Cum se face o ecuație chimică. Clasificarea reacțiilor chimice. Rezolvarea problemelor de chimie folosind proporții

Pentru a descrie curentul reactii chimice sunt compilate ecuațiile reacțiilor chimice. În ele, în stânga semnului egal (sau săgeată →) sunt scrise formulele reactanților (substanțe care reacționează), iar în dreapta - produșii de reacție (substanțe care se obțin în urma unei reacții chimice). Deoarece vorbim despre o ecuație, numărul de atomi din partea stângă a ecuației trebuie să fie egal cu asta, care este în dreapta. Prin urmare, după întocmirea unei diagrame de reacție chimică (înregistrarea reactanților și a produselor), se înlocuiesc coeficienți pentru a egaliza numărul de atomi.

Coeficienții sunt numere înainte de formulele substanțelor care indică numărul de molecule care reacţionează.

De exemplu, să presupunem că, într-o reacție chimică, hidrogenul gazos (H2) reacționează cu oxigenul gazos (O2). Ca rezultat, se formează apă (H2O). Schema de reactie va arata asa:

H2 + O2 → H2O

În stânga sunt doi atomi de hidrogen și oxigen, iar în dreapta sunt doi atomi de hidrogen și un singur oxigen. Să presupunem că reacția unei molecule de hidrogen și a unui oxigen produce două molecule de apă:

H2 + O2 → 2H2O

Acum numărul de atomi de oxigen înainte și după reacție este egal. Cu toate acestea, există de două ori mai puțin hidrogen înainte de reacție decât după. Trebuie concluzionat că pentru a forma două molecule de apă sunt necesare două molecule de hidrogen și una de oxigen. Apoi obținem următoarea schemă de reacție:

2H2 + O2 → 2H2O

Iată numărul de atomi diferiți elemente chimice la fel înainte și după reacție. Aceasta înseamnă că aceasta nu mai este doar o schemă de reacție, ci ecuația reacției. În ecuațiile de reacție, săgeata este adesea înlocuită cu un semn egal pentru a sublinia faptul că numărul de atomi ai diferitelor elemente chimice este egal:

2H2 + O2 = 2H2O

Luați în considerare această reacție:

NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

După reacție, s-a format un fosfat care conține trei atomi de sodiu. Să egalăm cantitatea de sodiu înainte de reacție:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

Cantitatea de hidrogen înainte de reacție este de șase atomi (trei în hidroxid de sodiu și trei în acid fosforic). După reacție există doar doi atomi de hidrogen. Împărțirea șase la doi dă trei. Aceasta înseamnă că trebuie să puneți numărul trei în fața apei:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

Numărul de atomi de oxigen înainte și după reacție este același, ceea ce înseamnă că nu este necesar să se facă calcule suplimentare ale coeficienților.

Clasă: 8

Prezentare pentru lecție

Înapoi Înainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Daca esti interesat această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Obiectivul lecției: ajuta elevii să dezvolte cunoștințe despre o ecuație chimică ca o notație convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice.

Sarcini:

Educațional:

• sistematizarea materialului studiat anterior;
• învață capacitatea de a compune ecuații ale reacțiilor chimice.

Educațional:

• dezvoltarea abilităților de comunicare (muncă în perechi, capacitatea de a asculta și de a auzi).

Educațional:

• dezvoltarea abilităților educaționale și organizatorice care vizează îndeplinirea sarcinii atribuite;
• dezvoltarea abilităților de gândire analitică.

Tip de lecție: combinate.

Echipament: computer, proiector multimedia, ecran, fișe de evaluare, card de reflecție, „set de simboluri chimice”, caiet cu bază imprimată, reactivi: hidroxid de sodiu, clorură de fier(III), lampă cu alcool, suport, chibrituri, hârtie Whatman, substanță chimică multicoloră simboluri.

Prezentarea lecției (Anexa 3)

Structura lecției.

eu. Moment organizatoric.
II. Actualizarea cunoștințelor și abilităților.
III. Motivația și stabilirea obiectivelor.
IV. Învățarea de materiale noi:
4.1 reacția de ardere a aluminiului în oxigen;
4.2 reacția de descompunere a hidroxidului de fier (III);
4.3 algoritm de aranjare a coeficienților;
4,4 minute de relaxare;
4.5 setați coeficienții;
V. Consolidarea cunoștințelor dobândite.
VI. Rezumarea lecției și notarea.
VII. Teme pentru acasă.
VIII. Ultimul cuvânt profesori.

Progresul lecției

Natura chimică a unei particule complexe
determinat de natura elementare
componente,
numărul lor şi
structura chimica.
D.I.Mendeleev

Profesor. Salut baieti. Aşezaţi-vă.
Vă rugăm să rețineți: aveți un caiet tipărit pe birou. (Anexa 2),în care vei lucra astăzi și o fișă de punctaj în care îți vei consemna realizările, semnează-o.

Actualizarea cunoștințelor și abilităților.

Profesor. Ne-am familiarizat cu fenomenele fizice și chimice, reacțiile chimice și semnele apariției lor. Am studiat legea conservării masei substanțelor.
Să-ți testăm cunoștințele. Vă sugerez să deschideți caietele tipărite și să finalizați sarcina 1. Aveți la dispoziție 5 minute pentru a finaliza sarcina.

Test pe tema „Fenomene fizico-chimice. Legea conservării masei substanțelor.”

1. Cum diferă reacțiile chimice de fenomenele fizice?

1. Schimbarea formei starea de agregare substante.
2. Formarea de noi substanțe.
3. Schimbarea locației.

2. Care sunt semnele unei reacții chimice?

1. Formarea precipitatelor, schimbarea culorii, degajarea gazelor.

Magnetizare, evaporare, vibrație.

Creștere și dezvoltare, mișcare, reproducere.

3. În conformitate cu ce lege se întocmesc ecuaţiile reacţiilor chimice?

1. Legea constanței compoziției materiei.
2. Legea conservării masei materiei.
3. Legea periodică.
4. Legea dinamicii.
5. Legea gravitației universale.

4. Legea conservării masei materiei a descoperit:

1. DI. Mendeleev.
2. C. Darwin.
3. M.V. Lomonosov.
4. I. Newton.
5. A.I. Butlerov.

5. O ecuație chimică se numește:

1. Notarea convențională a unei reacții chimice.

Notarea convențională a compoziției unei substanțe.

Înregistrarea condițiilor unei probleme chimice.

Profesor. Ai făcut treaba. Vă sugerez să verificați. Schimbați caietele și verificați unul pe altul. Atentie la ecran. Pentru fiecare răspuns corect - 1 punct. Introduceți numărul total de puncte pe fișele de evaluare.

Motivația și stabilirea obiectivelor.

Profesor. Folosind aceste cunoștințe, astăzi vom întocmi ecuații ale reacțiilor chimice, dezvăluind problema „Este legea conservării masei substanțelor la baza întocmirii ecuațiilor reacțiilor chimice”

Învățarea de materiale noi.

Profesor. Suntem obișnuiți să credem că o ecuație este un exemplu matematic în care există o necunoscută, iar această necunoscută trebuie calculată. Dar în ecuațiile chimice nu există de obicei nimic necunoscut: totul este pur și simplu scris în ele folosind formule: ce substanțe reacţionează și care se obţin în timpul acestei reacţii. Să vedem experiența.

