O ecuație chimică este o înregistrare a unei reacții folosind simbolurile elementelor și formulele compușilor care iau parte la ea. Cantitățile relative de reactanți și produși, exprimate în moli, sunt indicate prin coeficienți numerici în ecuația completă (echilibrată) a reacției. Aceste rapoarte sunt uneori denumite rapoarte stoichiometrice. În prezent, există o tendință din ce în ce mai mare de a include indicații ale stării fizice a reactanților și a produselor în ecuațiile chimice. Acest lucru se face folosind următoarele denumiri: (gaz) sau înseamnă o stare gazoasă, (-lichid, ) - solid, (-soluție apoasă.

O ecuație chimică poate fi întocmită pe baza cunoștințelor stabilite experimental despre reactanții și produșii reacției studiate, precum și prin măsurarea cantităților relative ale fiecărui reactant și produs care participă la reacție.

Scrierea unei ecuații chimice

Compilarea unei ecuații chimice complete implică următorii patru pași.

etapa 1. Înregistrarea reacției în termeni verbali. De exemplu,

a 2-a etapă. Înlocuirea denumirilor verbale cu formule de reactivi și produse.

a 3-a etapă. Echilibrarea ecuației (determinarea coeficienților săi)

O astfel de ecuație se numește echilibrată sau stoechiometrică. Necesitatea echilibrării ecuației este dictată de faptul că în orice reacție trebuie îndeplinită legea conservării materiei. În legătură cu reacția pe care o considerăm ca exemplu, aceasta înseamnă că în ea nu se poate forma sau dispărea niciun atom de magneziu, carbon sau oxigen. Cu alte cuvinte, numărul de atomi ai fiecărui element din partea stângă și dreaptă a unei ecuații chimice trebuie să fie același.

a 4-a etapă. Indicarea stării fizice a fiecărui participant la reacție.

Tipuri de ecuații chimice

Luați în considerare următoarea ecuație completă:

Această ecuație descrie întregul sistem de reacție ca întreg. Cu toate acestea, reacția luată în considerare poate fi reprezentată și într-o formă simplificată folosind ecuația ionică.

Această ecuație nu include informații despre ionii sulfat care nu sunt enumerați în ea deoarece nu participă la reacția luată în considerare. Astfel de ioni se numesc ioni de observator.

Reacția dintre fier și cupru (II) este un exemplu de reacții redox (vezi cap. 10). Poate fi împărțit condiționat în două reacții, dintre care una descrie reducerea, iar cealaltă, oxidarea, care are loc simultan în reacția globală:

Aceste două ecuații sunt numite ecuații de semireacție. Ele sunt folosite în special în electrochimie pentru a descrie procesele care au loc pe electrozi (vezi cap. 10).

Interpretarea ecuațiilor chimice

Luați în considerare următoarea ecuație stoechiometrică simplă:

Poate fi interpretat în două moduri. În primul rând, conform acestei ecuații, un mol de molecule de hidrogen reacționează cu un mol de molecule de brom pentru a forma doi moli de molecule de bromură.Această interpretare a ecuației chimice este uneori numită interpretarea sa molară.

Cu toate acestea, această ecuație poate fi interpretată și în așa fel încât în ​​reacția rezultată (vezi mai jos) o moleculă de hidrogen reacţionează cu o moleculă de brom pentru a forma două molecule de bromură.O astfel de interpretare a unei ecuaţii chimice este uneori numită interpretarea ei moleculară.

Atât interpretările molare, cât și cele moleculare sunt la fel de valabile. Cu toate acestea, ar fi complet greșit să se concluzioneze, pe baza ecuației reacției luate în considerare, că o moleculă de hidrogen se ciocnește cu o moleculă de brom pentru a forma două molecule de bromură de hidrogen. în mai multe etape succesive. Totalitatea tuturor acestor etape este de obicei numită mecanism de reacție (vezi cap. 9). În exemplul nostru, reacția include următorii pași:

Astfel, reacția luată în considerare este de fapt o reacție în lanț la care participă intermediari (reactivi intermediari) numiți radicali (vezi capitolul 9). Mecanismul reacției luate în considerare include și alte etape și reacții secundare. Astfel, ecuația stoechiometrică indică doar reacția rezultată. Nu oferă informații despre mecanismul de reacție.

Calcule folosind ecuații chimice

Ecuațiile chimice sunt punctul de plecare pentru o mare varietate de calcule chimice. Aici și mai târziu în carte sunt date o serie de exemple de astfel de calcule.

Calculul masei reactanților și produselor. Știm deja că o ecuație chimică echilibrată indică cantitățile molare relative de reactanți și produși implicați într-o reacție. Aceste date cantitative permit calcularea maselor reactanților și produselor.

Calculați masa de clorură de argint formată atunci când se adaugă o cantitate în exces de soluție de clorură de sodiu la o soluție care conține 0,1 mol de argint sub formă de ioni

Prima etapă a tuturor acestor calcule este să scrieți ecuația reacției luate în considerare: I

Deoarece în reacție se folosește o cantitate în exces de ioni de clorură, se poate presupune că toți ionii prezenți în soluție sunt transformați în. Ecuația de reacție arată că dintr-un mol se obține un mol de ioni. Acest lucru vă permite să calculați masa formată după cum urmează:

Prin urmare,

Din moment ce g/mol, atunci

Determinarea concentrației soluțiilor. Calculele bazate pe ecuații stoichiometrice stau la baza analizei chimice cantitative. Ca exemplu, luați în considerare determinarea concentrației unei soluții dintr-o masă cunoscută a produsului format în reacție. Acest tip de analiză chimică cantitativă se numește analiză gravimetrică.

La soluția de azotat a fost adăugată o cantitate de soluție de iodură de potasiu, care este suficientă pentru a precipita tot plumbul sub formă de iodură.Masa iodurii rezultate a fost de 2,305 g. Volumul soluției inițiale de azotat a fost egal.

Am întâlnit deja ecuația reacției luate în considerare:

Această ecuație arată că un mol de azotat de plumb (II) este necesar pentru a produce un mol de iodură. Să determinăm cantitatea molară de iodură de plumb (II) formată în reacție. În măsura în care

O ecuație chimică poate fi numită o vizualizare a unei reacții chimice folosind semnele matematicii și formulele chimice. O astfel de acțiune este o reflectare a unui fel de reacție, în timpul căreia apar substanțe noi.

Sarcini chimice: tipuri

O ecuație chimică este o succesiune de reacții chimice. Ele se bazează pe legea conservării masei oricăror substanțe. Există doar două tipuri de reacții:

• Compuși - aceștia includ (există o înlocuire a atomilor elementelor complexe cu atomi ai reactivilor simpli), schimbul (înlocuirea componentelor a două substanțe complexe), neutralizarea (reacția acizilor cu bazele, formarea sării și a apei).
• Descompunere - formarea a două sau mai multe substanțe complexe sau simple dintr-un complex, dar compoziția lor este mai simplă.

Reacțiile chimice mai pot fi împărțite în tipuri: exoterme (apar odată cu degajarea de căldură) și endoterme (absorbția căldurii).

