Faits complets sur CO2 + H2O : avec plusieurs éléments de réaction

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Le CO2 est la formule moléculaire du dioxyde de carbone. Dans cet article, nous devrions discuter de CO2 + H2O dans des faits détaillés avec les réactions de certains autres éléments.

Le dioxyde de carbone (CO2) est une molécule gazeuse. C'est une molécule gazeuse inodore. Mais à des concentrations élevées, l'odeur est forte et acide. La densité du dioxyde de carbone est de près de 1.5 fois celle de l'air. La densité est de 1.98 kg/m3. Le poids moléculaire est de 44.009 g/mol. Comme il s'agit d'une molécule gazeuse, elle a donc une certaine pression de vapeur d'une valeur de 5.72 MPa à 300 température C.

La réactivité du dioxyde de carbone est une molécule hautement réactive car elle contient une double liaison et cette double liaison peut facilement être clivée par l'attaque appropriée de l'eau de type nucléophile (H20). La valeur pka du dioxyde de carbone est de 6.53, il est donc légèrement acide et réagit avec une base ou un nucléophile.

CO2 + H2O
Structure moléculaire du dioxyde de carbone

Qu'est-ce que CO2 + H2O ?

CO2 + H2O sont tous deux des formules chimiques ou moléculaires. CO2 est la formule moléculaire du dioxyde de carbone et H2O est la formule moléculaire de l'eau.

Le dioxyde de carbone peut être rapidement soluble dans l'eau par le processus d'adsorption et il s'ionise lentement dans le milieu aqueux. Comme il s'agit d'un caractère légèrement acide, il peut donc former de l'acide dans une solution aqueuse. Le dioxyde de carbone n'est pas ionisé comme C+ ou O2-. Il se dissout dans une solution aqueuse et forme toute la solution acide, puis cette solution acide est ionisée.

Cette réaction est une simple réaction d'addition ou une réaction de combinaison, de sorte qu'elle ne nécessite aucun type de catalyseur pour transmettre l'ensemble de la réaction. La réaction ne peut se poursuivre que d'elle-même. L'eau agit ici comme un milieu, où le dioxyde de carbone peut être dissous et ionisé ou faire n'importe quelle solution acide ou acide.

Que se passe-t-il lorsque le CO2 réagit avec H2O ?

Lorsqu'une molécule légèrement acide se dissout dans l'eau ou réagit avec l'eau, généralement toute la solution devient acide, car l'eau est une molécule neutre. Selon la nature de l'acidité de cette molécule particulière, l'acidité de toute la solution du nouveau produit est déterminée.

Dans cette réaction CO2 + H20, on s'attend à ce que la formation du composé acide se produise.

Le dioxyde de carbone est de nature légèrement acide, ayant une valeur pka de 6.53. alors que l'eau est la molécule neutre sur l'échelle pk. Ainsi, lorsque le dioxyde de carbone réagit avec l'eau ou se dissout dans l'eau, toute la solution devient acide ou la formation d'un composé acide se produit. Le dioxyde de carbone ne peut pas s'ioniser dans le milieu aqueux, il réagit avec l'eau, puis s'ionise lentement.

L'eau agit comme milieu de solution ou milieu de réaction. Le mécanisme de réaction peut être pensé que les paires isolées de molécules d'eau sur les atomes O sont disponibles et qu'elles attaquent le double entre le carbone et l'oxygène dans le dioxyde de carbone. Ensuite, il y a un clivage de la double liaison et le groupe hydroxyde est incorporé entre la double liaison entre le carbone et l'oxygène dans le dioxyde de carbone.

L'eau est une molécule ambiante et elle peut se comporter comme un acide ou comme une base selon la nature de la réaction. L'eau peut ioniser H+ et OH-. Nous savons que l'hydroxyde est un nucléophile fort et une base également.

Mais ici le dioxyde de carbone est moins acide mais C=O est le meilleur centre électrophile. Ainsi, n'importe quel type de nucléophile peut y attaquer. L'hydroxyde est l'un des meilleurs centres nucléophiles, il peut donc attaquer ce centre électrophile et la double liaison peut être clivée et le groupe OH incorporé et le H restant+ ion est également ajouté à l'autre O- site de dioxyde de carbone.

Quel type de réaction est CO2 + H2O ?

CO2 + H2O est un type de réaction de combinaison ou il peut s'agir simplement d'une réaction d'addition.