(Reacția compusului de sulf și fier.) Anexa 3

Profesor. Din punct de vedere al masei substanțelor, ecuația de reacție pentru compusul fierului și sulfului se înțelege după cum urmează

Fier + sulf → sulfură de fier (II) (sarcina 2 tpo)

Dar în chimie, cuvintele sunt reflectate de semne chimice. Scrieți această ecuație folosind simboluri chimice.

Fe + S → FeS

(Un student scrie la tablă, restul în ÎPT.)

Profesor. Acum citește.
Elevii. O moleculă de fier interacționează cu o moleculă de sulf pentru a produce o moleculă de sulfură de fier (II).
Profesor.În această reacție vedem că suma materii prime egală cu cantitatea de substanţe din produsul de reacţie.
Trebuie să ne amintim întotdeauna că atunci când compunem ecuații de reacție, nici un atom nu trebuie să se piardă sau să apară în mod neașteptat. Prin urmare, uneori, după ce ați scris toate formulele din ecuația de reacție, trebuie să egalizați numărul de atomi din fiecare parte a ecuației - setați coeficienții. Să vedem un alt experiment

(Arderea aluminiului în oxigen.) Anexa 4

Profesor. Să scriem ecuația unei reacții chimice (sarcina 3 în TPO)

Al + O2 → Al +3 O -2

Pentru a scrie corect formula oxidului, rețineți că

Elevii. Oxigenul din oxizi are o stare de oxidare de -2, aluminiul este un element chimic cu o stare de oxidare constantă de +3. LCM = 6

Al + O2 → Al2O 3

Profesor. Vedem că 1 atom de aluminiu intră în reacție, se formează doi atomi de aluminiu. Intră doi atomi de oxigen, se formează trei atomi de oxigen.
Simplu și frumos, dar lipsit de respect față de legea conservării masei substanțelor - este diferit înainte și după reacție.
Prin urmare, trebuie să aranjam coeficienții în ecuația dată reacție chimică. Pentru a face acest lucru, să găsim LCM pentru oxigen.

Elevii. LCM = 6

Profesor. Punem coeficienți în fața formulelor pentru oxigen și oxid de aluminiu, astfel încât numărul de atomi de oxigen din stânga și din dreapta să fie egal cu 6.

Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

Profesor. Acum aflăm că, în urma reacției, se formează patru atomi de aluminiu. Prin urmare, în fața atomului de aluminiu din partea stângă punem un coeficient de 4

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Încă o dată, să numărăm toți atomii înainte și după reacție. Parim egal.

4Al + 3O 2 _ = 2 Al 2 O 3

Profesor. Să ne uităm la un alt exemplu

(Profesorul demonstrează un experiment privind descompunerea hidroxidului de fier (III).)

Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O

Profesor. Să aranjam coeficienții. Un atom de fier reacţionează şi se formează doi atomi de fier. Prin urmare, înainte de formula hidroxidului de fier (3) punem un coeficient de 2.

Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O

Profesor. Constatăm că în reacție intră 6 atomi de hidrogen (2x3), se formează 2 atomi de hidrogen.

Elevii. NOC =6. 6/2 = 3. Prin urmare, setăm coeficientul de 3 pentru formula apei

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Profesor. Numărăm oxigenul.

Elevii. Stânga – 2x3 =6; dreapta – 3+3 = 6

Elevii. Numărul de atomi de oxigen care au intrat în reacție este egal cu numărul de atomi de oxigen formați în timpul reacției. Poți paria în mod egal.

2Fe(OH)3 = Fe2O3 +3H2O

Profesor. Acum să rezumam tot ce s-a spus mai devreme și să ne familiarizăm cu algoritmul de aranjare a coeficienților în ecuațiile reacțiilor chimice.

1. Numărați numărul de atomi ai fiecărui element din partea dreaptă și stângă a ecuației reacției chimice.
2. Determinați ce element are un număr de atomi în schimbare și găsiți LCM.
3. Împărțiți NOC în indici pentru a obține coeficienți. Puneți-le înaintea formulelor.
4. Recalculați numărul de atomi și repetați acțiunea dacă este necesar.
5. Ultimul lucru de verificat este numărul de atomi de oxigen.

Profesor. Ai muncit din greu și probabil că ești obosit. Vă sugerez să vă relaxați, să închideți ochii și să vă amintiți câteva momente plăcute din viață. Sunt diferite pentru fiecare dintre voi. Acum deschide ochii și fă mișcări circulare cu ei, mai întâi în sensul acelor de ceasornic, apoi în sens invers acelor de ceasornic. Acum mișcați-vă ochii intens pe orizontală: dreapta - stânga și vertical: sus - jos.
Acum hai să activăm activitate mentalăși masează-ți lobii urechilor.

Profesor. Continuăm să muncim.
În caietele tipărite vom îndeplini sarcina 5. Veți lucra în perechi. Trebuie să plasați coeficienții în ecuațiile reacțiilor chimice. Ai 10 minute pentru a finaliza sarcina.

• P + CI2 →PCl 5
• Na + S → Na 2 S
• HCI + Mg →MgCl2 + H 2
• N2 + H2 →NH 3
• H2O → H2 + O 2

Profesor. Să verificăm finalizarea sarcinii ( profesorul pune întrebări și afișează răspunsurile corecte pe diapozitiv). Pentru fiecare coeficient setat corect - 1 punct.
Ai finalizat sarcina. Bine făcut!

Profesor. Acum să revenim la problema noastră.
Băieți, ce credeți, este legea conservării masei substanțelor la baza întocmirii ecuațiilor reacțiilor chimice?

Elevii. Da, în timpul lecției am demonstrat că legea conservării masei substanțelor stă la baza întocmirii ecuațiilor reacțiilor chimice.

Consolidarea cunoștințelor.

Profesor. Am studiat toate problemele principale. Acum haideți să facem un scurt test care vă va permite să vedeți cum ați stăpânit subiectul. Ar trebui să răspunzi doar „da” sau „nu”. Ai 3 minute de lucru.

Declarații.

1. În reacția Ca + Cl 2 → CaCl 2 nu sunt necesari coeficienți.(Da)
2. În reacția Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2, coeficientul pentru zinc este 2. (Nu)
3. În reacția Ca + O 2 → CaO, coeficientul pentru oxidul de calciu este 2.(Da)
4. În reacția CH 4 → C + H 2 nu sunt necesari coeficienți.(Nu)
5. În reacția CuO + H 2 → Cu + H 2 O, coeficientul pentru cupru este 2. (Nu)
6. În reacția C + O 2 → CO, un coeficient de 2 trebuie atribuit atât monoxidului de carbon (II) cât și carbonului. (Da)
7. În reacția CuCl 2 + Fe → Cu + FeCl 2 nu sunt necesari coeficienți.(Da)

Profesor. Să verificăm progresul lucrării. Pentru fiecare răspuns corect - 1 punct.

Rezumatul lecției.

Profesor. Ai făcut o treabă bună. Acum calculați numărul total de puncte obținute pentru lecție și acordați-vă o notă în funcție de evaluarea pe care o vedeți pe ecran. Dați-mi fișele dvs. de evaluare, astfel încât să vă puteți introduce nota în jurnal.

Teme pentru acasă.

Profesor. Lecția noastră s-a încheiat, timp în care am putut demonstra că legea conservării masei substanțelor stă la baza alcătuirii ecuațiilor de reacție și am învățat cum să compunem ecuații de reacție chimică. Și ca punct final, scrieți teme pentru acasă

§ 27, ex. 1 – pentru cei care au primit un rating de „3”
ex. 2 – pentru cei care au primit un rating de „4”
ex. 3 – pentru cei care au primit un rating“5”

Ultimele cuvinte de la profesor.

