Ühinemis­reaktsioon

  • Kuidas saadakse liitaineid?
  • Mis on reaktsioonivõrrandi tasakaalustamine?
Seotud sisu
Muud tegevused

Liitainete tekkimine

Lihtaineid on looduses suhteliselt vähe. Me ei leia metsast või kaevanduskarjäärist puhast rauda ega alumiiniumi, rääkimata väga aktiivsest naatriumist. Need ja enamiku elementide lihtained reageerivad teiste ainetega, peamiselt hapnikuga, ning moodustavad ühendeid ehk liitaineid.

Üks tähtsamaid rauamaake on punakaspruun hematiit, mis koosneb peamiselt raud(III)oksiidist
Seotud sisu
Muud tegevused

Ühinemisreaktsioon

Aatomid soovivad saavutada püsivat olekut, st sisaldada võimalikult vähe energiat. Aatomid reageerivad omavahel, et moodustada elektron­oktett. Nii ühinevad omavahel metalli ja mitte­metalli aatomid, aga ka erinevad mitte­metallid. Ainete liitumine on ühinemis­reaktsioon.

Ühinemisreaktsioon on keemiline reaktsioon, milles ained omavahel ühinevad ning moodustavad uue aine.

Äikese ajal toimub ühinemisreaktsioon õhu­lämmastiku ja -hapniku vahel ning moodustuvad oksiidid NO ja NO2
  • C + O2 → CO2
  • CaCO3 → CaO + CO2
Seotud sisu
Muud tegevused

Lihtaine põlemisreaktsioon kui ühinemisreaktsioon

Mittemetallide põlemisel tekivad mittemetallioksiidid.

Vesi kui tavatingimustes vedel oksiid tekib kahe vesinikumolekuli (H2) ja ühe hapnikumolekuli (O2) ühinemisel. Teadus­keskuses Ahhaa demonstreeritakse seda reaktsiooni plahvatusega, selleks süüdatakse nende gaaside segu.

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(v)

LZ-129 Hindenburg oli Saksamaa tsepeliin-tüüpi õhulaev. Hindenburg oli suurim õhulaev, mille inimkond on eales ehitanud. Õhulaeva õhkutõstmiseks ja õhus püsimiseks kasutati ligikaudu 200 000 kuupmeetrit vesinikku. Segus hapnikuga on vesinik plahvatusohtlik gaas. Vesiniku plahvatus sai saatuslikuks ka Hindenburgile

Väävel on kollane tahke aine, mida leidub tihti vulkaanilistes piir­kondades. Väävli põlemisel tekib mürgine väävel­dioksiid (SO2).

S + O2 → SO2

Vulkaan Ijen Indoneesias. Väävli (fotol kollane) põlemisel tekib SO2
Väävli lihtaine valem on tegelikult S8, kuna väävel on molekulaarne aine, molekul koosneb kaheksast väävli aatomist. Reaktsioonivõrrand oleks sellisel juhul S8 + 8O2 → 8SO2, kuid lihtsuse mõttes sellist kuju enamasti ei kasutata

Metallide põlemisel tekivad metalli­oksiidid. Aktiivsed metallid reageerivad hapnikuga väga aktiivselt.

4Li + O2 → 2Li2O

2Ca + O2 →2CaO

2Mg + O2 → 2MgO

Baariumi saab lõigata rauasaega. Saagimise käigus tekib baariumi­pulber, mis süttib õhu käes põlema. Toimub reaktsioon 2Ba + O2 → 2BaO

Alumiiniumist valmistatakse näiteks joogipurke. Pulbristatud alumiinium aga põleb ereda leegiga ning tekib alumiiniumoksiid (Al2O3).

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Sarnaselt alumiiniumiga põleb ka rauapulber. Rauapulbri põlemisele on iseloomulik sädemete teke ja tavaliselt annabki säraküünaldele sädeluse rauapulber. Säraküünla sädemed on peamiselt väikesed põlevad rauatükid, mis lendavad laiali säraküünla põlemisel tekkivate gaaside mõjul.

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Säraküünalde koostises on rauapuru, mille põlemisel tekivad sädemed
  • Mittemetalli ühinemisel hapnikuga tekib metallioksiid.
  • Vesiniku põlemissaadus on vesi.
  • Aktiivsed metallid hapnikuga ei reageeri.
  • Alumiinium- ja rauapulber põlevad leegiga.
Seotud sisu
Muud tegevused

Reaktsioonivõrrandi tasakaalustamine

Reaktsioonivõrrandite koostamine algab reaktsioonis osalevate ainete valemite kirjapanemisega. Näiteks juba tuttavas vee tekkimise reaktsioonis reageerivad omavahel vesinik ja hapnik. 

Kehtib aine massi jäävuse seadus, seetõttu tuleb keemilise elemendi aatomite arvud reaktsiooni­võrrandi paremal ja vasakul pool tasakaalustada.

H2 + O2 → H2O

Reaktsioonivõrrandi vasakul pool peab olema ühe elemendi aatomeid sama palju kui paremal pool. Sellise üleskirjutusega on nii vasakul kui ka paremal pool 2 vesiniku aatomit, kuid hapniku aatomeid on vasakul pool 2 ja paremal pool 1. Selleks, et ka paremal pool oleks 2 hapniku aatomit, tuleb kordaja 2 kirjutada vee molekuli ette.

H2 + O2 → 2H2O

Nüüd on hapniku aatomite arv võrdne, ent vesiniku aatomeid on paremal pool kaks korda rohkem. Reaktsiooni­võrrandi tasa­kaalu viimiseks tuleb lisada vasakule poolele vesiniku ette kordaja 2.

2H2 + O2 → 2H2O

Leitud kordajatega võrrand on tasakaalus: vesiniku aatomeid on nii lähteainete kui ka saaduste poolel 4, hapniku aatomeid on mõlemal poolel 2.

Vesiniku ja hapniku tasakaalustatud reaktsioonivõrrand

Mõtle

  • Miks on vaja reaktsiooni­võrrandeid tasakaalustada?

Al  + O2 → Al2O3

H2 + Br2 →  HBr

Zn + O2 → ZnO

Seotud sisu
Muud tegevused

Ma tean, et ...

  • Ühinemisreaktsioon on keemiline reaktsioon, milles ained omavahel ühinevad ning moodustavad uue aine. Ühinemis­reaktsioon on näiteks liht­ainete põlemine.
  • Reaktsioonivõrrandi tasa­kaalustamine on aatomite arvu võrdsustamine reaktsiooni­võrrandi lähte­ainete ja saaduste poolel.
  • Reaktsioonivõrrandi kordaja näitab, mitu aineosakest reaktsioonis osaleb.
Seotud sisu
Muud tegevused

Küsimused

  1. Mitu saadust on ühinemis­reaktsioonil?
  2. Miks on vaja reaktsioonivõrrandeid tasakaalustada?
  3. Too üks näide metallilise ja mitte­metallilise lihtaine ning üks näide kahe mittemetallilise lihtaine ühinemisreaktsiooni kohta.
  4. Kirjuta ja tasakaalusta äikese põhjustatud hapniku ja lämmastiku ühinemisreaktsioon.
Seotud sisu
Muud tegevused