3.7. Reakcje chemiczne – podsumowanie

Substancje mogą powstawać w różny sposób, na przykład w wyniku połączenia się atomów pierwiastków chemicznych bądź na drodze rozpadu związków chemicznych. Temu powstawaniu może towarzyszyć wiele efektów. Zdarza się też, że reakcje przebiegają bez widocznych objawów. Niezależnie od tego każdą z przemian chemicznych można opisać za pomocą równania reakcji. Aby takie równanie było czytelne i zrozumiałe dla wszystkich, przy jego konstruowaniu trzeba przestrzegać pewnych reguł.

1. Zjawisko fizyczne a przemiana chemiczna

Zjawisko fizyczne to przemiana, podczas której zmieniają się właściwości fizyczne substancji. W tym procesie nie powstają żadne nowe pierwiastki i związki chemiczne.
Przemiana chemiczna to proces, w którym jedne substancje przekształcają się w inne, o odmiennych właściwościach.

2. W jaki sposób przedstawiamy przebieg reakcji chemicznej?

Substancje, które ulegają przemianom w wyniku reakcji chemicznej, to substraty, natomiast te, które w ich wyniku powstają, to produkty.
Przemianę chemiczną opisuje się za pomocą równania reakcji. Po jego lewej stronie zapisuje się substraty, po prawej zaś – produkty. Przy użyciu strzałki zaznacza się kierunek reakcji – od substratów do produktów:
substancje, które wzięły udział w reakcji → substancje, które powstały w wyniku reakcji

3. Jak możemy zapisywać równania reakcji chemicznych?

W równaniach reakcji można posługiwać się nazwami pierwiastków i związków chemicznych bądź też stosować symbole pierwiastków i wzory związków chemicznych.
Zapis z użyciem nazw substancji: węgiel + tlen → tlenek węgla(IV)
Zapis z użyciem symboli i wzorów chemicznych: C + O IndeksDolny 2 KoniecIndeksów → C O IndeksDolny 2 KoniecIndeksów
W poprawnie zapisanym równaniu liczby atomów poszczególnych pierwiastków występujących po obu jego stronach są identyczne:

4. Jakie znamy rodzaje reakcji chemicznych?

5. Co to są reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne?

Ze względu na towarzyszące reakcjom chemicznym efekty energetyczne, wyróżnia się reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne.

6. Co to są: masa atomowa, masa cząsteczkowa?

Masa atomowa to masa atomu pierwiastka wyrażona w atomowych jednostkach masy (unitach).
Masa cząsteczkowa to masa cząsteczek (związek kowalencyjny) bądź najmniejszego zbioru powtarzających się jonów (związek jonowy) wyrażona w atomowych jednostkach masy. Jest równa sumie mas atomowych pierwiastków wchodzących w skład najmniejszej struktury związku chemicznego, która jest opisana wzorem chemicznym związku.

7. Jak obliczamy stosunek masowy pierwiastków w związku chemicznym?

Stosunek masowy pierwiastków w związku chemicznym jest to stosunek mas atomów poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład związku chemicznego.
Dla związku o wzorze ogólnym:
A IndeksDolny x KoniecIndeksów B IndeksDolny y KoniecIndeksów

stosunek masowy pierwiastków jest następujący:
x · masa atomowa pierwiastka A : y · masa atomowa pierwiastka B

8. Jak obliczamy procentową zawartość pierwiastka w związku chemicznym?

Zawartość procentowa to udział masowy, jaki ma pierwiastek w całej masie związku chemicznego. Można ją obliczyć ze wzoru:
PoczątekUłamka masa atomów danego pierwiastka w najmniejszej strukturze związku chemicznego [u] Przez masa cząsteczkowa związku chemicznego [u] KoniecUłamka · 100 %

gdzie:
masa atomów danego pierwiastka = liczba atomów pierwiastka we wzorze związku · masa atomowa pierwiastka

9. Czy masa substratów i produktów zmieniają się podczas reakcji chemicznej?

Prawo zachowania masy mówi, że w układzie zamkniętym (w którym produkty reakcji nie opuszczają tego układu) łączna masa substratów jest równa sumie mas produktów. Oznacza to, że z tej samej masy substratów powstaje taka sama masa produktów, czyli że podczas przemiany chemicznej masa substancji w niej uczestniczących nie ulega zmianie.

10. Czy związki chemiczne zawsze mają taki sam skład?

Zgodnie z prawem stałości składu stosunek mas pierwiastków tworzących związek chemiczny jest stały dla danego związku i nie zależy od miejsca oraz sposobu jego otrzymywania.