Profesor.Îți mulțumesc pentru lecție. Dar înainte de a pleca de la birou, fii atent la masă (profesorul arată spre o bucată de hârtie Whatman cu o imagine a unui tabel și simboluri chimice multicolore). Vedeți semne chimice de diferite culori. Fiecare culoare simbolizează starea ta de spirit.. Vă sugerez să vă creați propriul tabel de elemente chimice (va diferi de PSHE al lui D.I. Mendeleev) - un tabel cu starea de spirit a lecției. Pentru a face acest lucru, trebuie să mergeți la partitura, să luați un element chimic, în funcție de caracteristica pe care o vedeți pe ecran și să-l atașați la o celulă de masă. Voi face asta mai întâi arătându-ți cât de confortabil sunt să lucrez cu tine.

F M-am simțit confortabil la lecție, am primit răspunsuri la toate întrebările mele.

F Am atins jumătate din obiectiv la lecție.
F M-am plictisit în clasă, nu am învățat nimic nou.

Pentru a caracteriza o anumită reacție chimică, trebuie să puteți crea o înregistrare care să afișeze condițiile pentru reacția chimică, să arate ce substanțe au reacționat și care s-au format. Pentru a face acest lucru, se folosesc scheme de reacție chimică.

Diagrama reacției chimice– o înregistrare condiționată care arată ce substanțe reacționează, ce produși de reacție se formează, precum și condițiile de reacție Să luăm, ca exemplu, reacția dintre cărbune și oxigen. Sistem această reacție este scrisă după cum urmează:

C + O2 → CO2

Cărbunele reacţionează cu oxigenul formând dioxid de carbon

Carbon și oxigen- în această reacție există reactanți, iar dioxidul de carbon rezultat este produsul reacției. semnează " → " indică progresul reacției. Adesea, condițiile în care are loc reacția sunt scrise deasupra săgeții.

• Semn « t° → » indică faptul că reacția are loc atunci când este încălzită.
• Semn „R →” reprezintă presiune
• Semn „hv →”- că reacția are loc sub influența luminii. Substanțe suplimentare implicate în reacție pot fi, de asemenea, indicate deasupra săgeții.
• De exemplu, „O2 →”. Dacă o substanță gazoasă se formează ca urmare a unei reacții chimice, atunci în schema de reacție, după formula acestei substanțe, scrieți semnul „ → " Dacă în timpul reacției se formează un precipitat, acesta este indicat prin semnul „ → ».
• De exemplu, atunci când pulberea de cretă este încălzită (conține o substanță cu formula chimică CaCO3), se formează două substanțe: var nestins CaOși dioxid de carbon. Schema de reacție este scrisă după cum urmează:

СaCO3 t° → CaO + CO2

Astfel, gazul natural constă în principal din CH4 metan când este încălzit la 1500°C, se transformă în alte două gaze: hidrogen; H2 şi acetilena C2H2. Schema de reacție este scrisă după cum urmează:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Este important nu numai să poți întocmi diagrame ale reacțiilor chimice, ci și să înțelegem ce înseamnă acestea. Să luăm în considerare o altă schemă de reacție:

H2O curent electric → H2 + O2

Această schemă înseamnă că sub influență curent electric, apa se descompune în două substanțe gazoase simple: hidrogen și oxigen. Diagrama unei reacții chimice este o confirmare a legii conservării masei și arată că elementele chimice nu dispar în timpul unei reacții chimice, ci sunt doar rearanjate în noi compuși chimici.

Ecuații ale reacțiilor chimice

Conform legii conservării masei, masa inițială a produselor este întotdeauna egală cu masa reactanților rezultați. Numărul de atomi de elemente înainte și după reacție este întotdeauna același, atomii doar se rearanjează și formează noi substanțe. Să revenim la schemele de reacție înregistrate mai devreme:

СaCO3 t° → CaO + CO2

C + O2 CO2.

În aceste scheme de reacție semnul „ → " poate fi înlocuit cu semnul "=", deoarece este clar că numărul de atomi înainte și după reacții este același. Intrările vor arăta astfel:

CaCO3 = CaO + CO2

C + O2 = CO2.

Aceste înregistrări sunt numite ecuații ale reacțiilor chimice, adică acestea sunt înregistrări ale schemelor de reacție în care numărul de atomi înainte și după reacție este același.

Ecuația reacției chimice– o notație convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice, care corespunde legii conservării masei unei substanțe

Dacă ne uităm la celelalte scheme de ecuații prezentate mai devreme, putem vedea că în La prima vedere, legea conservării masei nu este valabilă în ele:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Se poate observa că în partea stângă a diagramei există un atom de carbon, iar în dreapta sunt doi. Există un număr egal de atomi de hidrogen și există patru dintre ei în partea stângă și în partea dreaptă. Să transformăm această diagramă într-o ecuație. Pentru aceasta este necesar egaliza numărul de atomi de carbon. Reacțiile chimice sunt egalizate folosind coeficienți care sunt înscriși înaintea formulelor substanțelor. Evident, pentru ca numărul de atomi de carbon să devină același în stânga și dreapta, în partea stângă a diagramei, înainte de formula metanului, este necesar să se pună coeficientul 2:

2CH4 t° → C2H2 + H2

Se poate observa că acum există un număr egal de atomi de carbon în stânga și în dreapta, câte doi. Dar acum numărul de atomi de hidrogen nu este același. În partea stângă a ecuației lor 2∙4 = 8. În partea dreaptă a ecuației sunt 4 atomi de hidrogen (doi dintre ei în molecula de acetilenă și încă doi în molecula de hidrogen). Dacă puneți un coeficient în fața acetilenei, egalitatea atomilor de carbon va fi încălcată. Să punem un factor de 3 în fața moleculei de hidrogen:

2CH4 = C2H2 + 3H2

Acum numărul de atomi de carbon și hidrogen de pe ambele părți ale ecuației este același. Legea conservării masei este îndeplinită! Să ne uităm la un alt exemplu. Schema de reactie Na + H2O → NaOH + H2 trebuie transformat într-o ecuație. În această schemă, numărul de atomi de hidrogen este diferit. Pe partea stângă sunt două, iar pe partea dreaptă - trei atomi. Să punem un factor de 2 în fața NaOH.

Na + H2O → 2NaOH + H2

Atunci vor fi patru atomi de hidrogen pe partea dreaptă, prin urmare, înainte de formula apei trebuie adăugat coeficientul 2:

Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Să egalăm numărul de atomi de sodiu:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Acum numărul tuturor atomilor înainte și după reacție este același. Astfel, putem concluziona: Pentru a transforma o diagramă de reacție chimică într-o ecuație de reacție chimică, este necesar să egalăm numărul tuturor atomilor care formează reactanții și produșii de reacție folosind coeficienți. Coeficienții sunt plasați înaintea formulelor substanțelor. Să rezumam ecuațiile reacțiilor chimice

• O diagramă de reacție chimică este o notație convențională care arată ce substanțe reacționează, ce produși de reacție se formează, precum și condițiile pentru ca reacția să aibă loc
• În schemele de reacție, sunt folosite simboluri care indică particularitățile apariției lor.
• Ecuația unei reacții chimice este o reprezentare convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice, care corespunde legii conservării masei unei substanțe
• O diagramă de reacție chimică este convertită într-o ecuație prin plasarea coeficienților în fața formulelor substanțelor

Partea I

1. Legea Lomonosov-Lavoisier – legea conservării masei substanțelor:

2. Ecuațiile reacțiilor chimice sunt notarea convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice și simboluri matematice.