Această întrebare îi îngrijorează pe mulți studenți. Iată câteva sfaturi simple pentru a vă ajuta să învățați cum să rezolvați ecuații chimice:

• Dorinta de a intelege si de a stapani. Nu te poți abate de la obiectivul tău.
• Cunoștințe teoretice. Fără ele, este imposibil să compunem chiar și o formulă elementară a compusului.
• Corectitudinea scrierii unei probleme chimice - chiar și cea mai mică greșeală a afecțiunii vă va anula toate eforturile de a o rezolva.

Este de dorit ca procesul de rezolvare a ecuațiilor chimice să fie interesant pentru tine. Atunci ecuațiile chimice (cum să le rezolvi și ce puncte trebuie să reții, vom analiza în acest articol) nu vor mai fi problematice pentru tine.

Probleme care se rezolvă folosind ecuațiile reacțiilor chimice

Aceste sarcini includ:

• Aflarea masei unui component având în vedere masa altui reactiv.
• Sarcini pentru combinația „masă-aluniță”.
• Calcule pentru combinația „volum-mol”.
• Exemple folosind termenul „exces”.
• Calcule folosind reactivi, dintre care unul nu este lipsit de impurități.
• Sarcini pentru degradarea rezultatului reacției și pentru pierderile de producție.
• Probleme pentru găsirea unei formule.
• Sarcini în care reactivii sunt furnizați ca soluții.
• Sarcini care conțin amestecuri.

Fiecare dintre aceste tipuri de sarcini include mai multe subtipuri, care sunt de obicei discutate în detaliu în primele lecții de chimie școlare.

Ecuații chimice: Cum se rezolvă

Există un algoritm care vă ajută să faceți față aproape oricărei sarcini din această știință dificilă. Pentru a înțelege cum să rezolvați corect ecuațiile chimice, trebuie să urmați un anumit model:

• Când scrieți ecuația de reacție, nu uitați să setați coeficienții.
• Determinați cum să găsiți date necunoscute.
• Corectitudinea aplicării în formula selectată a proporțiilor sau utilizarea conceptului de „cantitate de substanță”.
• Acordați atenție unităților de măsură.

La sfârșit, este important să verificați sarcina. În procesul de rezolvare, ați putea face o greșeală elementară care a afectat rezultatul deciziei.

Reguli de bază pentru compilarea ecuațiilor chimice

Dacă urmați secvența corectă, atunci întrebarea ce sunt ecuațiile chimice, cum să le rezolvați, nu vă va deranja:

• Formulele substanțelor care reacționează (reactivi) sunt scrise în partea stângă a ecuației.
• Formulele substanțelor care se formează în urma reacției sunt deja scrise în partea dreaptă a ecuației.

Formularea ecuației reacției se bazează pe legea conservării masei substanțelor. Prin urmare, ambele părți ale ecuației trebuie să fie egale, adică cu același număr de atomi. Acest lucru se poate realiza dacă coeficienții sunt plasați corect în fața formulelor substanțelor.

Aranjarea coeficienților într-o ecuație chimică

Algoritmul de plasare a coeficienților este următorul:

• Numărați în partea stângă și în dreapta ecuației atomii fiecărui element.
• Determinarea numărului variabil de atomi dintr-un element. De asemenea, trebuie să găsiți N.O.K.
• Obținerea coeficienților se realizează prin împărțirea N.O.K. pentru indici. Asigurați-vă că puneți aceste numere în fața formulelor.
• Următorul pas este recalcularea numărului de atomi. Uneori devine necesar să repeți o acțiune.

Egalizarea părților unei reacții chimice are loc cu ajutorul coeficienților. Calculul indicilor se face prin valență.

Pentru compilarea și rezolvarea cu succes a ecuațiilor chimice, este necesar să se țină cont de proprietățile fizice ale materiei, cum ar fi volumul, densitatea, masa. De asemenea, trebuie să cunoașteți starea sistemului de reacție (concentrație, temperatură, presiune), să înțelegeți unitățile de măsură ale acestor mărimi.

Pentru a înțelege întrebarea ce sunt ecuațiile chimice, cum să le rezolvi, este necesar să folosim legile și conceptele de bază ale acestei științe. Pentru a calcula cu succes astfel de probleme, trebuie, de asemenea, să vă amintiți sau să stăpâniți abilitățile operațiilor matematice, să fiți capabil să efectuați acțiuni cu numere. Sperăm că, cu sfaturile noastre, îți va fi mai ușor să faci față ecuațiilor chimice.

Principalul subiect al înțelegerii în chimie îl reprezintă reacțiile dintre diferitele elemente și substanțe chimice. O mare conștientizare a validității interacțiunii substanțelor și proceselor în reacțiile chimice face posibilă gestionarea acestora și utilizarea lor în scopuri proprii. O ecuație chimică este o metodă de exprimare a unei reacții chimice, în care sunt scrise formulele substanțelor și produselor inițiale, indicatori care arată numărul de molecule ale oricărei substanțe. Reacțiile chimice sunt împărțite în reacții de conexiune, substituție, descompunere și schimb. De asemenea, printre ele este permis să se distingă redox, ionic, reversibil și ireversibil, exogen etc.

Instruire

1. Determinați ce substanțe interacționează între ele în reacția dvs. Notează-le în partea stângă a ecuației. De exemplu, luați în considerare reacția chimică dintre aluminiu și acid sulfuric. Aranjați reactivii în stânga: Al + H2SO4 Apoi puneți un semn „egal”, ca într-o ecuație matematică. În chimie, puteți găsi o săgeată îndreptată spre dreapta sau două săgeți îndreptate opus, un „semn de reversibilitate”. Ca rezultat al interacțiunii unui metal cu un acid, se formează o sare și hidrogen. Scrieți produșii de reacție după semnul egal, în dreapta.Al + H2SO4 \u003d Al2 (SO4) 3 + H2 Se obține schema de reacție.

2. Pentru a scrie o ecuație chimică, trebuie să găsiți exponenții. În partea stângă a schemei obținute anterior, acidul sulfuric conține atomi de hidrogen, sulf și oxigen în raport de 2:1:4, în partea dreaptă sunt 3 atomi de sulf și 12 atomi de oxigen în compoziția sării și 2. atomi de hidrogen din molecula de gaz H2. În partea stângă, raportul dintre aceste 3 elemente este 2:3:12.

3. Pentru a egaliza numărul de atomi de sulf și oxigen din compoziția sulfatului de aluminiu (III), puneți indicatorul 3 în partea stângă a ecuației în fața acidului. Acum sunt șase atomi de hidrogen în partea stângă. Pentru a egaliza numărul de elemente de hidrogen, puneți indicatorul 3 în fața lui, în partea dreaptă. Acum raportul atomilor din ambele părți este 2:1:6.

4. Rămâne să egalăm numărul de aluminiu. Deoarece sarea conține doi atomi de metal, puneți un 2 în fața aluminiului în partea stângă a diagramei. Ca rezultat, veți obține ecuația de reacție pentru această schemă. 2Al + 3H2SO4 \u003d Al2 (SO4) 3 + 3H2

O reacție este transformarea unei substanțe chimice în alta. Iar formula pentru a le scrie cu ajutorul simbolurilor speciale este ecuația acestei reacții. Există diferite tipuri de interacțiuni chimice, dar regula pentru scrierea formulelor lor este identică.

Vei avea nevoie

• sistem periodic de elemente chimice D.I. Mendeleev

Instruire

1. Substanțele inițiale care reacționează sunt scrise în partea stângă a ecuației. Se numesc reactivi. Înregistrarea se face cu ajutorul simbolurilor speciale care denotă orice substanță. Un semn plus este plasat între substanțele reactive.