Nous ne pouvons pas dire que CO2 + H2O est la réaction acide-base typique car le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau et forme ensuite le composé acide acide carbonique. L'eau n'est pas une base ici, elle agit ici comme un médium. Mais le mécanisme peut être pensé que l'ion hydroxyde attaque le centre électrophile du dioxyde de carbone et brise le double liaison et groupe OH incorporé et ion H+ coordonné avec O- pour former H2CO3. Ainsi, d'une autre manière, cette réaction peut être appelée réaction d'addition nucléophile.

Image 108
Voie mécaniste de la réaction CO2 + H2O

Comment équilibrer CO2 + H2O ?

Chaque réaction chimique doit être correctement équilibrée par sa valeur stoechiométrique. Sans un bon équilibrage, une réaction n'est pas valide, car nous ne pouvons pas comprendre combien de réactions sont nécessaires pour réagir avec combien d'autres réactifs et combien de produits nous obtiendrons.

Laissez-nous équilibrer l'équation CO2 + H2O,

CO2 + H2O = H2CO3, on voit que cette équation est déjà équilibrée. Le côté gauche et le côté droit doivent être égaux ici.

Ainsi, le CO2 + La réaction H2O doit être équilibrée par la méthode proprement dite. Il y a plusieurs étapes à suivre pour équilibrer une réaction chimique.

Étape 1 - Chaque molécule ou composé individuel est étiqueté comme a, b, c ou x, y ou z en fonction du nombre de molécules présentes dans une réaction.

Nous utilisons ceux étiquetés comme le coefficient de chaque molécule individuelle avec cette variable pour identifier le coefficient non identifié de la molécule.

(A)CO2 + (B)H2O = (C)H2CO3

Étape 2- Nous faisons quelques équations pour le système numérique

Cette équation est créée en utilisant des nombres appropriés de ce coefficient pour chaque élément présent dans le réactif et le produit comme le carbone, l'hydrogène et l'oxygène.

C = A = B

H = 2B = 2C

O = 2A + B = 3C

Étape 3-  Toutes les variables du coefficient doivent être résolues selon différentes méthodes.

Résolvez toutes les variables de ce coefficient via la méthode d'élimination de Gauss ou la méthode de détermination.

Utilisation de l'élimination ou de la substitution de Gauss

A-B = 0

2B – 2C = 0

2A + B – 3C = 0

Ainsi, le résultat montre la plus petite valeur entière de ces variables.

A = 1 (CO2)

B = 1 (H2O)

C = 1 (H2CO3)

Étape 4 - Dans l'étape finale, remplacez les coefficients et vérifiez le résultat de LHS et RHS

1 CO2 + 1 H20 = 1 H2CO3

Atomes        LHS         droite
C11
H22
O33

                                   

Ainsi, CO2 + H2O = H2CO3 est l'équation équilibrée et LHS est égal à RHS

Comment équilibrer CO2+H2O = C6H12O6 + O2 ?

La réaction CO2 + H2O = C6H12O6 + O2 n'est pas correctement équilibrée, nous devons donc équilibrer correctement cette équation.

Donc, nous commençons simplement à résoudre l'équation d'équilibre en utilisant l'étiquetage des molécules individuelles.

(A)CO2 + (B)H2O = (C)C6H12O6 + (D)O2

Maintenant, nous avons créé l'équation numérique pour le coefficient de chaque atome.

C = A = 6C

H = 2B = 12C

O = 2A + B = 6C + 2D

Maintenant, en utilisant l'élimination de Gauss, nous obtenons,

A-6C = 0

2B – 12C = 0

2A + B – 6C – 2D = 0

Maintenant, le résultat qui montre le plus petit entier,

A = 6 (CO2)

B = 6 (H2O)

C = 1 (C6H12O6)

D = 6 (O2)

Dans la dernière étape, nous remplaçons le coefficient et vérifions le résultat de LHS et RHS

6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2

Atomes LHS RHS

C 6 6

H 12 12

O 18 18

Alors, 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 est l'équation équilibrée maintenant et LHS est égal à RHS

Alors, 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 correctement équilibrés.

Comment équilibrer CO2+H2O=C2H2+O2 ?

La réaction CO2 + H2O = C2H2 + O2 n'est pas correctement équilibrée et nous devons l'équilibrer correctement.