Zadania

Pamiętam i rozumiem

  • Wyjaśnij, czym różni się przemiana chemiczna od zjawiska fizycznego.
  • Wymień po dwa przykłady przemian: chemicznej i fizycznej.
  • Wyjaśnij znaczenie terminów substraty i produkty.
  • Zapisz ogólne równanie reakcji, posługując się terminami substraty i produkty.
  • Wyjaśnij, na czym polegają reakcje: analizy, łączenia, wymiany, rozkładu, syntezy.
  • Napisz ogólne równania reakcji: syntezy, analizy i wymiany.
  • Tlen reaguje z magnezem, a w wyniku tej reakcji powstaje tlenek magnezu. Na podstawie podanej informacji zapisz równanie tej reakcji na dwa sposoby: 1 – stosując nazwy substratów i produktów, 2 – używając symboli i wzorów. Określ typ tej reakcji.
  • Dokonaj podziału reakcji ze względu na efekt energetyczny, który im towarzyszy.
  • Określ stosunek masowy pierwiastków w związku o wzorze HBr.
  • Oblicz zawartość procentową siarki w związku o wzorze H IndeksDolny 2 KoniecIndeksów S.
  • Oblicz, ile powstanie tlenku azotu(II), jeśli przereagowały ze sobą całkowicie 1,4 g azotu i 1,6 g tlenu.

Czytam i interpretuję

  • Zapoznaj się z opisem wypadku w kopalni spowodowanego wybuchem metanu. Zastanów się i odpowiedz, czy reakcja, która w takim przypadku zachodzi, jest reakcją endo-, czy egzoenergetyczną.
  • Dokonaj analizy przepisu na ulubione ciasto. Określ rodzaj przemian (fizyczne czy chemiczne), jakie następują podczas kolejnych etapów przygotowywania tego ciasta.

Rozwiązuję problemy

  • Uporządkuj w zależności od zawartości procentowej tlenu substancje: tlenek żelaza(III), tlenek sodu, tlenek azotu(V).
  • Podczas przygotowywania ciasta zmieszano drożdże z cukrem. Drożdże powoli przekształcały cukier w inne substancje. Po pewnym czasie zauważono, że naczynie, w którym znajdował się zaczyn, ogrzało się. Określ, czy reakcja, która zaszła, była reakcją endo- czy egzoenergetyczną.
  • Oblicz, ile gramów siarki przypada na 6 g tlenu w tlenku siarki(IV).
  • Przeprowadzono reakcję w naczyniu zamkniętym ruchomym tłokiem. Po jej zakończeniu stwierdzono, że tłok został przesunięty. Określ rodzaj tej przemiany (endo- lub egzoenergetyczna).

Projekt badawczy

Tabela 1. Projekt badawczy – reakcje egzoenergetyczne
 Tytuł projektuReakcje egzoenergetyczne
Temat projektuBadanie zależności ilości energii wydzielonej w reakcji egzoenergetycznej od ilości (masy) użytych substratów
HipotezaIlość energii wydzielanej podczas reakcji chemicznej jest stała i niezależna od ilości użytych w reakcji substratów.
Ilość energii wydzielanej podczas reakcji chemicznej zmienia się i zależy od ilości użytych w reakcji substratów.
Im więcej substratów bierze udział w reakcji egzoenergetycznej, tym więcej energii wydzieli się do otoczenia.
Materiały źródłowe Doświadczenie własne
UczeńCo mam zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?Przygotować próbki papieru o różnej masie (można dokonać podziału ze względu na liczbę arkuszy).
Każdą próbkę zgnieść, umieścić w naczyniu (parownicy lub szkiełku zegarkowym) i podpalić.
Po spaleniu zmierzyć temperaturę naczynia od spodu z drugiej strony.
Porównać temperatury z ilością użytego papieru.
Podczas badania pamiętać, aby temperatura naczyń użytych do spalenia kartek była zawsze jednakowa, a sprawdzanie temperatury odbywało się zaraz po wypaleniu kartki.
Co muszę przygotować, by zweryfikować hipotezę?Papier jednego rodzaju, jednakowe parownice lub szkiełka zegarkowe, termometr do pomiaru temperatury na podczerwień (do badania temperatury ciała – czoła, w uchu).
Co będę obserwować (mierzyć)?Temperatura naczynia, w którym przeprowadzano spalenie próbek papieru.
Jak długo prowadzić obserwacje?Kilka godzin
W jaki sposób przedstawić wyniki?Przygotowanie prezentacji w postaci plakatu lub innej formie
Wniosek 
Czego się nauczyłem podczas projektu? 

Test sprawdzający z działu III. Reakcje chemiczne

Test sprawdzający
Klucz testu