Równania chemiczne: reakcja spalania propanu

Reakcję chemiczną można opisać za pomocą równania chemicznego. Opisuje ono jakie substancje wchodzą w reakcję i jakie powstają w jej wyniku. Równanie chemiczne pokazuje nam też proporcje między substancjami: jaka ilość każdej z nich jest potrzebna, aby obie strony równania zgadzały się. Atomy nie mogą przecież tak po prostu zniknąć ani powstać w wyniku reakcji. Ilość atomów, które mamy przed reakcją musimy się zgadzać z ilością po reakcji.

Ustalanie liczby potrzebnych atomów lub cząsteczek danego rodzaju nazywamy bilansowaniem równania chemicznego. Spróbujmy teraz zbilansować równanie chemiczne, w którym biorą udział cztery różne substancje. Dwa substraty reakcji, z których powstają dwa produkty. Zaczniemy od propanu, gazu, który znajduje się w palnikach Bunsena. Propan spalając się wchodzi w reakcję z tlenem w powietrzu.

Substancje, które powstają w wyniku spalania to dwutlenek węgla i woda. Wzór zapisany słownie będzie brzmiał tak: propan plus tlen równa się dwutlenek węgla plus woda. Takie równanie nic nam nie mówi o tym, jaka ilość tlenu jest potrzebna do spalenia określonej ilości propanu lub ile powstaje dwutlenku węgla w wyniku spalania. Tego dowiemy się, gdy zbilansujemy równanie. Robi się to w następujący sposób: cząsteczki propanu składają się z trzech atomów węgla i ośmiu atomów wodoru.

Wyglądają tak. Propan spala się w tlenie. Cząsteczki tlenu składają się z dwóch atomów tlenu powiązanych ze sobą. W wyniku reakcji powstają dwutlenek węgla i woda. Cząsteczki w dwutlenku węgla składają się z jednego atomu węgla i dwóch atomów tlenu.

Cząsteczki wody składają się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru. Kształt cząsteczek nie jest tu ważny, ważna jest tylko liczba atomów każdego pierwiastka. Żeby lepiej to wyjaśnić, możemy narysować je tak. Atomy węgla w pierwszym rzędzie, atomy wodoru w drugim rzędzie i atomy tlenu w trzecim rzędzie. Dzięki temu łatwiej będzie policzyć kolejno atomy każdego rodzaju. Zacznijmy od atomów węgla.

Przed reakcją mamy trzy atomy węgla. Aby atomów węgla było tyle samo po reakcji, potrzeba więcej cząsteczek dwutlenku węgla. Za każdym razem, gdy dodamy cząsteczkę dwutlenku węgla, musimy dodać do tabeli zarówno atomy węgla, jak i atomy tlenu tej cząsteczki. Teraz mamy tyle samo atomów węgla po prawej stronie, co po lewej. Liczba atomów wodoru przed reakcją to osiem.

Ile w takim razie powstanie cząsteczek wody? W sumie cztery, ponieważ w każdej cząsteczce wody są dwa atomy wodoru. Teraz liczba atomów wodoru też się zgadza! Zostały nam jeszcze tylko atomy tlenu. Ile ich jest po prawej stronie?

Sześć atomów tlenu w cząsteczkach dwutlenku węgla i cztery w cząsteczkach wody, czyli razem dziesięć. Ile cząsteczek tlenu musiało wziąć udział w reakcji, żeby było dziesięć atomów tlenu? Tak jest, pięć cząsteczek, każda z dwoma atomami tlenu. Sprawdźmy, czy na pewno mamy w sumie pięć cząsteczek tlenu po lewej stronie. Warto będzie jeszcze raz sprawdzić obliczenia.

Trzy atomy węgla przed reakcją i trzy po reakcji. Osiem atomów wodoru po lewej i osiem po prawej. Dziesięć atomów tlenu w substratach i dziesięć w produktach reakcji. Równanie jest zbilansowane! Jedna cząsteczka propanu plus pięć cząsteczek tlenu daje nam trzy cząsteczki dwutlenku węgla plus cztery cząsteczki wody.

Jeśli zapiszemy to w formie równania chemicznego, używając wzorów chemicznych dla każdej substancji, będzie ono wyglądało tak: jedno C3H8 plus pięć O2, strzałka oznaczająca reakcję, trzy CO2 plus cztery H2O. Aby łatwiej było policzyć atomy narysowaliśmy je w tabeli. Można też oczywiście policzyć je bezpośrednio w równaniu, na przykład: „cztery H2O” zawiera cztery razy dwa atomy węgla. Czyli osiem. Tyle samo, co w jednej cząsteczce propanu.

Obie metody są tak samo skuteczne przy bilansowaniu równania chemicznego. Wybierz tę, która najbardziej odpowiada tobie.