HOGYAN RENDEZZÜNK REAKCIÓEGYENLETEKET?

Tóth Zoltán

Tartalomjegyzék

A reakcióegyenletek rendezése alapvetõ fontosságú mind a kémiai ismeretek megszerzése, mind azok alkalmazása szempontjából. A különbözõ típusú és bonyolultságú reakcióegyenletek rendezésének régóta ismertek általános módszerei, de a Journal of Chemical Education hasábjain ebben a témában évrõl-évre megjelenõ cikkek is jelzik, hogy azokat mindig lehet finomítani, alakítani. Az egyenletrendezési eljárások kutatásának kettõs célja van: egyrészt a már ismert módszerek finomításával, egyszerûsítésével, elemzésével segítséget nyújtani az egyenletrendezés különbözõ szinten történõ tanításához, másrészt a matematika és a számítástechnika eszközeinek felhasználásával a kémiai kutatás számára is hasznosítható eljárásokat fejleszteni ki.

Amikor egy anyagi rendszerben kémiai reakció megy végbe, egy dologban biztosak lehetünk, hogy a különbözõ típusú atomok száma a reakció során nem változik meg. Az atomok megmaradásának törvényét a különbözõ alkotó elemekre felírt anyagmérleg-egyenletekkel fejezhetjük ki. Ezek megoldásaként kapjuk a rendezett reakcióegyenletben szereplõ sztöchiometriai együtthatókat. A reakcióegyenletek rendezésének általános módszere tehát, az anyagmérleg alapján történõ rendezés. A kémiai átalakulás lényegének kiemelésére szoktunk használni olyan reakcióegyenleteket is, amelyekben nem (vagy nemcsak) semleges részecskék (molekulák, esetleg atomok) szerepelnek, hanem töltéssel rendelkezõ részecskék (anionok, kationok, elektronok) is. Az ilyen egyenletek rendezésekor az anyagmérleg mellett figyelembe kell venni a töltésmegmaradás elvét leíró töltésmérleget is. A töltésmérleg figyelembevétele nem feltétlenül szükséges, de hasznos lehet a semleges részecskékbõl álló reakcióegyenletek rendezésekor is. Ilyenkor a töltésmegmaradás elvét az alkotó atomok névleges töltésére (oxidációs számára) írhatjuk fel.

A bevezetõben már említettem, hogy a reakcióegyenletek rendezése alapvetõ fontosságú a kémiával foglalkozó diák és kutató számára, de azt látnunk kell, hogy a különbözõ egyenletrendezési módszerek (még ha olyan alapvetõ természeti törvényeken alapulnak is mint a tömegmegmaradás elve és a töltésmegmaradás elve) matematikai-logikai eljárások, és nem érdemes ezeknek különösebb kémiai jelentést tulajdonítani. Kémiai jelentése csak a rendezett reakcióegyenletnek van, az egyenletrendezési eljárásnak nincs.

A tanulmány elkészítését az OTKA (T-023144/1997.) is támogatta.


Tartalomjegyzék:

1. fejezet
Reakcióegyenletek rendezése alapfokon
1.1. Rendezés "ránézésre", próbálgatással
1.2. Egy egyszerû algoritmus: a láncszabály

2. fejezet
Reakcióegyenletek rendezése középfokon
2.1. Rendezés az oxidációs szám alapján
2.2. Rendezés többismeretlenes egyenletrendszerrel: az algebrai módszer

3. fejezet
Reakcióegyenletek rendezése felsõfokon
3.1. Egy konvenció határain túl: rendezés szokatlan oxidációs számokkal
3.2. Egyenletrendezés számítógéppel

Függelék
F.1. Néhány nem mindennapi reakcióegyenlet
F.2. Egy felmérés és tanulságai

Vissza az Elôadóba