2. În partea dreaptă a ecuației este scrisă formula uneia sau mai multor substanțe rezultate, care se numesc produse de reacție. În loc de semnul egal, este plasată o săgeată între părțile stânga și dreapta ale ecuației, care indică direcția reacției.

3. Mai târziu, scriind formulele reactanților și produșilor de reacție, trebuie să aranjați indicatorii ecuației de reacție. Acest lucru se face astfel încât, conform legii conservării masei materiei, numărul de atomi ai aceluiași element din părțile din stânga și din dreapta ecuației să rămână identic.

4. Pentru a aranja corect indicatorii, trebuie să distingeți oricare dintre substanțele care intră în reacție. Pentru a face acest lucru, se ia unul dintre elemente și se compară numărul atomilor săi din stânga și din dreapta. Dacă este diferit, atunci este necesar să găsiți un multiplu al numerelor care indică numărul de atomi ai unei substanțe date în părțile din stânga și din dreapta. După aceea, acest număr este împărțit la numărul de atomi ai substanței din partea corespunzătoare a ecuației și se obține un indicator pentru oricare dintre părțile sale.

5. Deoarece indicatorul este plasat în fața formulei și se aplică fiecărei substanțe incluse în acesta, următorul pas va fi compararea datelor obținute cu numărul unei alte substanțe care face parte din formulă. Acest lucru se realizează în același mod ca și cu primul element și ținând cont de indicatorul existent pentru fiecare formulă.

6. Ulterior, după ce toate elementele formulei au fost analizate, se efectuează o verificare finală a corespondenței părților din stânga și din dreapta. Atunci ecuația reacției poate fi considerată completă.

Videoclipuri asemănătoare

Notă!
În ecuațiile reacțiilor chimice, este imposibil să schimbați părțile din stânga și din dreapta. În caz contrar, se va dovedi o schemă a unui proces complet diferit.

Sfaturi utile
Numărul de atomi atât ai substanțelor reactive individuale, cât și ai substanțelor care alcătuiesc produsele de reacție se determină folosind sistemul periodic de elemente chimice din D.I. Mendeleev

Cât de nesurprinzătoare este natura pentru o persoană: iarna înfășoară pământul într-o plapumă înzăpezită, primăvara dezvăluie tot ce este viu, ca fulgii de floricele de porumb, vara răvășește cu o revoltă de culori, toamna dă foc plantelor cu foc roșu... Și numai dacă te gândești la asta și te uiți cu atenție, poți vedea ce stau în spatele tuturor acestor schimbări obișnuite se află procese fizice dificile și REACȚII CHIMICE. Și pentru a studia toate ființele vii, trebuie să fii capabil să rezolvi ecuații chimice. Principala cerință pentru egalizarea ecuațiilor chimice este cunoașterea legii conservării numărului de materie: 1) numărul de materie înainte de reacție este egal cu numărul de materie după reacție; 2) numărul total de substanțe înainte de reacție este egal cu numărul total de substanțe după reacție.

Instruire

1. Pentru a egaliza „exemplul” chimic trebuie să urmați câțiva pași.Notați ecuația reacții în general. Pentru aceasta, indicatorii necunoscuți din fața formulelor substanțelor sunt notați cu literele alfabetului latin (x, y, z, t etc.). Să fie necesar să se egalizeze reacția combinației de hidrogen și oxigen, în urma căreia se va obține apă. Înaintea moleculelor de hidrogen, oxigen și apă, puneți literele latine (x, y, z) - indicatori.

2. Pentru orice element, pe baza echilibrului fizic, alcătuiți ecuații matematice și obțineți un sistem de ecuații. În acest exemplu, pentru hidrogen din stânga, luați 2x, deoarece are indicele „2”, în dreapta - 2z, ceaiul are și indicele „2”, rezultă 2x=2z, otsel, x=z. Pentru oxigen, luați 2y în stânga, deoarece există un indice „2”, în dreapta - z, nu există indice pentru ceai, ceea ce înseamnă că este egal cu unul, care de obicei nu este scris. Se pare că 2y=z și z=0,5y.

Notă!
Dacă în ecuație este implicat un număr mai mare de elemente chimice, atunci sarcina nu devine mai complicată, ci crește în volum, ceea ce nu ar trebui să fie speriat.

Sfaturi utile
De asemenea, este posibilă egalizarea reacțiilor cu ajutorul teoriei probabilităților, folosind valențele elementelor chimice.

Sfat 4: Cum se compune o reacție redox

Reacțiile redox sunt reacții cu o modificare a stărilor de oxidare. Se întâmplă adesea ca substanțele inițiale să fie date și este necesar să se scrie produsele interacțiunii lor. Ocazional, aceeași substanță poate da produse finale diferite în medii diferite.

Instruire

1. În funcție nu numai de mediul de reacție, ci și de gradul de oxidare, substanța se comportă diferit. O substanță în starea sa cea mai înaltă de oxidare este invariabil un agent oxidant, iar în starea sa cea mai scăzută de oxidare este un agent reducător. Pentru a face un mediu acid, se folosește în mod tradițional acidul sulfuric (H2SO4), mai rar acidul azotic (HNO3) și acidul clorhidric (HCl). Dacă este necesar, creați un mediu alcalin, utilizați hidroxid de sodiu (NaOH) și hidroxid de potasiu (KOH). Să aruncăm o privire la câteva exemple de substanțe.

2. Ion MnO4(-1). Într-un mediu acid, se transformă în Mn (+2), o soluție incoloră. Dacă mediul este neutru, atunci se formează MnO2, se formează un precipitat maro. Într-un mediu alcalin, obținem MnO4 (+2), o soluție verde.

3. Peroxid de hidrogen (H2O2). Dacă este un agent oxidant, de ex. acceptă electroni, apoi în medii neutre și alcaline se transformă după schema: H2O2 + 2e = 2OH (-1). Într-un mediu acid, obținem: H2O2 + 2H(+1) + 2e = 2H2O.Cu condiția ca peroxidul de hidrogen să fie un agent reducător, adică. donează electroni; în mediu acid se formează O2; în mediu alcalin, O2 + H2O. Dacă H2O2 intră într-un mediu cu un agent oxidant puternic, va fi el însuși un agent reducător.

4. Ionul Cr2O7 este un agent oxidant; într-un mediu acid, se transformă în 2Cr(+3), care sunt de culoare verde. Din ionul Cr(+3) în prezența ionilor de hidroxid, i.e. într-un mediu alcalin se formează CrO4(-2) galben.

5. Să dăm un exemplu de compoziție a reacției.KI + KMnO4 + H2SO4 - În această reacție, Mn se află în cea mai mare stare de oxidare, adică este un agent oxidant, acceptând electroni. Mediul înconjurător este acid, acidul sulfuric (H2SO4) ne arată acest lucru.Agentul reducător aici este I (-1), donează electroni, crescând în același timp starea de oxidare. Notăm produșii de reacție: KI + KMnO4 + H2SO4 - MnSO4 + I2 + K2SO4 + H2O. Aranjam indicatorii folosind metoda echilibrului electronic sau metoda semireacției, obținem: 10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O.

Videoclipuri asemănătoare

Notă!
Nu uitați să adăugați indicatori la reacțiile voastre!

