1. No category

Reaktioyhtälöt
kemian perustyökaluina
Tunnin sisältö
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
Mikä on reaktioyhtälö?
Reaktioyhtälön laatiminen
Reaktioyhtälön tasapainottaminen
Hapetusluvut ja redox-reaktiot
Esimerkkejä
Mikä on reaktioyhtälö?
•  Lauseke, joka kertoo kemiallisen reaktion
tapahtumista
•  Lähtöaineet
•  Tuotteet
•  Olomuodot
•  Voidaan käyttää laskennallisiin tarkoituksiin
•  Erikoistapaukset, kuten palaminen
Pääsykoe 2010, t.8
”Kuinka monta millilitraa kuivaa ilmaa (NTP)
tarvitaan, 5,0 mg bentso(a)pyreeniä poltetaan
täydellisesti korkeassa lämpötilassa? Oletetaan,
että ilmassa on happea 21,0 tilavuusprosenttia.
(7p)”
VINKKI: Bentso(a)pyreenin molekyylikaava on
C20H12.
Reaktioyhtälön kirjoittaminen
1.  Kirjoita lähtöaineet niiden kemiallisilla kaavoilla
reaktioyhtälön vasemmalle, tuotteet oikealle
puolelle.
–  Yleisesti: kaasut kaksiatomisina (ei jalokaasut),
kiinteät ja nestemäiset alkuaineet yleensä
yksiatomisina
2.  Tuotteiden ja lähtöaineiden väliin nuoli
–  Yksisuuntainen nuoli, → kun reaktio etenee loppuun
asti
–  Kaksisuuntainen nuoli ⇌ kun reaktio on
tasapainoreaktio.
Reaktioyhtälön kirjoittaminen
3.  Tasapainota reagenssien määrät
–  Reagenssien kaavan eteen tulee saada sellaiset
mahdollisimman pienet kokonaislukukertoimet,
joilla a) lähtöaineiden ja tuotteiden sekä b)
–  Atomien ja varausten määrä täsmäävät eli
MITÄÄN ei saa kadota reaktiossa!
–  Reaktioyhtälöä tarkastaessa voi siis aina laskea
atomit ja varaukset ja päätellä onko tasapainotus
onnistunut
Reaktioyhtälön kirjoittaminen
4.  Kirjoita lähtöaineiden ja tuotteiden
olomuodot näkyviin
– (aq) jos aine on liuenneena veteen
– (g) jos aine on kaasuna
– (l) jos aine on nesteenä
– (s) jos aine on kiinteässä olomuodossaan
Reaktioyhtälön tasapainottaminen
•  Usein päättelemällä
•  Yleisesti:
–  Jos mahdollista, tasapainota ensin ne atomit,
joita esiintyy vain yhdessä lähtöaineessa ja
tuotteessa
–  Sitten vasta atomit, jotka jakautuvat useamman
lähtöaineen tai tuotteen välille
–  Redox-reaktioille omat sääntönsä
•  Rutiini
Tehtävä 1
•  Tasapainota seuraava reaktioyhtälö. Lisää
myös olomuotomerkinnät:
”Kiinteää natriumsulfaattia liuotetaan
bariumkloridiliuokseen, jolloin syntyy
natriumkloridiliuos ja bariumsulfaattisakkaa.”
Reaktioyhtälön laatiminen
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
Lähtöaineet ja tuotteet
Nuoli
Reagenssien tasapainotus
Olomuodot
Tarkistus
Hapettuminen ja pelkistyminen
•  Kun atomi/ioni hapettuu, se luovuttaa elektroneja
elektronegatiivisemmalle aineelle saaden itse
positiivisen varauksen à hapetusluku kasvaa
–  Pienikin elektronegatiivisuusero riittää
luokittelemaan tapahtuman hapettumiseksi
•  Vastaavasti pelkistymisessä elektronegatiivinen
atomi vastaanottaa elektropositiivisemmalta
atomilta elektroneja à hapetusluku laskee
–  Jälleen kerran pienikin elektronegatiivisuusero
riittää
Termistöä
•  Hapetin: hapettaa toisen aineen pelkistyen itse
(vetyperoksidi, happi)
•  Pelkistin: pelkistää toisen aineen hapettuen itse
(alkalimetallit, vety)
•  Redox-reaktio: hapetus-pelkistysreaktio, eli
elektroninsiirtoreaktio
MUISTISÄÄNTÖ: HaLu-PelkO
= Hapettuva Luovuttaa - Pelkistyvä Ottaa
Hapetusluvut
•  Hapetusluku kuvaa varausta, jonka atomi saisi,
jos se olisi ionisoitunut yhtä suurella määrällä
elektroneja, kuin millä se on hapettunut tai
pelkistynyt.
–  Ionin hapetusluku on siis sama kuin sen varaus
•  Alkuainemolekyyleissä ja -hiloissa atomien
hapetusluku on 0
•  Hapetuslukua merkitään yleensä roomalaisella
numerolla esim. +I tai -II
Tehtävä
•  Merkitse kuvaan kaikkien atomien
hapetusluvut:
Vetysulfiitti-ioni
(rikkihapokkeen 1. anioni)
O
-
OH
S
H
O
Fosforihappo
O
HO
P
O
OH
Yleistä hapetusluvuista
•  Helpottaa, kun tietää molekyylin rakenteen
•  Usein molekyylikaava riittää, kun tuntee yleisimpiä sääntöjä
hapetusluvuille:
–  Neutraalin yhdisteen hapetuslukujen summa on 0
–  Puhtaan alkuaineen hapetusluku on 0
–  Hapen hapetusluku on yleensä –II, peroksideissa –I,
superoksideissa (O2-) − 1 2
–  Fluorin hapetusluku on –I
–  Vedyn hapetusluku on yleensä +I, hydrideissä –I
–  Alkalimetalleilla +I
–  Maa-alkalimetalleilla +II
Fosforihappo
Vetysulfiitti-ioni
-­‐II O
-­‐II -
+IV S
+I OH+I -­‐II -­‐II O
+I H
O
-­‐II HO
+V P
O
-­‐II -­‐II OH
+I Orgaanisten yhdisteiden redoxreaktiot
•  Orgaanisten yhdisten hapettuminen
tarkoittaa, että
–  Hiilten sitoutuminen happi (tai typpi) atomeihin
lisääntyy
–  Hiilten sitoutuminen vetyatomeihin vähenee
–  Pelkistyminen päinvastoin.
•  Näihin palataan orgaanisten yhdisteiden
reaktioissa.
Redox-reaktioiden tasapainotus
•  Jaetaan reaktiot hapettumiseen ja pelkistymiseen
•  Merkitään hapetusreaktion tuotteisiin ja
pelkistysreaktion lähtöaineisiin tarvittava määrä
elektroneja
•  Ylimääräiset hapet muodostavat vettä à merkkaa
vesi ja tarvittavat vetyionit
•  Kerrotaan osareaktiot kertoimilla siten, että siirtyvien
elektronien määrä on sama à kumoutuvat
•  Yhdistetään osareaktiot ja tasapainotetaan kaikki muu.
•  Lopuksi huomioidaan, tapahtuiko reaktio happamassa
vai emäksisessä ympäristössä.
Tehtävä
•  Tasapainota:
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + Na2SO4 +
KOH
Tehtävä
•  Tasapainota, kun reaktio tapahtuu
happamissa olosuhteissa:
Cr2O72- (aq) + HNO2 (aq) → Cr3+ (aq) + NO3- (aq)