3. Ecuația chimică trebuie să corespundă legii conservarea masei de substante, care se realizează prin aranjarea coeficienţilor în ecuaţia reacţiei.

4. Ce arată o ecuație chimică?
1) Ce substanțe reacţionează.
2) Ce substanțe se formează ca rezultat.
3) Raportul cantitativ al substanțelor dintr-o reacție, adică cantitățile de substanțe care reacţionează și cele rezultate într-o reacție.
4) Tip de reacție chimică.

5. Reguli de aranjare a coeficienților într-o schemă de reacție chimică folosind exemplul interacțiunii hidroxidului de bariu și acidului fosforic cu formarea fosfatului de bariu și a apei.
a) Notați schema de reacție, adică formulele substanțelor care reacţionează și rezultate:

b) începeți echilibrarea schemei de reacție cu formula sării (dacă este disponibilă). Amintiți-vă că mai mulți ioni complexi dintr-o bază sau sare sunt indicați prin paranteze, iar numărul lor este indicat prin indici din afara parantezei:

c) egalizează hidrogenul lângă ultimul:

d) egalizați ultimul oxigen - acesta este un indicator al plasării corecte a coeficienților.
Înainte de formula unei substanțe simple, se poate scrie un coeficient fracțional, după care ecuația trebuie rescrisă cu coeficienți dublați.

Partea a II-a

1. Alcătuiți ecuații de reacție, ale căror scheme sunt:

2. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice:

3. Stabiliți o corespondență între diagramă și suma coeficienților din reacția chimică.

4. Stabiliți o corespondență între materiile prime și produsele de reacție.

5. Ce arată ecuația următoarei reacții chimice:

1) Hidroxidul de cupru și acidul clorhidric au reacţionat;
2) Sarea și apa s-au format în urma reacției;
3) Coeficienți înainte de începerea substanțelor 1 și 2.

6. Folosind următoarea diagramă, creați o ecuație pentru o reacție chimică folosind dublarea coeficientului fracțional:

7. Ecuația reacției chimice:
4P+5O2=2P2O5
arată cantitatea de substanță a substanțelor și produselor inițiale, masa sau volumul acestora:
1) fosfor – 4 mol sau 124 g;
2) oxid de fosfor (V) – 2 mol, 284 g;
3) oxigen – 5 mol sau 160 l.

Chimia este știința substanțelor, a proprietăților și transformărilor lor .
Adică, dacă nu se întâmplă nimic cu substanțele din jurul nostru, atunci acest lucru nu se aplică chimiei. Dar ce înseamnă „nimic nu se întâmplă”? Dacă o furtună ne-a prins brusc pe câmp și eram cu toții udă, după cum se spune, „până la piele”, atunci aceasta nu este o transformare: la urma urmei, hainele erau uscate, dar s-au udat.

Dacă, de exemplu, luați un cui de fier, îl pileți și apoi îl asamblați pilitură de fier (Fe) , atunci nu este și aceasta o transformare: a fost un cui - a devenit pulbere. Dar dacă apoi asamblați dispozitivul și efectuați obținerea de oxigen (O 2): se încălzește permanganat de potasiu(KMpO 4)și colectați oxigenul într-o eprubetă, apoi puneți aceste pilituri de fier înroșite în ea, apoi se vor aprinde cu o flacără strălucitoare și după ardere se vor transforma într-o pulbere maro. Și aceasta este și o transformare. Deci unde este chimia? În ciuda faptului că în aceste exemple se schimbă forma (cuia de fier) ​​și starea îmbrăcămintei (uscate, umede), acestea nu sunt transformări. Cert este că unghia în sine a fost o substanță (fier) ​​și a rămas așa, în ciuda formei sale diferite, iar hainele noastre au absorbit apa din ploaie și apoi au evaporat-o în atmosferă. Apa în sine nu s-a schimbat. Deci, ce sunt transformările din punct de vedere chimic?

Din punct de vedere chimic, transformările sunt acele fenomene care sunt însoțite de o modificare a compoziției unei substanțe. Să luăm ca exemplu aceeași unghie. Nu contează ce formă a luat după ce a fost depusă, ci după piesele colectate din el pilitură de fier plasat într-o atmosferă de oxigen – s-a transformat în oxid de fier(Fe 2 O 3 ) . Deci, s-a schimbat ceva până la urmă? Da, s-a schimbat. A existat o substanță numită cui, dar sub influența oxigenului s-a format o nouă substanță - element oxid glandă. Ecuația moleculară Această transformare poate fi reprezentată prin următoarele simboluri chimice:

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)

Pentru cineva neinițiat în chimie, imediat apar întrebări. Ce este „ecuația moleculară”, ce este Fe? De ce sunt numerele „4”, „3”, „2”? Care sunt numerele mici „2” și „3” din formula Fe 2 O 3? Asta înseamnă că este timpul să rezolvi totul în ordine.

Semne ale elementelor chimice.

În ciuda faptului că chimia începe să fie studiată în clasa a VIII-a, iar unii chiar mai devreme, mulți îl cunosc pe marele chimist rus D.I. Și, desigur, faimosul său „Tabel periodic al elementelor chimice”. Altfel, mai simplu, se numește „Tabelul periodic”.

În acest tabel, elementele sunt aranjate în ordinea corespunzătoare. Până în prezent, aproximativ 120 dintre ele sunt cunoscute. Numele multor elemente ne sunt cunoscute de mult. Acestea sunt: ​​fier, aluminiu, oxigen, carbon, aur, siliciu. Anterior, folosim aceste cuvinte fără să ne gândim, identificându-le cu obiecte: un șurub de fier, un fir de aluminiu, oxigen în atmosferă, un inel de aur etc. etc. Dar, de fapt, toate aceste substanțe (șurub, sârmă, inel) constau din elementele lor corespunzătoare. Întregul paradox este că elementul nu poate fi atins sau ridicat. Cum așa? Sunt în tabelul periodic, dar nu le poți lua! Da, așa e. Un element chimic este un concept abstract (adică abstract) și este folosit în chimie, precum și în alte științe, pentru calcule, întocmirea ecuațiilor și rezolvarea de probleme. Fiecare element diferă de celălalt prin faptul că are propria sa caracteristică configuratie electronica atom. Numărul de protoni din nucleul unui atom este egal cu numărul de electroni din orbitalii săi. De exemplu, hidrogenul este elementul nr. 1. Atomul său este format din 1 proton și 1 electron. Heliul este elementul #2. Atomul său este format din 2 protoni și 2 electroni. Litiul este elementul #3. Atomul său este format din 3 protoni și 3 electroni. Darmstadtium – elementul nr. 110. Atomul său este format din 110 protoni și 110 electroni.

Fiecare element este desemnat printr-un anumit simbol, litere latine, și are o anumită lectură tradusă din latină. De exemplu, hidrogenul are simbolul "N", citit ca "hidrogeniu" sau "cenusa". Siliciul are simbolul „Si” citit ca „siliciu”. Mercur are un simbol "Hg"și se citește ca „hydrargyrum”. Și așa mai departe. Toate aceste notații pot fi găsite în orice manual de chimie de clasa a VIII-a. Principalul lucru pentru noi acum este să înțelegem asta atunci când compilăm ecuatii chimice, este necesar să se opereze cu simbolurile elementelor specificate.