Reacțiile chimice sunt interacțiunile substanțelor, însoțite de o modificare a compoziției lor. Cu alte cuvinte, substanțele care intră în reacție nu corespund cu substanțele rezultate din reacție. O persoană întâlnește interacțiuni similare la fiecare oră, în fiecare minut. Procesele de ceai care au loc în corpul său (respirație, sinteza proteinelor, digestia etc.) sunt, de asemenea, reacții chimice.

Instruire

1. Orice reacție chimică trebuie scrisă corect. Una dintre cerințele principale este ca numărul de atomi ai întregului element de substanțe din partea stângă a reacției (se numesc „substanțe inițiale”) să corespundă numărului de atomi ai aceluiași element din substanțele din partea dreaptă. (se numesc „produși de reacție”). Cu alte cuvinte, înregistrarea reacției trebuie egalată.

2. Să ne uităm la un exemplu concret. Ce se întâmplă când un arzător cu gaz este aprins în bucătărie? Gazul natural reacționează cu oxigenul din aer. Această reacție de oxidare este atât de exotermă, adică însoțită de eliberarea de căldură, încât apare o flacără. Cu ajutorul căruia fie gătiți mâncare, fie încălziți mâncarea deja gătită.

3. Pentru simplitate, să presupunem că gazul natural este format dintr-unul dintre componentele sale - metan, care are formula CH4. Pentru că cum să compune și să egalizezi această reacție?

4. Când se ard combustibili care conțin carbon, adică atunci când carbonul este oxidat de oxigen, se formează dioxid de carbon. Știi formula lui: CO2. Ce se formează atunci când hidrogenul conținut în metan este oxidat cu oxigen? Cu siguranță apă sub formă de abur. Chiar și cel mai îndepărtat om de chimie își știe formula pe de rost: H2O.

5. Rezultă că notați substanțele inițiale pe partea stângă a reacției: CH4 + O2. În partea dreaptă, respectiv, vor fi produse de reacție: CO2 + H2O.

6. Înregistrarea în avans a acestei reacții chimice va fi mai departe: CH4 + O2 = CO2 + H2O.

7. Echivalați reacția de mai sus, adică atingeți regula de bază: numărul de atomi ai întregului element din părțile din stânga și din dreapta reacției chimice trebuie să fie identic.

8. Puteți vedea că numărul de atomi de carbon este același, dar numărul de atomi de oxigen și hidrogen este diferit. Există 4 atomi de hidrogen pe partea stângă și doar 2 pe partea dreaptă. Prin urmare, puneți indicatorul 2 în fața formulei apei. Obțineți: CH4 + O2 \u003d CO2 + 2H2O.

9. Atomii de carbon și hidrogen sunt egalați, acum rămâne să facem același lucru cu oxigenul. Pe partea stângă sunt 2 atomi de oxigen, iar pe dreapta 4. Punând indicatorul 2 în fața moleculei de oxigen, veți obține înregistrarea finală a reacției de oxidare a metanului: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

O ecuație de reacție este o înregistrare condiționată a unui proces chimic în care unele substanțe sunt transformate în altele cu o modificare a proprietăților. Pentru înregistrarea reacțiilor chimice, se folosesc formule ale substanțelor și abilități despre proprietățile chimice ale compușilor.

Instruire

1. Scrie formulele corect după numele lor. Să presupunem că oxidul de aluminiu Al? O?, indicele 3 din aluminiu (corespunzător stării sale de oxidare în acest compus) este pus aproape de oxigen și indicele 2 (starea de oxidare a oxigenului) lângă aluminiu. Dacă starea de oxidare este +1 sau -1, atunci indicele nu este setat. De exemplu, trebuie să scrieți formula pentru azotat de amoniu. Nitratul este reziduul acid al acidului azotic (-NOa, s.o. -1), amoniului (-NHa, s.o. +1). Deci formula pentru azotat de amoniu este NH? NU?. Ocazional, starea de oxidare este indicată în denumirea compusului. Oxid de sulf (VI) - SOa, oxid de siliciu (II) SiO. Unele substanţe (gaze) primitive sunt scrise cu indicele 2: Cl?, J?, F?, O?, H? etc.

2. Trebuie să știi ce substanțe reacţionează. Semne vizibile de reacție: degajare de gaze, metamorfoză de culoare și precipitare. Destul de des reacțiile trec fără modificări vizibile. Exemplul 1: reacția de neutralizare H?SO? + 2 NaOH? Nu? + 2 H?O Hidroxidul de sodiu reacţionează cu acidul sulfuric formând o sare solubilă de sulfat de sodiu şi apă. Ionul de sodiu este separat și combinat cu reziduul acid, înlocuind hidrogenul. Reacția se desfășoară fără semne externe. Exemplul 2: test cu iodoform С?H?OH + 4 J? + 6 NaOH?CHJ?? + 5 NaJ + HCOONa + 5 H?O Reacția se desfășoară în mai multe etape. Rezultatul final este precipitarea cristalelor galbene de iodoform (reacție bună la alcooli). Exemplul 3: Zn + K?SO? ? Reacția este de neconceput, pentru că într-o serie de solicitări metalice, zincul este mai târziu decât potasiul și nu îl poate înlocui din compuși.

3. Legea conservării masei spune că masa reactanților este egală cu masa substanțelor formate. O înregistrare competentă a unei reacții chimice este jumătate din furor. Trebuie să configurați indicatori. Începeți să egalizați cu acei compuși în formulele cărora există indici mari. K?Cr?O? + 14 HCI? 2CrCl? + 2 KCl + 3 Cl?? + 7 H?O formula sa conține cel mai mare indice (7). O astfel de acuratețe în înregistrarea reacțiilor este necesară pentru a calcula masa, volumul, concentrația, energia eliberată și alte cantități. Ai grija. Amintiți-vă în special formulele comune de acizi și baze, precum și reziduurile acide.

Sfat 7: Cum să determinați ecuațiile redox

O reacție chimică este un proces de reîncarnare a substanțelor care are loc odată cu modificarea compoziției lor. Acele substanțe care intră în reacție se numesc inițiale, iar cele care se formează în urma acestui proces se numesc produse. Se întâmplă ca, în cursul unei reacții chimice, elementele care compun substanțele inițiale își schimbă starea de oxidare. Adică, ei pot accepta electronii altor oameni și pot oferi ai lor. În ambele cazuri, taxa lor se modifică. Astfel de reacții se numesc reacții redox.

Instruire

1. Scrieți ecuația exactă pentru reacția chimică pe care o luați în considerare. Priviți ce elemente sunt incluse în compoziția substanțelor inițiale și care sunt stările de oxidare ale acestor elemente. Mai târziu, comparați aceste cifre cu stările de oxidare ale acelorași elemente din partea dreaptă a reacției.

2. Dacă starea de oxidare s-a schimbat, această reacție este redox. Dacă stările de oxidare ale tuturor elementelor au rămas aceleași, atunci nu.

3. Iată, de exemplu, reacția larg cunoscută de bună calitate pentru detectarea ionului sulfat SO4 ^2-. Esența sa este că sulfatul de bariu, care are formula BaSO4, este practic insolubil în apă. Când se formează, precipită imediat sub forma unui precipitat alb dens, greu. Scrieți o ecuație pentru o reacție similară, de exemplu, BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl.