En étiquetant chaque molécule individuelle que nous obtenons,

(A)CO2 + (B)H2O = (C)C2H2 + (D)O2

Maintenant, nous avons créé l'équation numérique pour le coefficient de chaque atome

C = A = 2C

H = 2B = 2C

O = 2A + B = 2D

Maintenant, en utilisant l'élimination de Gauss, nous obtenons,

A-2C = 0

2B – 2C = 0

2A + B – 2D = 0

Lors du calcul, nous obtenons des valeurs de,

A = 4 (CO2)

B = 2 (H2O)

C = 2 (C2H2)

D = 5 (O2)

Dans la dernière étape, nous remplaçons le coefficient et vérifions le résultat de LHS et RHS

4 CO2 + 2 H2O = 2 C2H2 + 5 O2

Atomes LHS RHS

C 4 4

H 4 4

O 10 10

Donc, 4CO2 + 2H2O = 2C2H2 + 5O2 est l'équation équilibrée maintenant et LHS est égal à RHS

Comment équilibrer CO2 + H2O = C2H6 + O2 ?

CO2 + H2O = C2H6 + O2 réaction n'est pas correctement équilibré, nous devons donc équilibrer correctement cette équation.

Donc, nous commençons simplement à résoudre l'équation d'équilibre en utilisant l'étiquetage des molécules individuelles.

(A)CO2 + (B)H2O = (C)C2H6 + (D)O2

Maintenant, nous avons créé l'équation numérique pour le coefficient de chaque atome.

C = A = 2C

H = 2B = 2C

O = 2A + B = 2D

Maintenant, en utilisant l'élimination de Gauss, nous obtenons,

A-2C = 0

2B – 2C = 0

2A + B – 2D = 0

Maintenant, le résultat qui montre le plus petit entier,

A = 4 (CO2)

B = 6 (H2O)

C = 2 (C2H6)

D = 7 (O2)

Dans la dernière étape, nous remplaçons le coefficient et vérifions le résultat de LHS et RHS

4 CO2 + 6 H2O = 2 C2H6 + 7 O2

Atomes LHS RHS

C 4 4

H 12 12

O 14 14

Donc, 4CO2 + 6H2O = 2C2H6 + 7O2 est l'équation équilibrée maintenant et LHS est égal à RHS

Comment équilibrer CH3OH + O2 = CO2 + H2O ?

CH3OH + O2 = CO2 + H2O réaction n'est pas correctement équilibré, nous devons donc équilibrer correctement cette équation .

Donc, nous commençons simplement à résoudre l'équation d'équilibre en utilisant l'étiquetage des molécules individuelles.

(A)CH3OH + (B)O2 = (C)CO2 + (D)H2O

Maintenant, nous avons créé l'équation numérique pour le coefficient de chaque atome.

C = A = C

H = 4A = 2D

O = A + 2B = 2C + D

Ainsi, dans cette réaction, les nombres de H et O ne sont pas équilibrés, nous devons donc équilibrer toute l'équation, mais la priorité absolue est d'équilibrer H et O avec C.

Maintenant, en utilisant l'élimination de Gauss, nous obtenons,

A-C = 0

4A – 2D = 0

A + 2B -2C -D = 0

Maintenant, le résultat qui montre le plus petit entier,

A = 4 (CH3OH)

B = 6 (O2)

C = 4 (CO2)

D = 8 (H2O)

Dans la dernière étape, nous remplaçons le coefficient et vérifions le résultat de LHS et RHS

4 CH3OH + 6 O2 = 4 CO2 + 8 H2O

Atomes LHS RHS

C 4 4

H 16 16                   

O 16 16

Donc, 4CH3OH + 6O2 = 4CO2 + 8H2O est l'équation équilibrée maintenant et LHS est égal à RHS

Conclusion

La réaction CO2 + H2O est un exemple de réaction d'addition ou on peut dire que dans une réaction d'addition nucléophile particulière. L'ion hydroxyde de la molécule d'eau agit ici comme nucléophile. Pour équilibrer la réaction CO2 + H2O nous besoin de savoir combien de réticents réagiront pour produire combien de produits et selon ce calcul stoechiométrique, le poids des réactifs sera mesuré. Même avec une réaction inconnue, nous pouvons savoir combien de réactifs seront nécessaires, il est donc très important d'équilibrer une équation.