Substanțe simple și complexe.

Indicarea diferitelor substanțe cu simboluri unice ale elementelor chimice (Hg Mercur, Fe fier, Cu cupru, Zn zinc, Al aluminiu) desemnăm în esență substanțe simple, adică substanțe formate din atomi de același tip (conținând același număr de protoni și neutroni într-un atom). De exemplu, dacă substanțele fier și sulf interacționează, atunci ecuația va lua următoarea formă de scriere:

Fe + S = FeS (2)

Substanțele simple includ metale (Ba, K, Na, Mg, Ag), precum și nemetale (S, P, Si, Cl 2, N 2, O 2, H 2). Mai mult, ar trebui să acorde atenție
o atenție deosebită faptului că toate metalele sunt desemnate prin simboluri unice: K, Ba, Ca, Al, V, Mg etc., iar nemetalele sunt fie simboluri simple: C, S, P, fie pot avea indici diferiți care indică structura lor moleculară: H2, CI2, O2, J2, P4, S8. În viitor acest lucru va avea o foarte mare valoare la scrierea ecuațiilor. Nu este deloc greu de ghicit că substanțele complexe sunt substanțe formate din atomi diferite tipuri, De exemplu,

1). Oxizi:
oxid de aluminiu Al2O3,

oxid de sodiu Na2O,
oxid de cupru CuO,
oxid de zinc ZnO,
oxid de titan Ti2O3,
monoxid de carbon sau monoxid de carbon (+2) CO,
oxid de sulf (+6) SO 3

2). Motive:
hidroxid de fier(+3) Fe(OH)3,
hidroxid de cupru Cu(OH)2,
hidroxid de potasiu sau potasiu alcalin KOH,
hidroxid de sodiu NaOH.

3). Acizi:
acid clorhidric HCI,
acid sulfuros H2SO3,
acid azotic HNO3

4). Săruri:
tiosulfat de sodiu Na2S2O3,
sulfat de sodiu sau Sarea lui Glauber Na2SO4,
carbonat de calciu sau calcar CaCO 3,
clorura de cupru CuCl2

5). Materia organică:
acetat de sodiu CH 3 COONa,
metan CH 4,
acetilenă C2H2,
glucoză C6H12O6

În sfârșit, după ce ne-am dat seama de structură diverse substanțe, puteți începe să compilați ecuații chimice.

Ecuația chimică.

Cuvântul „ecuație” în sine este derivat din cuvântul „egalizare”, adică. împărțiți ceva în părți egale. În matematică, ecuațiile constituie aproape însăși esența acestei științe. De exemplu, puteți da o ecuație simplă în care părțile din stânga și din dreapta vor fi egale cu „2”:

40: (9 + 11) = (50 x 2) : (80 – 30);

Și în ecuațiile chimice același principiu: părțile stânga și dreaptă ale ecuației trebuie să corespundă aceluiași număr de atomi și elemente care participă la ele. Sau, dacă este dată o ecuație ionică, atunci în ea numărul de particule trebuie să îndeplinească și această cerință. O ecuație chimică este o reprezentare convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice și simboluri matematice. O ecuație chimică reflectă în mod inerent una sau alta reacție chimică, adică procesul de interacțiune a substanțelor, în timpul căruia apar noi substanțe. De exemplu, este necesar scrie o ecuație moleculară reacţiile la care participă clorură de bariu BaCl2 și acid sulfuric H 2 SO 4. În urma acestei reacții, se formează un precipitat insolubil - sulfat de bariu BaSO 4 și acid clorhidric HCI:

BaCl2 + H2SO4 = BaS04 + 2HCl (3)

În primul rând, este necesar să înțelegem că numărul mare „2” care se află în fața substanței HCl se numește coeficient, iar numerele mici „2”, „4” sub formulele BaCl 2, H 2 SO 4, BaSO 4 se numesc indici. Atât coeficienții, cât și indicii din ecuațiile chimice acționează ca multiplicatori, nu ca sume. Pentru a scrie corect o ecuație chimică, aveți nevoie atribuiți coeficienți în ecuația de reacție. Acum să începem să numărăm atomii elementelor din partea stângă și dreaptă a ecuației. În partea stângă a ecuației: substanța BaCl 2 conține 1 atom de bariu (Ba), 2 atomi de clor (Cl). În substanța H 2 SO 4: 2 atomi de hidrogen (H), 1 atom de sulf (S) și 4 atomi de oxigen (O). În partea dreaptă a ecuației: în substanța BaSO 4 există 1 atom de bariu (Ba), 1 atom de sulf (S) și 4 atomi de oxigen (O), în substanța HCl: 1 atom de hidrogen (H) și 1 clor atom (Cl). Rezultă că în partea dreaptă a ecuației numărul de atomi de hidrogen și clor este la jumătate mai mare decât în ​​partea stângă. Prin urmare, înainte de formula HCl din partea dreaptă a ecuației, este necesar să puneți coeficientul „2”. Dacă acum adunăm numărul de atomi ale elementelor care participă la această reacție, atât în ​​stânga cât și în dreapta, obținem următorul echilibru:

În ambele părți ale ecuației, numărul de atomi ai elementelor care participă la reacție este egal, prin urmare este compus corect.

Ecuație chimică și reacții chimice

După cum am aflat deja, ecuațiile chimice sunt o reflectare a reacțiilor chimice. Reacțiile chimice sunt acele fenomene în timpul cărora are loc transformarea unei substanțe în alta. Dintre diversitatea lor, se pot distinge două tipuri principale:

1). Reacții compuse
2). Reacții de descompunere.

Majoritatea covârșitoare a reacțiilor chimice aparțin reacțiilor de adiție, deoarece modificările compoziției sale pot apărea rar cu o substanță individuală dacă nu este expusă la influențe externe (dizolvare, încălzire, expunere la lumină). Nimic nu caracterizează mai bine un fenomen sau o reacție chimică decât modificările care apar în timpul interacțiunii a două sau mai multe substanțe. Astfel de fenomene pot apărea spontan și pot fi însoțite de creșterea sau scăderea temperaturii, efecte de lumină, modificări de culoare, formarea sedimentelor, eliberarea de produse gazoase și zgomot.

Pentru claritate, prezentăm mai multe ecuații care reflectă procesele reacțiilor compuse, în timpul cărora obținem clorura de sodiu(NaCl), clorura de zinc(ZnCl2), precipitat de clorură de argint(AgCl), clorura de aluminiu(AlCl3)

Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)

CuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl = AgCl + 2KNO 3 (6)

3HCI + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O (7)

Dintre reacțiile compusului, trebuie menționate în mod special următoarele: : substituţie (5), schimb (6) și cum caz special reacții de schimb – reacție neutralizare (7).

Reacțiile de substituție includ acelea în care atomii unei substanțe simple înlocuiesc atomii unuia dintre elementele unei substanțe complexe. În exemplul (5), atomii de zinc înlocuiesc atomii de cupru din soluția de CuCl 2 , în timp ce zincul trece în sarea solubilă ZnCl 2 , iar cuprul este eliberat din soluție în stare metalică.