4. Rezultă că din reacție se vede că, pe lângă precipitatul de sulfat de bariu, s-a format clorură de sodiu. Este această reacție o reacție redox? Nu, nu este, pentru că niciun element care face parte din substanțele inițiale nu și-a schimbat starea de oxidare. Atât în ​​partea stângă, cât și în partea dreaptă a ecuației chimice, bariul are o stare de oxidare de +2, clor -1, sodiu +1, sulf +6, oxigen -2.

5. Și aici este reacția Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Este redox? Elemente ale substanțelor inițiale: zinc (Zn), hidrogen (H) și clor (Cl). Vedeți care sunt stările lor de oxidare? Pentru zinc, este egal cu 0 ca în orice substanță simplă, pentru hidrogen este +1, pentru clor este -1. Și care sunt stările de oxidare ale acestor elemente din partea dreaptă a reacției? În clor, a rămas neclintit, adică egal cu -1. Dar pentru zinc a devenit egal cu +2, iar pentru hidrogen - 0 (din faptul că hidrogenul a fost eliberat sub forma unei substanțe simple - gaz). Prin urmare, această reacție este o reacție redox.

Videoclipuri asemănătoare

Ecuația canonică a unei elipse este compilată din acele considerații conform cărora suma distanțelor de la orice punct al elipsei la 2 dintre focarele sale este invariabil continuă. Fixând această valoare și deplasând punctul de-a lungul elipsei, este posibil să se determine ecuația elipsei.

Vei avea nevoie

• Foaie de hârtie, pix.

Instruire

1. Specificați două puncte fixe F1 și F2 pe plan. Fie distanța dintre puncte egală cu o valoare fixă ​​F1F2= 2s.

2. Desenați o linie dreaptă pe o bucată de hârtie, care este linia de coordonate a axei absciselor și trageți punctele F2 și F1. Aceste puncte sunt focarele elipsei. Distanța de la întregul punct de focalizare la origine trebuie să fie aceeași valoare, c.

3. Desenați axa y, formând astfel un sistem de coordonate carteziene și scrieți ecuația de bază care definește elipsa: F1M + F2M = 2a. Punctul M reprezintă punctul curent al elipsei.

4. Determinați valoarea segmentelor F1M și F2M folosind teorema lui Pitagora. Rețineți că punctul M are coordonatele curente (x, y) în raport cu originea, iar în ceea ce privește, de exemplu, punctul F1, punctul M are coordonatele (x + c, y), adică coordonata „x” capătă o deplasare . Astfel, în expresia teoremei lui Pitagora, unul dintre termeni trebuie să fie egal cu pătratul valorii (x + c), sau cu valoarea (x-c).

5. Înlocuiți expresiile pentru modulul vectorilor F1M și F2M în raportul de bază al elipsei și pătratului ambele părți ale ecuației, mutând una dintre rădăcinile pătrate în partea dreaptă a ecuației în avans și deschizând parantezele. După reducerea termenilor identici, împărțiți raportul rezultat la 4a și ridicați din nou la a doua putere.

6. Dați termeni similari și colectați termeni cu același factor al pătratului variabilei „x”. Scoateți pătratul variabilei „X”.

7. Luați pătratul unei cantități (să spunem b) ca fiind diferența dintre pătratele lui a și c și împărțiți expresia rezultată la pătratul acestei noi cantități. Astfel, ați obținut ecuația canonică a unei elipse, pe partea stângă a căreia se află suma pătratelor coordonatelor împărțite la mărimile axelor, iar în partea stângă este unul.

Sfaturi utile
Pentru a verifica îndeplinirea sarcinii, puteți folosi legea conservării masei.

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 ne-am udat cu toții, așa 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, procesați-l cu o pila și apoi asamblați pilitură de fier (Fe) , atunci și aceasta nu este o transformare: a fost un cui - a devenit pulbere. Dar dacă după aceea să asamblați dispozitivul și să țineți obținerea de oxigen (O 2): a se încălzi permanganat de potasiu(KMpo 4)și colectați oxigenul într-o eprubetă, apoi puneți aceste pilituri de fier înroșite „în roșu” 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 (uscat, umed), acestea nu sunt transformări. Cert este că unghia în sine, deoarece era o substanță (fier), a rămas așa, în ciuda formei sale diferite, iar hainele noastre au absorbit apa de ploaie, apoi s-a evaporat în atmosferă. Apa în sine nu s-a schimbat. Deci, ce sunt transformările în termeni de chimie?

Din punct de vedere al chimiei, transformările sunt astfel de 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 ce a fost colectată de pe 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 cu adevărat? Da, are. A existat o substanță pentru unghii, dar sub influența oxigenului s-a format o nouă substanță - element oxid glandă. ecuație moleculară această transformare poate fi reprezentată prin următoarele simboluri chimice:

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

Pentru o persoană neinițiată în chimie, apar imediat 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? Aceasta înseamnă că a sosit momentul să rezolvăm lucrurile în ordine.

Semne ale elementelor chimice.

În ciuda faptului că încep să studieze chimia în clasa a VIII-a, iar unii chiar mai devreme, mulți oameni îl cunosc pe marele chimist rus D. I. Mendeleev. Și, bineînțeles, celebrul său „Tabel periodic al elementelor chimice”. Altfel, mai simplu, se numește „Masa lui Mendeleev”.

În acest tabel, în ordinea corespunzătoare, sunt localizate elementele. Până în prezent, sunt cunoscute aproximativ 120. Numele multor elemente ne sunt cunoscute de mult timp. Acestea sunt: ​​fier, aluminiu, oxigen, carbon, aur, siliciu. Anterior, am folosit aceste cuvinte fără ezitare, identificându-le cu obiecte: un șurub de fier, sârmă de aluminiu, oxigen în atmosferă, un inel de aur etc. etc. Dar, de fapt, toate aceste substanțe (șurub, sârmă, inel) constau din elementele lor respective. Întregul paradox este că elementul nu poate fi atins, preluat. Cum așa? Sunt în tabelul periodic, dar nu le poți lua! Da exact. Un element chimic este un concept abstract (adică abstract) și este folosit în chimie, totuși, ca și în alte științe, pentru calcule, compilarea ecuațiilor și rezolvarea de probleme. Fiecare element diferă de celălalt prin faptul că se caracterizează prin propriile sale configurația electronică a unui atom. Numărul de protoni din nucleul unui atom este egal cu numărul de electroni din orbitalii săi. De exemplu, hidrogenul este elementul #1. Atomul său este format din 1 proton și 1 electron. Heliul este elementul numărul 2. Atomul său este format din 2 protoni și 2 electroni. Litiul este elementul numărul 3. Atomul său este format din 3 protoni și 3 electroni. Darmstadtium - elementul numărul 110. Atomul său este format din 110 protoni și 110 electroni.

Fiecare element este notat printr-un anumit simbol, litere latine, și are o anumită lectură în traducere 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”. etc. Toate aceste desemnări pot fi găsite în orice manual de chimie pentru clasa a VIII-a. Pentru noi acum, principalul lucru este să înțelegem că atunci când compilăm ecuații chimice, este necesar să operam cu simbolurile indicate ale elementelor.

