1.1-Chemical Equations

1.1-Chemical Equations Important Formulae

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Chemical equations are symbolic representations of chemical reactions. They show the reactants (starting substances) and products (substances formed) in a reaction.

1.1.1 Definition of Chemical Equation

A chemical equation is a way to express a chemical reaction using chemical formulas and symbols. It indicates the substances involved and their quantities.

1.1.2 Components of Chemical Equations
  • Reactants: The starting materials in a chemical reaction, written on the left side of the equation.
  • Products: The substances formed as a result of the reaction, written on the right side.
  • Coefficients: Numbers placed before the chemical formulas to indicate the number of molecules or moles involved in the reaction.
  • States of Matter: Indicated by symbols such as (s) for solid, (l) for liquid, (g) for gas, and (aq) for aqueous solution.
1.1.3 Types of Chemical Equations

Chemical equations can be classified into several types:

  • Word Equations: Describe the reactants and products in words. For example, Hydrogen + Oxygen → Water.
  • Skeleton Equations: Show the chemical formulas but not the coefficients. For example, H2 + O2 → H2O.
  • Balanced Equations: Have equal numbers of atoms for each element on both sides of the equation. For example, 2H2 + O2 → 2H2O.
1.1.4 Balancing Chemical Equations

Balancing chemical equations is crucial to adhere to the law of conservation of mass, which states that matter cannot be created or destroyed. The steps to balance an equation include:

  1. Write the unbalanced equation.
  2. List the number of atoms for each element in the reactants and products.
  3. Adjust the coefficients to get equal numbers of atoms on both sides.
  4. Double-check the balance by recounting the atoms.
1.1.5 Examples of Chemical Equations

Here are a few examples:

  • Combustion Reaction: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
  • Decomposition Reaction: 2H2O → 2H2 + O2
  • Synthesis Reaction: 2H2 + O2 → 2H2O
1.1.6 Importance of Chemical Equations

Chemical equations play a significant role in various fields, including:

  • Chemistry: Understanding and predicting the outcomes of chemical reactions.
  • Environmental Science: Analyzing chemical processes in nature.
  • Industry: Guiding the synthesis of products and ensuring safety in chemical manufacturing.
1.1.7 Conclusion

Understanding chemical equations is essential for studying chemical reactions. It provides a foundation for further exploration in chemistry and related fields.

1.1 - रासायनिक समीकरण (Chemical Equations)

रासायनिक समीकरण रासायनिक अभिक्रियाओं का अभिव्यक्तिकरण है, जिसमें अभिकारकों (reactants) और उत्पादों (products) को उनके रासायनिक सूत्रों के माध्यम से दिखाया जाता है। इसे रासायनिक अभिक्रिया के दौरान होने वाले परिवर्तन को समझने के लिए उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के रूप में, जब सोडियम (Na) और क्लोरीन (Cl2) गैस प्रतिक्रिया करते हैं, तो सोडियम क्लोराइड (NaCl) उत्पन्न होता है। इसे रासायनिक समीकरण के रूप में इस प्रकार लिखा जाता है:

Na + Cl2 → NaCl

रासायनिक समीकरण के प्रकार:
  • सरल अभिक्रिया (Simple Reaction): इसमें केवल एक अभिकारी और एक उत्पाद होता है। उदाहरण:
  • 2H2 + O2 → 2H2O
  • संतुलित समीकरण (Balanced Equation): रासायनिक समीकरण में अभिकारक और उत्पाद दोनों की संख्या समान होती है।
रासायनिक समीकरण में संकेतन:
  • → (अर्थात प्रतिक्रिया का दिशा): यह प्रतिक्रिया के चलते हुए परिवर्तन को दर्शाता है।
  • Δ (तापमान): रासायनिक अभिक्रिया के लिए तापमान की आवश्यकता को दर्शाता है।
  • (aq): जल में घुला हुआ पदार्थ।
  • (s): ठोस अवस्था।
  • (l): द्रव अवस्था।
  • (g): गैस अवस्था।
  • ↓ या ↑: उत्पादों के रूप में अवक्षेप (precipitate) या गैस का उत्सर्जन।
रासायनिक समीकरणों का संतुलन:

किसी रासायनिक अभिक्रिया के समीकरण को संतुलित करने के लिए अभिकारकों और उत्पादों के परमाणु संख्या को समान करना आवश्यक होता है। इसे संतुलित करने की प्रक्रिया को "संतुलन विधि" कहा जाता है। उदाहरण:

जब हम H2 + O2 → H2O का समीकरण संतुलित करते हैं, तो हम इस प्रकार करते हैं:

2H2 + O2 → 2H2O

संकेत और उदाहरण:

रासायनिक समीकरणों को संतुलित करते समय निम्नलिखित तत्वों को ध्यान में रखना चाहिए:

  • समीकरण में किसी भी तत्व के परमाणु का कुल संख्या अभिकारक और उत्पाद दोनों में समान होनी चाहिए।
  • प्रत्येक तत्व की संख्या को सरलतम रूप में संतुलित करें।
नोट:
  • किसी रासायनिक समीकरण को संतुलित करते समय रासायनिक समीकरण का प्रारंभिक और अंतिम रूप समान रहता है।
  • संवेदनशील या बहुत ही जटिल समीकरणों में रासायनिक समीकृत सूत्रों का ध्यान रखना बहुत महत्वपूर्ण होता है।

रासायनिक समीकरणों का उपयोग विज्ञान के कई पहलुओं में किया जाता है, जैसे रासायनिक अभिक्रिया की दर, उत्पन्न होने वाले पदार्थों की मात्रा, और प्रतिक्रिया के दौरान ऊर्जा का आदान-प्रदान।

रासायनिक समीकरण के उदाहरण:
  • मैग्नीशियम और ऑक्सीजन का अभिक्रिया: Mg + O2 → MgO
  • हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का अभिक्रिया: 2H2 + O2 → 2H2O

Why should a Magnesium ribbon be cleaned before burning in air?

Solution:

Magnesium ribbon should be cleaned before burning in air to remove any oxide layer that may have formed on its surface. This oxide can prevent the magnesium from burning effectively and can also lead to inconsistent results in experiments or reactions. Cleaning the ribbon ensures that it reacts more readily with oxygen, producing a brighter and more sustained flame. Additionally, it allows for a more accurate observation of the combustion process and the production of magnesium oxide.

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Write the balanced equation for the following chemical reactions. 

(i) Hydrogen + Chlorine → Hydrogen chloride

(ii) Barium chloride + Aluminium sulphate → Barium sulphate + Aluminium chloride 

(iii) Sodium + Water → Sodium hydroxide + Hydrogen

Solution:
Here are the balanced equations for the given chemical reactions: (i) **Hydrogen + Chlorine → Hydrogen chloride** \[ \text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl} \] (ii) **Barium chloride + Aluminium sulphate → Barium sulphate + Aluminium chloride** \[ 3\text{BaCl}_2 + \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 \rightarrow 3\text{BaSO}_4 + 2\text{AlCl}_3 \] (iii) **Sodium + Water → Sodium hydroxide + Hydrogen** \[ 2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2 \]

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Write a balanced chemical equation with state symbols for the following reactions.

(i) Solutions of barium chloride and sodium sulphate in water react to give insoluble barium sulphate and the solution of sodium chloride.

(ii) Sodium hydroxide solution (in water) reacts with hydrochloric acid solution (in water) to produce sodium chloride solution and water.

Solution:
(i) Barium chloride and sodium sulfate: \[ \text{BaCl}_2(aq) + \text{Na}_2\text{SO}_4(aq) \rightarrow \text{BaSO}_4(s) + 2\text{NaCl}(aq) \] (ii) Sodium hydroxide and hydrochloric acid: \[ \text{NaOH}(aq) + \text{HCl}(aq) \rightarrow \text{NaCl}(aq) + \text{H}_2\text{O}(l) \]

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