Reacțiile de schimb includ acele reacții în care doi substanțe complexe schimbă componentele lor. În cazul reacției (6), sărurile solubile AgNO3 și KCl, atunci când ambele soluții sunt fuzionate, formează un precipitat insolubil al sării AgCl. În același timp, își schimbă părțile constitutive - cationi si anioni. La anionii NO 3 se adaugă cationii de potasiu K+, iar la anionii Cl- se adaugă cationii de argint Ag+.

Un caz special, special al reacțiilor de schimb este reacția de neutralizare. Reacțiile de neutralizare includ acele reacții în care acizii reacționează cu bazele, ducând la formarea de sare și apă. În exemplul (7), acidul clorhidric HCI reacţionează cu baza Al(OH)3 pentru a forma sarea AlCl3 şi apă. În acest caz, cationii de aluminiu Al 3+ din bază sunt schimbați cu anioni Cl - din acid. Ce se întâmplă până la urmă neutralizarea acidului clorhidric.

Reacțiile de descompunere includ acelea în care dintr-o substanță complexă se formează două sau mai multe substanțe noi simple sau complexe, dar cu o compoziție mai simplă. Exemple de reacții includ cele în procesul cărora 1) se descompune. azotat de potasiu(KNO 3) cu formarea nitritului de potasiu (KNO 2) și oxigenului (O 2); 2). Permanganat de potasiu(KMnO 4): se formează manganat de potasiu (K 2 MnO 4), oxid de mangan(MnO2) şi oxigen (O2); 3). Carbonat de calciu sau marmură; în proces se formează carbonicgaz(CO2) și oxid de calciu(CaO)

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 = CaO + CO 2 (10)

În reacția (8), dintr-o substanță complexă se formează un complex și o substanță simplă. În reacția (9) există două complexe și una simplă. În reacția (10) există două substanțe complexe, dar mai simple ca compoziție

Toate clasele de substanțe complexe sunt supuse descompunerii:

1). Oxizi: oxid de argint 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)

2). Hidroxizi: hidroxid de fier 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)

3). Acizi: acid sulfuric H2SO4 = SO3 + H2O (13)

4). Săruri: carbonat de calciu CaCO 3 = CaO + CO 2 (14)

5). Materia organica: fermentația alcoolică a glucozei

C 6 H 12 O 6 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)

Conform unei alte clasificări, toate reacțiile chimice pot fi împărțite în două tipuri: reacțiile care eliberează căldură se numesc exotermic, și reacții care apar cu absorbția căldurii - endotermic. Criteriul pentru astfel de procese este efectul termic al reacției. De regulă, reacțiile exoterme includ reacțiile de oxidare, adică. interacțiunea cu oxigenul, de exemplu arderea metanului:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

și la reacțiile endoterme - reacții de descompunere deja menționate mai sus (11) - (15). Semnul Q de la sfârșitul ecuației indică dacă căldura este eliberată (+Q) sau absorbită (-Q) în timpul reacției:

CaCO 3 = CaO+CO 2 - Q (17)

De asemenea, puteți lua în considerare toate reacțiile chimice în funcție de tipul de modificare a gradului de oxidare a elementelor implicate în transformările lor. De exemplu, în reacția (17), elementele care participă la ea nu își schimbă stările de oxidare:

Ca +2 C +4 O 3 -2 = Ca +2 O -2 +C +4 O 2 -2 (18)

Și în reacția (16), elementele își schimbă stările de oxidare:

2Mg0 + O20 = 2Mg +20-2

Reacțiile de acest tip sunt redox . Acestea vor fi luate în considerare separat. Pentru a compune ecuații pentru reacții de acest tip, trebuie să utilizați metoda semireacției si aplica ecuația echilibrului electronic.

După ce a adus diverse tipuri reacții chimice, puteți trece la principiul compilării ecuațiilor chimice, în caz contrar, selectând coeficienții din stânga și din dreapta.

Mecanisme de alcătuire a ecuațiilor chimice.

Indiferent de tipul căruia îi aparține o reacție chimică, înregistrarea acesteia (ecuația chimică) trebuie să corespundă condiției ca numărul de atomi înainte și după reacție să fie egal.

Există ecuații (17) care nu necesită egalizare, adică. plasarea coeficienților. Dar în majoritatea cazurilor, ca în exemplele (3), (7), (15), este necesar să se întreprindă acțiuni care vizează egalizarea părților stânga și dreaptă ale ecuației. Ce principii ar trebui urmate în astfel de cazuri? Există vreun sistem de selectare a cotelor? Există, și nu numai unul. Aceste sisteme includ:

1). Selectarea coeficienților conform formulelor date.

2). Compilarea prin valenţe a substanţelor care reacţionează.

3). Compilarea prin stări de oxidare a substanţelor care reacţionează.

În primul caz, se presupune că știm formulele substanțelor care reacţionează atât înainte, cât şi după reacţie. De exemplu, având în vedere următoarea ecuație:

N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)

Se acceptă în general că până la stabilirea egalității între atomii elementelor înainte și după reacție, semnul egal (=) nu este plasat în ecuație, ci este înlocuit cu o săgeată (→). Acum să trecem la ajustarea reală. În partea stângă a ecuației sunt 2 atomi de azot (N 2) și doi atomi de oxigen (O 2), iar în partea dreaptă sunt doi atomi de azot (N 2) și trei atomi de oxigen (O 3). Nu este nevoie să-l egalizezi din punct de vedere al numărului de atomi de azot, dar din punct de vedere al oxigenului este necesar să se realizeze egalitatea, deoarece înainte de reacție erau implicați doi atomi, iar după reacție erau trei atomi. Să facem următoarea diagramă:

înainte de reacție după reacție
O 2 O 3

Să determinăm cel mai mic multiplu dintre numărul dat de atomi, acesta va fi „6”.

O 2 O 3
\ 6 /

Să împărțim acest număr din partea stângă a ecuației pentru oxigen la „2”. Obținem numărul „3” și îl punem în ecuația de rezolvat:

N2 + 3O2 →N2O3

Împărțim, de asemenea, numărul „6” pentru partea dreaptă a ecuației la „3”. Obținem numărul „2” și îl punem, de asemenea, în ecuația de rezolvat:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

Numărul de atomi de oxigen de pe ambele părți din stânga și din dreapta ecuației a devenit egal, respectiv, 6 atomi fiecare:

Dar numărul de atomi de azot de pe ambele părți ale ecuației nu va corespunde unul cu celălalt:

Cel din stânga are doi atomi, cel din dreapta patru atomi. Prin urmare, pentru a obține egalitate, este necesar să se dubleze cantitatea de azot din partea stângă a ecuației, setând coeficientul la „2”:

Astfel, se observă egalitatea în azot și, în general, ecuația ia forma:

2N 2 + 3О 2 → 2N 2 О 3

Acum, în ecuație, puteți pune un semn egal în loc de o săgeată:

2N 2 + 3О 2 = 2N 2 О 3 (20)

Să dăm un alt exemplu. Este dată următoarea ecuație de reacție:

P + Cl 2 → PCl 5

În partea stângă a ecuației există 1 atom de fosfor (P) și doi atomi de clor (Cl 2), iar în partea dreaptă există un atom de fosfor (P) și cinci atomi de oxigen (Cl 5). Nu este nevoie să-l egalizezi din punct de vedere al numărului de atomi de fosfor, dar din punct de vedere al clorului este necesar să se realizeze egalitatea, deoarece înainte de reacție erau implicați doi atomi, iar după reacție erau cinci atomi. Să facem următoarea diagramă:

înainte de reacție după reacție
CI2CI5

Să determinăm cel mai mic multiplu dintre numărul dat de atomi, acesta va fi „10”.