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 de fier și sulf interacționează, atunci ecuația va lua următoarea formă:

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). Și ar trebui să fii atent
o atenție deosebită faptului că toate metalele sunt indicate prin simboluri unice: K, Ba, Ca, Al, V, Mg etc., iar nemetale - fie prin simboluri simple: C, S, P sau pot avea indici diferiți care indicaţi structura lor moleculară: H2, Cl2, O2, J2, P4, S8. În viitor, acest lucru va fi de mare importanță în formularea ecuațiilor. Nu este deloc dificil de ghicit că substanțele complexe sunt substanțe formate din atomi de diferite tipuri, de exemplu,

unu). 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 alcali de potasiu KOH,
hidroxid de sodiu NaOH.

3). Acizi:
acid clorhidric acid clorhidric
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 CuCl 2

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

În cele din urmă, după ce am clarificat structura diferitelor substanțe, putem începe să scriem ecuații chimice.

Ecuație chimică.

Cuvântul „ecuație” în sine este derivat din cuvântul „egalizare”, adică. împărțiți ceva în părți egale. În matematică, ecuațiile sunt aproape însăși esența acestei științe. De exemplu, puteți da o astfel de 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 dreapta ale ecuației trebuie să corespundă aceluiași număr de atomi, elementele care participă la ei. Sau, dacă este dată o ecuație ionică, atunci în ea numărul de particule trebuie să îndeplinească și această cerință. O ecuație chimică este o înregistrare condiționată a unei reacții chimice folosind formule chimice și semne matematice. O ecuație chimică reflectă în mod inerent o anumită reacție chimică, adică procesul de interacțiune a substanțelor, în timpul căruia apar noi substanțe. De exemplu, este necesar scrie o ecuație moleculară reacții care iau parte 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 Acid clorhidric:

ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)

În primul rând, este necesar să înțelegem că numărul mare „2” în fața substanței HCl se numește coeficient, iar numerele mici „2”, „4” sub formulele ВаСl 2, H 2 SO 4 , BaSO 4 se numesc indici. Atât coeficienții, cât și indicii din ecuațiile chimice joacă rolul de factori, nu de termeni. Pentru a scrie corect o ecuație chimică, este necesar aranjați coeficienții 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 atom de clor (Cl). De unde rezultă că în partea dreaptă a ecuației numărul de atomi de hidrogen și clor este jumătate față de cel din partea stângă. Prin urmare, înainte de formula HCl din partea dreaptă a ecuației, este necesar să se pună coeficientul „2”. Dacă acum adăugăm numărul de atomi ai elementelor implicate în 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, de aceea este corect.

Ecuație chimică și reacții chimice

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

unu). Reacții de conexiune
2). reacții de descompunere.

Marea majoritate a reacțiilor chimice aparțin reacțiilor de adiție, deoarece modificările compoziției sale pot apărea rar cu o singură substanță dacă nu este supusă unor influențe externe (dizolvare, încălzire, lumină). Nimic nu caracterizează un fenomen chimic, sau o reacție, la fel de mult ca schimbările care apar atunci când două sau mai multe substanțe interacționează. Astfel de fenomene pot apărea spontan și pot fi însoțite de creșterea sau scăderea temperaturii, efecte de lumină, schimbare de culoare, sedimentare, eliberare de produse gazoase, zgomot.

Pentru claritate, prezentăm mai multe ecuații care reflectă procesele reacțiilor compuse, în timpul cărora obținem clorura de sodiu(NaCl), clorura de zinc(ZnCl 2), precipitat de clorură de argint(AgCl), clorura de aluminiu(AlCl 3)

Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)

CuCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + Cu (5)

AgNO 3 + KCl \u003d AgCl + 2KNO 3 (6)

3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3H 2 O (7)

Dintre reacțiile compusului, trebuie remarcate în special următoarele : substituţie (5), schimb valutar (6), iar ca caz special al reacției de schimb, reacția 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 de ZnCl 2 , iar cuprul este eliberat din soluție în stare metalică.

Reacțiile de schimb sunt acele reacții în care două substanțe complexe își schimbă constituenții. În cazul reacției (6), sărurile solubile ale AgNO3 și KCl, atunci când ambele soluții sunt drenate, formează un precipitat insolubil al sării AgCl. În același timp, își schimbă părțile constitutive - cationi si anioni. Cationii de potasiu K+ sunt atașați de anioni NO 3, iar cationii de argint Ag + - de anionii de Cl -.

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

Reacțiile de descompunere includ acelea în care dintr-una complexă se formează două sau mai multe substanțe noi simple sau complexe, dar de o compoziție mai simplă. Ca reacții, se pot cita pe cele în procesul cărora 1) se descompun. azotat de potasiu(KNO 3) cu formarea de nitrit de potasiu (KNO 2) și oxigen (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(CO 2) și oxid de calciu(Cao)

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 \u003d 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 suferă descompunere:

unu). 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 H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (13)

4). Săruri: carbonat de calciu CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)

5). materie organică: fermentarea alcoolică a glucozei

C 6 H 12 O 6 \u003d 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)

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

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)

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

CaCO 3 \u003d 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 \u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)

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

2Mg 0 + O 2 0 \u003d 2Mg +2 O -2

Aceste tipuri de reacții sunt redox . Acestea vor fi luate în considerare separat. Pentru a formula ecuații pentru reacții de acest tip, este necesar să se utilizeze metoda semireacției si aplica ecuația echilibrului electronic.

După ce ați adus diferitele tipuri de reacții chimice, puteți trece la principiul compilării ecuațiilor chimice, cu alte cuvinte, selectarea coeficienților în părțile din stânga și din dreapta lor.

Mecanisme de compilare a ecuațiilor chimice.

Indiferent de tipul căruia îi aparține cutare sau cutare reacție chimică, înregistrarea ei (ecuația chimică) trebuie să corespundă condiției de egalitate a numărului de atomi înainte de reacție și după reacție.

Există ecuații (17) care nu necesită ajustare, adică. plasarea coeficienților. Dar în cele mai multe cazuri, ca în exemplele (3), (7), (15), este necesar să se întreprindă acțiuni care vizează egalizarea părților din stânga și dreapta ale ecuației. Ce principii ar trebui urmate în astfel de cazuri? Există vreun sistem de selecție a coeficienților? Există, și nu unul. Aceste sisteme includ:

unu). Selectarea coeficienților conform formulelor date.

2). Compilare în funcție de valențele reactanților.

3). Compilare în funcție de stările de oxidare ale reactanților.

În primul caz, se presupune că știm formulele reactanților atât înainte, cât și după reacție. 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 dintre atomii elementelor înainte și după reacție, semnul egal (=) nu se pune în ecuație, ci este înlocuit cu o săgeată (→). Acum să trecem la echilibrarea 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 necesar să-l egalizezi prin numărul de atomi de azot, dar prin oxigen este necesar să se obțină egalitatea, deoarece doi atomi au participat înainte de reacție, iar după reacție au fost trei atomi. Să facem următoarea diagramă:

înainte de reacție după reacție
O 2 O 3

Să definim cel mai mic multiplu dintre numerele date de atomi, acesta va fi „6”.

