Etusivu
Tehtävät
Kirjanmerkit
Kemialliset yhtälöt: Ei-kokonaislukujen kertoimet
Hanki lisää sisältöä päivittämällä
Totta vai tarua? Jos käytämme kerrointa 0,5 kemiallisessa yhtälössä, osoitamme että puolet tuon aineen atomista tai molekyylistä on reagoinut.
Kun kirjoitetaan tasapainotettu reaktioyhtälö, osoitetaan kuinka paljon kutakin ainetta reaktiossa tarvitaan. Kuten tämä kemiallinen reaktio, jossa kaksi hiiliatomia ja yksi happimolekyyli muodostavat kaksi hiilimonoksidimolekyyliä. Reaktioyhtälön jokaisen aineen edessä oleva luku on nimeltään kerroin. Kertoimet osoittavat reaktion hiiliatomien sekä happi- ja hiilimonoksidimolekyylien välisen suhteen. Miksi kaksi hiiliatomia ja kaksi hiilimonoksidimolekyyliä?
Koska happimolekyyleissä happiatomit ovat pareittain. Ilmassa ei ole yhtään yksittäistä happiatomia. Sen takia kaksi happiatomia on minimi, jolla voimme aloittaa. Sanotaan, että haluamme muodostaa tietyn määrän hiilimonoksidimolekyylejä. Kuinka monta happimolekyyliä tarvitaan?
Helppoa. Muodostaaksemme kaksi hiilimonoksidimolekyyliä, tarvitsemme yhden happimolekyylin - puolet määrästä. Ja kymmenen hiilimonoksidimolekyylin muodostamiseen tarvitsemme happimolekyylejä puolet määrästä: viisi. Yhden hiilimonoksidimolekyylin muodostamiseksi tarvitset... yhden puolikkaan happimolekyylin?
Odotas vähän. Puolikas molekyyli? Sanoimme juuri äsken, ettei yksittäisiä happiatomeja ole! Ne eivät oikeastaan ole sama asia. Happiatomit ovat yhä sitoutuneet toisiinsa pareittain.
Kerroin "0,5" osoittaa vain, että molekyylejä on "puolet yhtä paljon", ei sitä, että molekyylit itsessään olisi jaettu puoliksi. Yksi puolikas happimolekyyli reaktioyhtälössä ei ole sama kuin yksittäinen happiatomi. Vaikuttaako monimutkaiselta? Katsotaan vielä yhtä esimerkkiä. Rautaoksidi ja hiili muodostavat puhdasta rautaa ja hiilidioksidia.
Esitetään kysymys: "Kuinka monta hiiliatomia reaktiossa tarvitaan kutakin rautaoksidiyksikköä kohden?" Yhtälö täytyy tasapainottaa. Rautaoksidi sisältää kaksi rautaa ja kolme happea. Reaktion jälkeen kolme happiatomia siirtyvät hiilidioksidiin. Eli, montako hiilidioksidimolekyyliä tarvitaan, että saadaan kolme happiatomia oikealle puolelle? Kukin hiilidioksidimolekyyli sisältää kaksi happiatomia, eli sen täytyy olla...
yksi ja puolikas molekyyli! 1,5 molekyyliä, jolla kummallakin on kaksi happiatomia, tekee yhteensä kolme happiatomia. Juuri se määrä, mitä tarvitsimme. Kuten aiemmassa esimerkissä, molekyyliä itsessään ei puoliteta. Molekyylien määrä on 1,5 kertaa yhtä suuri kuin rautaoksidiyksiköiden määrä.
Tasapainotetaan yhtälö loppuun. Kuinka monta hiiliatomia tarvitaan 1,5 hiilidioksidimolekyylin muodostamiseksi? Aivan oikein: "1,5 hiiliatomia". Onko atomit siis halkaistu? Ei, puolikkaita atomeja ei ole olemassa.
Kuitenkin: jokaista Fe2O3:a kohden tarvitsemme puolitoista kertaa yhtä monta hiiliatomia. Ja lopuksi, kaksi rauta-atomia oikealle puolelle, niin yhtälö on tasapainossa: Yksi kaavayksikkö rautaoksidia plus "puolitoista" hiiliatomia tekee kaksi rauta-atomia plus "puolitoista" molekyyliä hiilidioksidia. Jos haluaa yhtälöön kokonaisluvut, kaikkien aineiden kertoimet voi vain kaksinkertaistaa. Mutta jos kysymys kuuluu, "kuinka monta hiiliatomia tarvitaan kutakin rautaoksidin kaavayksikköä kohden", vastaus on "puolitoista!"