CI2CI5
\ 10 /

Împărțiți acest număr din partea stângă a ecuației clorului cu „2”. Să obținem numărul „5” și să îl punem în ecuația de rezolvat:

P + 5Cl 2 → PCl 5

Împărțim, de asemenea, numărul „10” pentru partea dreaptă a ecuației la „5”. Obținem numărul „2” și îl punem, de asemenea, în ecuația de rezolvat:

P + 5Cl 2 → 2РCl 5

Numărul de atomi de clor de pe ambele părți din stânga și din dreapta ecuației a devenit egal, respectiv, 10 atomi fiecare:

Dar numărul de atomi de fosfor de pe ambele părți ale ecuației nu va corespunde unul cu celălalt:

Prin urmare, pentru a obține egalitate, este necesar să se dubleze cantitatea de fosfor din partea stângă a ecuației prin stabilirea coeficientului „2”:

Astfel, se observă egalitatea pentru fosfor și, în general, ecuația ia forma:

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

La alcătuirea ecuaţiilor după valențe trebuie dat determinarea valențeiși setați valori pentru cele mai cunoscute elemente. Valence este unul dintre conceptele utilizate anterior, în prezent într-un număr de programe scolare nefolosit. Dar cu ajutorul lui este mai ușor de explicat principiile întocmirii ecuațiilor reacțiilor chimice. Valenta este inteles ca număr legături chimice, pe care unul sau altul atom îl poate forma cu altul, sau alți atomi . Valența nu are semn (+ sau -) și este indicată cu cifre romane, de obicei deasupra simbolurilor elementelor chimice, de exemplu:

De unde aceste valori? Cum să le folosiți când scrieți ecuații chimice? Valorile numerice ale valențelor elementelor coincid cu numărul lor de grup Tabel periodic elemente chimice de D.I Mendeleev (Tabelul 1).

Pentru alte elemente valori de valență pot avea alte valori, dar niciodată mai mari decât numărul grupului în care se află. Mai mult, pentru numerele de grup pare (IV și VI), valențele elementelor iau doar valori pare, iar pentru cele impare pot avea atât valori pare, cât și impare (Tabelul 2).

Desigur, există excepții de la valorile valenței pentru unele elemente, dar în fiecare caz specific aceste puncte sunt de obicei specificate. Acum să luăm în considerare principiu general compilarea ecuaţiilor chimice bazate pe valenţe date pentru anumite elemente. Mai des această metodă acceptabil în cazul întocmirii ecuaţiilor reacţiilor chimice ale unui compus substanțe simple, de exemplu, când interacționează cu oxigenul ( reactii de oxidare). Să presupunem că trebuie să afișați o reacție de oxidare aluminiu. Dar să ne amintim că metalele sunt desemnate prin atomi unici (Al), iar nemetalele în stare gazoasă sunt desemnate prin indicii „2” - (O 2). Mai întâi, să scriem schema generală de reacție:

Al + О 2 →AlО

În această etapă nu se știe încă care ortografie corectă ar trebui să fie oxid de aluminiu. Și tocmai în această etapă ne va veni în ajutor cunoașterea valențelor elementelor. Pentru aluminiu și oxigen, să le punem deasupra formulei așteptate a acestui oxid:

III II
Al O

După aceea, „cruce”-pe-„cruce” pentru aceste simboluri de elemente vom pune indicii corespunzători în partea de jos:

III II
Al2O3

Compoziția unui compus chimic Al203 determinat. Diagrama ulterioară a ecuației reacției va lua forma:

Al+ O2 →Al2O3

Tot ce rămâne este să-și egalizeze părțile din stânga și din dreapta. Să procedăm în același mod ca și în cazul alcătuirii ecuației (19). Să egalăm numărul de atomi de oxigen găsind cel mai mic multiplu:

înainte de reacție după reacție

O 2 O 3
\ 6 /

Să împărțim acest număr din partea stângă a ecuației pentru oxigen la „2”. Să obținem numărul „3” și să îl punem în ecuația care se rezolvă. Împărțim, de asemenea, numărul „6” pentru partea dreaptă a ecuației la „3”. Obținem numărul „2” și îl punem, de asemenea, în ecuația de rezolvat:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Pentru a obține egalitatea în aluminiu, este necesar să-i ajustați cantitatea din partea stângă a ecuației, setând coeficientul la „4”:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Astfel, se observă egalitatea pentru aluminiu și oxigen și, în general, ecuația va lua forma finală:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 (22)

Folosind metoda valenței, puteți prezice ce substanță se formează în timpul unei reacții chimice și cum va arăta formula acesteia. Să presupunem că compusul a reacționat cu azotul și hidrogenul cu valențele corespunzătoare III și I. Să scriem schema generală de reacție:

N2 + N2 → NH

Pentru azot și hidrogen, să punem valențele deasupra formulei așteptate a acestui compus:

Ca și înainte, „cruce”-pe-„cruce” pentru aceste simboluri de elemente, să punem mai jos indicii corespunzători:

III I
NH3

Diagrama ulterioară a ecuației reacției va lua forma:

N2 + N2 → NH3

Echivalând în modul deja cunoscut, prin cel mai mic multiplu pentru hidrogen egal cu „6”, obținem coeficienții necesari și ecuația în ansamblu:

N2 + 3H2 = 2NH3 (23)

La alcătuirea ecuaţiilor conform stări de oxidare reactanți, este necesar să ne amintim că starea de oxidare a unui anumit element este numărul de electroni acceptați sau renunțați în timpul unei reacții chimice. Starea de oxidare în compuși Practic, coincide numeric cu valorile de valență ale elementului. Dar ele diferă prin semn. De exemplu, pentru hidrogen, valența este I, iar starea de oxidare este (+1) sau (-1). Pentru oxigen, valența este II, iar starea de oxidare este -2. Pentru azot, valențele sunt I, II, III, IV, V, iar stările de oxidare sunt (-3), (+1), (+2), (+3), (+4), (+5) , etc. Stările de oxidare ale elementelor cel mai des utilizate în ecuații sunt prezentate în Tabelul 3.

În cazul reacțiilor compuse, principiul compilării ecuațiilor prin stări de oxidare este același ca și la compilarea prin valențe. De exemplu, să dăm ecuația pentru oxidarea clorului cu oxigen, în care clorul formează un compus cu o stare de oxidare de +7. Să scriem ecuația așteptată:

CI2 + O2 → ClO

Să plasăm stările de oxidare ale atomilor corespunzători peste compusul propus ClO:

Ca și în cazurile anterioare, stabilim că este necesar formula compusă va lua forma:

7 -2
CI207

Ecuația reacției va lua următoarea formă:

CI2 + O2 → CI2O7

Echivalând pentru oxigen, găsind cel mai mic multiplu între doi și șapte, egal cu „14”, stabilim în cele din urmă egalitatea:

2Cl 2 + 7O 2 = 2Cl 2 O 7 (24)

O metodă ușor diferită trebuie utilizată cu stările de oxidare atunci când se compun reacții de schimb, neutralizare și substituție. În unele cazuri, este dificil de aflat: ce compuși se formează în timpul interacțiunii substanțelor complexe?

Cum să afli: ce se va întâmpla în procesul de reacție?

Într-adevăr, de unde știi ce produse de reacție pot apărea în timpul unei anumite reacții? De exemplu, ce se formează când reacționează azotatul de bariu și sulfatul de potasiu?

