Chemické hádanky I Mystery Cache

Vítám Vás u první keše ze serie Chemické hádanky. Další keše z této série můžete nalézt níže.

Chemické Hádanky II
Chemické Hádanky III
Chemické Hádanky IV
Chemické Hádanky V-Bonus

Tuto serii zakládám z několika důvodů. Zaprvé chci lidem trošku zavařit mozky a zadruhé jsem chemik, a tato tématika je mi tudíž blízká. Postupně Vám tedy ukážu 4 vybrané problematiky z chemie, na které mě napadly zajímavé šifry, a pokud všechny 4 keše zdárně odlovíte, budete mít možnost odlovit i bonus .

A začneme hned něčím mezi začínajícími chemiky velice populárním! Ano, budeme vyčíslovat rovnice. Toto středoškolské i vysokoškolské učivo totiž majorita začínajících chemiků naprosto nesnáší a je důvodem útrap nejednoho studenta, kterého chemie na střední škole nebaví. Ti, které chemie baví dobře vědí, že správné vyčislení rovnice je esenciální znalostí, bez které se později neobejdou. Podstatou vyčíslování chemických rovnic je totiž uvědomnění si, že nic samo o sobě nevznikne ze vzduchoprázdna a zároveň nic jen tak nezmizí. V chemické reakci to znamená, že to, co do reakce vložíme, z ní musí také vyjít, ač v jiné podobně, jiné formě, či jiném skupenství. Pro začátek si ukážeme dva vzorové příklady, které Vám postačí k pochopení problematiky a následně to stejným postupem zvládnete i Vy.

Nejdříve tu máme reakci oxidu železitého s kyselinou sírovou, při které vzniká síran železitý a voda.
Fe₂O₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + H₂O
První, co bychom měli vždy udělat je vypsat si oxidační čísla jednotlivých atomů v molekulách.
Tady je to jednoduché. Nejedná se o redoxní reakci, nemění se nám nijak oxidační čísla atomů mezi pravou a levou stranou rovnice:

• Vodík zde vystupuje v běžné formě, takže má oxidační číslo 1+
• Síra je zde ve formě síranu (SO₄)^2-, což je zbytek od kyseliny sírové, tudíž má oxidační číslo 6+
• Železo je přítomno jako oxid (vlevo) a síran (vpravo) železitý v oxidačním stavu 3+
• Kyslík, jak se jistě dokážete dopočítat, má v tomto případě oxidační číslo 2-

Neprobíhají tu žádné redukčně/oxidační jevy, tudíž vyrovnáme prvky bez řešení elektronů.
Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Teď se nám počty prvků na levé a pravé straně rovnají. 

Postrachem studentů jsou zejména takzvané redoxní reakce, při nichž se mění oxidační čísla jednotlivých prvků. Kromě vyrovnání počtu jednotlivých atomů na levé a pravé straně rovnice musíme proto hlídat i pohyby elektronů.

A nyní případ redoxní rovnice:
Oxid siřičitý reaguje s bromem a vodou za vzniku kyseliny sírové a bromovodíku.
SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr

Opět si tedy vypíšeme oxidační stavy jednotlivých atomů. Homoatomické molekuly (složené jen z jednoho typu atomů, jako zde Br₂) mají vždy oxidační číslo 0. Po vypsání oxidačních stavů zjistíme následující.
S⁴⁺O₂ + Br⁰₂ + H₂O → H₂S⁶⁺O₄ + HBr^1-

Síra se nám v této reakci oxiduje (zvyšuje svoje oxidační číslo), zatímco brom se redukuje (snižuje své oxidační číslo).
S⁴⁺  →  S⁶⁺ → rozdíl 2 elektrony
Br⁰  →  Br^1-  → rozdíl 1 elektron

Abychom tento rozdíl vyrovnali, musí se dané atomy v rovnici objevit v odpovídajícím opačném poměru, tzn 2 atomy bromu na 1 atom síry. Zaručíme tak, že všechny elektrony, které síra odevzdá, přijme odpovídající počet atomů bromu. Toto číslo není striktní, odpovídá pouze poměru atomů. Pokud se nám v rovnici u daného atomu již objevuje dolní koeficient například Br₂, znamená to, že jsou zde dva atomy bromu. Tento koeficient se může objevit i za závorkou.
1SO₂ + Br₂ + H₂O → 1H₂SO₄ + 2HBr

Teď máme zajištěno, že elektronově to sedí, ovšem nesedí to ještě počtem atomů, tudíž musíme vyrovnat kyslíky a vodíky. Na pravé straně už máme vyčísleno, takže musíme dopočítat levou stranu. Vpravo máme 4 atomy kyslíku, zatímco vlevo máme zatím jen 3. To vyřešíme přidáním koeficientu "2" před molekulu vody. Zároveň se nám tím kouzelně vyčíslí i vodíky a máme hotovo.
1SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 1H₂SO₄ + 2HBr

Pro úplnost ještě musíme zkontrolovat, jestli nemají jednotlivé koeficienty rovnice společného dělitele, kterým by se daly pokrátit. Pokud tomu tak je, musíme je pokrátit pro získání finálního výsledku.

A nyní k luštění:
Jak jste jistě pochopili, budete muset správně vyčíslit následující dvě rovnice. Po vyluštění dostanete čísla  A-H, která následně doplníte do výpočtu souřadnic. Pro vyluštění rovnic můžete využít výše zmíněný návod, nebo můžete zkusit do úmoru hledat na internetu, protože vyčíslování nesnášíte stejně jako většina mladých študáků . Já budu samozřejmě rád, když si to zkusíte, ale nutit Vás nemůžu. Hodně zdaru!

První rovnice:
AH₂S + BHIO₃ → CS + DI₂ + H₂O      

Druhá rovnice:

ECa₃(PO₄)₂ + FSiO₂ + C → GP₄ + CaSiO₃ + HCO     

Souřadnice keše:

N 49°14.[ABC+DF+HG+253]                  

E016°35.[FDE-BFA+AF+159]