O 2 O 3
\ 6 /

Împărțiți acest număr din partea stângă a ecuației oxigenului cu „2”. Obținem numărul „3”, îl punem în ecuația de rezolvat:

N2 + 3O2 →N2O3

Împărțim, de asemenea, numărul „6” pentru partea dreaptă a ecuației la „3”. Obținem numărul „2”, doar puneți-l în ecuația de rezolvat:

N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

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

Dar numărul de atomi de azot din ambele părți ale ecuației nu se va potrivi:

Pe partea stângă sunt doi atomi, pe partea dreaptă sunt patru atomi. Prin urmare, pentru a obține egalitate, este necesar să se dubleze cantitatea de azot din partea stângă a ecuației, punând coeficientul „2”:

Astfel, se observă egalitatea pentru azot și, în general, ecuația va lua forma:

2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3

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

2N 2 + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3 (20)

Să luăm 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 necesar să se egalizeze cu numărul de atomi de fosfor, dar pentru clor este necesar să se obțină egalitate, deoarece doi atomi au participat înainte de reacție, iar după reacție au fost cinci atomi. Să facem următoarea diagramă:

înainte de reacție după reacție
CI2CI5

Să definim cel mai mic multiplu dintre numerele date de atomi, acesta va fi „10”.

CI2CI5
\ 10 /

Împărțiți acest număr din partea stângă a ecuației pentru clor la „2”. Obținem numărul „5”, îl punem în ecuația de rezolvat:

Р + 5Cl 2 → РCl 5

Împărțim, de asemenea, numărul „10” pentru partea dreaptă a ecuației la „5”. Obținem numărul „2”, doar puneți-l în ecuația de rezolvat:

Р + 5Cl 2 → 2РCl 5

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

Dar numărul de atomi de fosfor din ambele părți ale ecuației nu se va potrivi:

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

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

2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)

Când scrieți ecuații prin valență trebuie dat definiția valențeiși setați valori pentru cele mai cunoscute elemente. Valenta este unul dintre conceptele folosite anterior, nefolosit in prezent intr-o serie de programe scolare. Dar cu ajutorul lui este mai ușor să explici principiile compilării ecuațiilor reacțiilor chimice. Prin valență se înțelege numărul de legături chimice pe care le poate forma un atom cu altul sau cu alți atomi . Valenta nu are semn (+ sau -) si este indicata cu cifre romane, de obicei deasupra simbolurilor elementelor chimice, de exemplu:

De unde aceste valori? Cum să le aplici în pregătirea ecuațiilor chimice? Valorile numerice ale valențelor elementelor coincid cu numărul lor de grup al sistemului periodic de elemente chimice al lui D. I. Mendeleev (Tabelul 1).

Pentru alte elemente valorile de valență pot avea alte valori, dar niciodată mai mari decât numărul grupului în care se află. Mai mult, pentru numerele pare de grupuri (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 principiul general de compilare a ecuațiilor chimice pentru valențe date pentru anumite elemente. Cel mai adesea, această metodă este acceptabilă în cazul compilării ecuațiilor pentru reacții chimice de combinare a substanțelor simple, de exemplu, atunci când interacționează cu oxigenul ( reactii de oxidare). Să presupunem că doriți să afișați reacția de oxidare aluminiu. Dar amintiți-vă că metalele sunt notate cu atomi unici (Al) și nemetale care sunt în stare gazoasă - cu indici "2" - (O 2). Mai întâi, scriem schema generală a reacției:

Al + O2 → AlO

În această etapă, nu se știe încă care ar trebui să fie ortografia corectă pentru alumină. Și tocmai în această etapă ne va veni în ajutor cunoașterea valențelor elementelor. Pentru aluminiu și oxigen, le-am pus deasupra formulei propuse pentru acest oxid:

III II
Al O

După aceea, „cruce”-pe-„cruce” aceste simboluri ale elementelor vor pune indicii corespunzători de mai jos:

III II
Al2O3

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

Al + O 2 → Al 2 O 3

Rămâne doar să egalezi părțile din stânga și din dreapta ale acestuia. Procedăm în același mod ca și în cazul formulării ecuației (19). Egalăm numărul de atomi de oxigen, apelând la găsirea celui mai mic multiplu:

înainte de reacție după reacție

O 2 O 3
\ 6 /

Împărțiți acest număr din partea stângă a ecuației oxigenului cu „2”. Obținem numărul „3”, îl punem în ecuația de rezolvat. Împărțim, de asemenea, numărul „6” pentru partea dreaptă a ecuației la „3”. Obținem numărul „2”, doar puneți-l în ecuația de rezolvat:

Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Pentru a obține egalitatea pentru aluminiu, este necesar să ajustați cantitatea acestuia în partea stângă a ecuației prin stabilirea coeficientului „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 \u003d 2Al 2 O 3 (22)

Folosind metoda valenței, este posibil să se prezică ce substanță se formează în cursul unei reacții chimice, cum va arăta formula sa. Să presupunem că azotul și hidrogenul cu valențele corespunzătoare III și I au intrat în reacția compusului.Să scriem schema generală de reacție:

N2 + H2 → NH

Pentru azot și hidrogen, punem valențele peste formula propusă a acestui compus:

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

III I
NH 3

Schema ulterioară a ecuației reacției va lua forma:

N2 + H2 → NH3

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

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 (23)

La compilarea ecuaţiilor pentru stări de oxidare substanţelor care reacţionează, trebuie amintit că gradul de oxidare al unui element este numărul de electroni primiţi sau cedaţi în procesul unei reacţii chimice. Starea de oxidare în compuși practic, coincide numeric cu valorile valențelor 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 frecvent utilizate în ecuații sunt prezentate în Tabelul 3.

În cazul reacțiilor compuse, principiul compilării ecuațiilor din punct de vedere al stărilor de oxidare este același cu cel al compilarii din punct de vedere al valențelor. De exemplu, să dăm ecuația reacției pentru oxidarea clorului cu oxigen, în care clorul formează un compus cu o stare de oxidare de +7. Să scriem ecuația propusă:

Cl 2 + O 2 → ClO

Punem stările de oxidare ale atomilor corespunzători peste compusul ClO propus:

Ca si in cazurile anterioare, stabilim ca dorita formula compusă va lua forma:

7 -2
CI207

Ecuația reacției va lua următoarea formă:

Cl 2 + O 2 → CI 2 O 7

Egalând pentru oxigen, găsind cel mai mic multiplu între doi și șapte, egal cu „14”, stabilim în sfârșit egalitatea:

2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (24)

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

De unde știi ce se întâmplă într-o reacție?

Într-adevăr, de unde știi: ce produse de reacție pot apărea în cursul 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 VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4? Sau Ba + NO 3 SO 4 + K 2? Sau altceva? Desigur, în timpul acestei reacții se formează compuși: BaSO4 și KNO3. Și cum se știe asta? Și cum se scrie 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 se schimbă între ele în părțile constitutive. Deoarece reacțiile de schimb se desfășoară în mare parte între baze, acizi sau săruri, părțile cu care se vor schimba 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 general, reacția de schimb poate fi dată în următoarea notație:

Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)

Unde Kt1 și Kt2 sunt cationii metalici (1) și (2), iar An1 și An2 sunt anionii (1) și (2) corespunzători acestora. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că în compuși înainte și după reacție, cationii sunt stabiliți întotdeauna în primul rând, iar anionii în al doilea. Prin urmare, dacă reacționează clorura de potasiuși nitrat de argint, ambele in solutie

KCI + AgNO3 →

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

KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl (26)

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

HCl + KOH \u003d KCl + H 2O (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). Cationii metalici sunt prezentați pe orizontală, iar anionii reziduurilor acide sunt afișați pe verticală.