Ba(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → ?

Poate BaK 2 (NO 3) 2 + SO 4? Sau Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Sau altceva? Desigur, în timpul acestei reacții se formează următorii compuși: BaS04 și KNO3. Cum se știe asta? Și cum să scrieți corect formulele substanțelor? Să începem cu ceea ce este cel mai adesea trecut cu vederea: însuși conceptul de „reacție de schimb”. Aceasta înseamnă că în aceste reacții substanțele își schimbă părțile constitutive între ele. Deoarece reacțiile de schimb se desfășoară în mare parte între baze, acizi sau săruri, părțile cu care vor fi schimbate sunt cationii metalici (Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Cr 3+), ionii H + sau OH-, anioni - resturi acide, (CI-, NO32-, SO32-, SO42-, CO32-, PO43-). ÎN vedere generală Reacția de schimb poate fi dată în următoarea notație:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Unde Kt1 și Kt2 sunt cationi metalici (1) și (2), iar An1 și An2 sunt anionii lor corespunzători (1) și (2). În acest caz, este necesar să se țină cont de faptul că în compuși înainte și după reacție, cationii sunt întotdeauna instalați pe primul loc, iar anionii sunt pe locul doi. Prin urmare, dacă reacția are loc clorura de potasiuŞi nitrat de argint, ambele în stare dizolvată

KCI + AgNO3 →

apoi în procesul său se formează substanțele KNO 3 și AgCl și ecuația corespunzătoare va lua forma:

KCl + AgNO3 =KNO3 + AgCl (26)

În timpul reacțiilor de neutralizare, protonii din acizi (H +) se vor combina cu anioni hidroxil (OH -) pentru a forma apă (H 2 O):

HCl + KOH = KCI + H2O (27)

Stările de oxidare ale cationilor metalici și încărcăturile anionilor reziduurilor acide sunt indicate în tabelul de solubilitate a substanțelor (acizi, săruri și baze în apă). Linia orizontală arată cationii metalici, iar linia verticală prezintă anionii reziduurilor acide.

Pe baza acestui fapt, atunci când se elaborează o ecuație pentru o reacție de schimb, este necesar să se stabilească mai întâi pe partea stângă stările de oxidare ale gazdelor din acest proces chimic particule. De exemplu, trebuie să scrieți o ecuație pentru interacțiunea dintre clorura de calciu și carbonatul de sodiu Să creăm diagrama inițială a acestei reacții:

CaCI + NaC03 →

Ca2+ CI - + Na + CO32- →

După ce a efectuat acțiunea deja cunoscută „încrucișare” pe „încrucișare”, determinăm formulele reale ale substanțelor inițiale:

CaCI2 + Na2CO3 →

Pe baza principiului schimbului de cationi și anioni (25), vom stabili formule preliminare pentru substanțele formate în timpul reacției:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + NaCl

Să plasăm încărcăturile corespunzătoare deasupra cationilor și anionilor lor:

Ca 2+ CO 3 2- + Na + Cl -

Formule de substanțe scris corect, în conformitate cu încărcăturile de cationi și anioni. Să creăm o ecuație completă, egalând părțile stânga și dreaptă pentru sodiu și clor:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2NaCl (28)

Ca un alt exemplu, iată ecuația pentru reacția de neutralizare dintre hidroxidul de bariu și acidul fosforic:

VaON + NPO 4 →

Să plasăm sarcinile corespunzătoare peste cationi și anioni:

Ba2+ OH- + H + PO43- →

Să determinăm formulele reale ale substanțelor inițiale:

Ba(OH)2 + H3P04 →

Pe baza principiului schimbului de cationi si anioni (25), vom stabili formule preliminare pentru substantele formate in timpul reactiei, tinand cont ca in timpul unei reactii de schimb una dintre substante trebuie sa fie in mod necesar apa:

Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 2+ PO 4 3- + H 2 O

Să determinăm notația corectă pentru formula sării formate în timpul reacției:

Ba(OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Să egalăm partea stângă a ecuației pentru bariu:

3Ba (OH) 2 + H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Deoarece în partea dreaptă a ecuației reziduul de acid ortofosforic este luat de două ori, (PO 4) 2, atunci în stânga este, de asemenea, necesar să se dubleze cantitatea acestuia:

3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + H 2 O

Rămâne să se potrivească numărul de atomi de hidrogen și oxigen din partea dreaptă a apei. Deoarece în stânga numărul total de atomi de hidrogen este 12, în dreapta trebuie să corespundă și cu doisprezece, prin urmare înainte de formula apei este necesar stabiliți coeficientul„6” (deoarece molecula de apă are deja 2 atomi de hidrogen). Pentru oxigen se observă și egalitatea: în stânga este 14 și în dreapta este 14. Deci, ecuația are forma corectă de scriere:

3Ba (OH) 2 + 2H 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O (29)

Posibilitatea de reacții chimice

Lumea este formată dintr-o mare varietate de substanțe. Numărul variantelor de reacții chimice dintre ele este de asemenea incalculabil. Dar, după ce am scris cutare sau cutare ecuație pe hârtie, putem spune că o reacție chimică îi va corespunde? Există o concepție greșită că dacă este corect stabiliți șanseleîn ecuație, atunci va fi fezabil în practică. De exemplu, dacă luăm soluție de acid sulfuricși pune-l înăuntru zinc, atunci puteți observa procesul de degajare a hidrogenului:

Zn+ H2SO4 = ZnSO4 + H2 (30)

Dar dacă cuprul este aruncat în aceeași soluție, atunci procesul de degajare a gazului nu va fi observat. Reacția nu este fezabilă.

Cu+ H2S04≠

Dacă se ia acid sulfuric concentrat, acesta va reacționa cu cuprul:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

În reacția (23) dintre gazele azot și hidrogen, observăm echilibru termodinamic, aceste. câte molecule amoniacul NH3 se formează pe unitate de timp, aceeași cantitate din ele se va descompune înapoi în azot și hidrogen. Schimbarea echilibrului chimic se poate realiza prin creșterea presiunii și scăderea temperaturii

N2 + 3H2 = 2NH3

Dacă iei soluție de hidroxid de potasiuși toarnă-l peste el soluție de sulfat de sodiu, atunci nu se vor observa modificări, reacția nu va fi fezabilă:

KOH + Na2S04≠

Soluție de clorură de sodiu când reacţionează cu brom, nu va forma brom, în ciuda faptului că această reacţie poate fi clasificată ca o reacţie de substituţie:

NaCI + Br2≠

Care sunt motivele unor astfel de discrepanțe? Ideea este că nu este suficient doar să determinați corect formule compuse, trebuie să cunoașteți specificul interacțiunii metalelor cu acizii, să utilizați cu pricepere tabelul de solubilitate a substanțelor, să cunoașteți regulile de substituție în seria de activități a metalelor și halogenilor. Acest articol subliniază doar cele mai de bază principii despre cum atribuiți coeficienți în ecuațiile de reacție, Cum scrie ecuații moleculare, Cum determina compoziția unui compus chimic.

Chimia, ca știință, este extrem de diversă și multifațetă. Articolul de mai sus reflectă doar o mică parte din procesele care au loc în lumea reală. Tipuri, ecuații termochimice, electroliză, procese de sinteză organică și multe, multe altele. Dar mai multe despre asta în articolele viitoare.

site-ul web, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.