O_{2} \to .. n .. C O_{2} + .. (n - 1) .. H_{2} O$

Rozwiązanie 2:

Spalanie całkowite:

$C_{n} H_{2 n + 2} + \frac{3 n + 1}{2} O_{2} \to n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O ∣ \cdot 2$

Możemy pozbyć się ułamka:

$2 C_{n} H_{2 n + 2} + (3 n + 1) O_{2} \to 2 n C O_{2} + (2 n + 2) H_{2} O$

$C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O ∣ \cdot 2$

Możemy pozbyć się ułamka:

$2 C_{n} H_{2 n + 2} + 3 n O_{2} \to 2 n C O_{2} + 2 n H_{2} O$

$C_{n} H_{2 n - 2} + \frac{3 n - 1}{2} O_{2} \to n C O_{2} + (n - 1) H_{2} O ∣ \cdot 2$

Możemy pozbyć się ułamka:

$2 C_{n} H_{2 n - 2} + (3 n - 1) O_{2} \to 2 n C O_{2} + (2 n - 2) H_{2} O$

Wskazówka:

Pamiętamy, że liczbę atomów węgla w węglowodorach określa n. Liczba atomów wodoru dla alkanów to 2n + 2, alkenów 2n, a alkinów 2n-2.

Najpierw uzupełniamy liczbę atomów węgla stawiając przed tlenkiem węgla(IV) n. Następnie uzupełniamy liczbę atomów wodoru, stawiamy odpowiednie wyrażenie w zależności od węglowodoru. Pamiętamy, że w równaniu jest cząsteczka wody, w której są już dwa atomy wodoru, więc wyrażenie przed cząsteczką wody będzie dwa razy mniejsze. Następnie sumujemy liczbę atomów tlenu po stronie produktów i zapisujemy przed cząsteczką tlenu, pamiętając, że musimy podzielić wyrażenie przez 2, bo cząsteczka tlenu jest cząsteczką dwuatomową.