Pe baza acestui fapt, la compilarea ecuației reacției de schimb, este necesar mai întâi să se stabilească stările de oxidare ale particulelor primite în acest proces chimic pe partea stângă. De exemplu, trebuie să scrieți o ecuație pentru interacțiunea dintre clorura de calciu și carbonatul de sodiu. Să întocmim schema inițială pentru această reacție:

CaCI + NaC03 →

Ca2+ CI - + Na + CO32- →

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

CaCI2 + Na2CO3 →

Pe baza principiului schimbului de cationi și anioni (25), stabilim formulele preliminare ale substanțelor formate în timpul reacției:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + NaCl

Punem sarcinile corespunzătoare peste cationii și anionii lor:

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

Formule de substanțe sunt scrise corect, în conformitate cu încărcăturile de cationi și anioni. Să facem o ecuație completă echivalând părțile din stânga și din dreapta ale acesteia în termeni de sodiu și clor:

CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl (28)

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

VaON + NPO 4 →

Punem sarcinile corespunzătoare peste cationi și anioni:

Ba 2+ OH - + H + RO 4 3- →

Să definim formulele reale ale substanțelor inițiale:

Va (OH) 2 + H 3 RO 4 →

Pe baza principiului schimbului de cationi si anioni (25), stabilim formulele preliminare ale substantelor formate in timpul reactiei, tinand cont ca in reactia de schimb una dintre substante trebuie sa fie in mod necesar apa:

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

Să determinăm înregistrarea corectă a formulei sării formate în timpul reacției:

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

Echivalează partea stângă a ecuației pentru bariu:

3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

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

3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O

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

3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)

Posibilitatea de reacții chimice

Lumea este alcătuită dintr-o mare varietate de substanțe. Numărul variantelor de reacții chimice dintre ele este de asemenea incalculabil. Dar putem noi, după ce am scris cutare sau cutare ecuație pe hârtie, să afirmăm că o reacție chimică îi va corespunde? Există o concepție greșită că dacă dreptul aranja coteîn ecuație, atunci va fi fezabil în practică. De exemplu, dacă luăm soluție de acid sulfuricși aruncă în ea zinc, atunci putem observa procesul de degajare a hidrogenului:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 (30)

Dar dacă cuprul este coborât 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 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)

În reacția (23) între gazele de azot și hidrogen, echilibru termodinamic, acestea. câte molecule amoniacul NH3 se formează pe unitatea de timp, același număr dintre ei se va descompune înapoi în azot și hidrogen. Schimbarea echilibrului chimic se poate realiza prin creșterea presiunii și scăderea temperaturii

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

Dacă iei soluție de hidroxid de potasiu si toarna pe ea soluție de sulfat de sodiu, atunci nu se vor observa modificări, reacția nu va fi fezabilă:

KOH + Na2S04≠

Soluție de clorură de sodiu atunci când interacționează cu brom, acesta nu va forma brom, în ciuda faptului că această reacție poate fi atribuită unei reacții de substituție:

NaCI + Br2≠

Care sunt motivele unor astfel de discrepanțe? Faptul este că nu este suficient să definiți 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 activității metalelor și halogenilor. Acest articol subliniază doar cele mai de bază principii despre cum aranjați coeficienții în ecuațiile de reacție, la fel de scrie ecuații moleculare, la fel de determina compoziția unui compus chimic.

Chimia, ca știință, este extrem de diversă și multifațetă. Acest articol 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.

blog.site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.

Pentru a caracteriza o anumită reacție chimică, este necesar să se poată face o înregistrare care să afișeze condițiile de desfășurare a unei reacții chimice, să arate ce substanțe au reacționat și care s-au format. Pentru aceasta, se folosesc scheme de reacții chimice.

Schema unei reacții chimice- o înregistrare condiționată care arată ce substanțe intră în reacție, ce produși de reacție se formează, precum și condițiile pentru ca reacția să aibă loc. Luați în considerare, ca exemplu, reacția interacțiunii cărbunelui și oxigenului. 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, reactivii, iar dioxidul de carbon rezultat este produsul reacției. Semn " → ” denotă progresul reacției. Adesea, condițiile în care are loc reacția sunt scrise deasupra săgeții.

• Semn « t° → »înseamnă că reacția are loc atunci când este încălzită.
• Semn „R →” reprezintă presiune
• Semn «hv→»- că reacția se desfășoară sub influența luminii. De asemenea, deasupra săgeții pot indica substanțe suplimentare implicate în reacție.
• De exemplu, „O2 →”. Dacă o substanță gazoasă se formează ca urmare a unei reacții chimice, atunci în schema de reacție, după formula acestei substanțe, semnul „ → ". Dacă se formează un precipitat în timpul reacției, 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

Deci, gazul natural, constă în principal din metan CH4, 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 scheme ale reacțiilor chimice, ci și să înțelegem ce înseamnă acestea. Luați în considerare o altă schemă de reacție:

H2O curent electric → H2 + O2

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

Ecuații ale reacțiilor chimice

Conform legii conservării masei, masa inițială a produselor este întotdeauna egală cu masa reactivilor obținuți. 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 scrise 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:

СaCO3 = CaO + CO2

C + O2 = CO2.

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

ecuația reacției chimice- înregistrarea condiționată a unei reacții chimice prin intermediul formulelor chimice, care corespunde legii de conservare a masei unei substanțe

Dacă luăm în considerare celelalte scheme de ecuații prezentate mai devreme, putem vedea că mai departe La prima vedere, legea conservării masei nu este îndeplinită în ele:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Se poate observa că în partea stângă a diagramei, există un atom de carbon, iar în partea dreaptă sunt doi. Atomii de hidrogen sunt împărțiți în mod egal și sunt patru dintre ei în părțile din stânga și din dreapta. Să transformăm această diagramă într-o ecuație. Pentru aceasta este necesar egaliza numarul de atomi de carbon. Egalizați reacțiile chimice folosind coeficienți care sunt înscriși în fața formulelor substanțelor. Evident, pentru ca numărul de atomi de carbon să devină același în stânga și în 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 atomii de carbon din stânga și din dreapta sunt acum împărțiți în mod egal, câte doi. Dar acum numărul de atomi de hidrogen nu este același. În partea stângă a ecuației lor 2∙4 = 8. Există 4 atomi de hidrogen în partea dreaptă a ecuației (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. Punem un coeficient 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 luăm în considerare un alt exemplu. schema de reactie Na + H2O → NaOH + H2 trebuie convertit într-o ecuație. În această schemă, numărul de atomi de hidrogen este diferit. Sunt două în stânga și două în dreapta trei atomi. Puneți un factor de 2 înainte 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 schemă de reacție chimică într-o ecuație a unei reacții chimice, este necesară egalizarea numărului tuturor atomilor care alcătuiesc reactanții și produșii de reacție folosind coeficienți. Coeficienții sunt plasați înaintea formulelor substanțelor. Să rezumăm despre ecuațiile reacțiilor chimice

• O schemă de reacție chimică este o înregistrare condiționată care arată ce substanțe reacționează, ce produși de reacție se formează, precum și condițiile în care se poate produce reacția.
• Schemele de reacție folosesc simboluri care indică caracteristicile cursului lor.
• Ecuația unei reacții chimice este o înregistrare condiționată a unei reacții chimice prin intermediul formulelor chimice, care corespunde legii de conservare a masei unei substanțe
• Schema unei reacții chimice este transformată într-o ecuație prin plasarea coeficienților în fața formulelor substanțelor