СХЕМА ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ. РІВНЯННЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Тема 2 КИСЕНЬ

& 24. СХЕМА ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ. РІВНЯННЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Вивчення параграфа допоможе вам:

· пояснювати суть рівнянь хімічних реакцій;

· розрізняти схему і рівняння хімічної реакції, коефіцієнти й індекси;

· у рівняннях хімічних реакцій розрізняти реагенти і продукти реакцій;

· писати рівняння хімічних реакцій з дотриманням закону збереження маси речовин

До цього часу ми з вами описували хімічні явища словами. Це робити досить незручно, оскільки доводиться виголошувати чи занотовувати

чимало слів. З уведенням у хімії поняття рівняння хімічної реакції з’явилась можливість передавати перебіг хімічних явищ одним компактним записом, що складається не із слів, а з хімічних формул речовин та математичних знаків “->” чи “=”. З’ясуємо це на прикладах.

СХЕМИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ. Одним із металів, що прожарював М. В. Ломоносов у запаяній реторті, був цинк Zn. Між металом та киснем О2 повітря відбувалася хімічна реакція, в результаті якої утворювалася складна речовина цинк оксид ZnO. Як бачимо, словесний опис цього хімічного явища складається майже із 30 слів. Замінимо його хімічними

формулами речовин, використаємо математичний знак “+” та стрілку “->”і запишемотаку схему хімічної реакції:

У наведеній схемі стрілка відділяє формули речовин, взятих для проведення цієї реакції (до них застосовують назву “реагенти”), від утвореної речовини, що зветься продукт реакції. У різних реакціях можуть брати участь один або кілька реагентів та утворюватись один чи кілька продуктів реакції.

Скільки реагентів та продуктів позначено у наведеній схемі? До простих чи складних речовин, вони належать?

Згідно із законом збереження маси речовин кількість атомів кожного елемента у хімічній реакції залишається незмінною. Перевіримо, наскільки це відображає записана схема хімічної реакції:

Zn + О2 -> ZnO

Як бачимо, до реакції записами Zn та О2 у схемі позначено 1 атом Цинку й 2 атоми Оксигену. Після реакції запис ZnO передає позначення 1 атома Цинку й 1 атома Оксигену. Виходить, що другий атом Оксигену “зник”? Але ж згідно із законом збереження маси речовин у хімічних реакціях атоми не зникають безслідно і не утворюються з нічого, а маса речовин до реакції дорівнює масі речовин після реакції! Така невідповідність у записах схем усувається складанням рівнянь хімічних реакцій.

РІВНЯННЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ. Як і в схемі, у рівняннях хімічних реакцій застосовують ті ж самі позначення, розрізняють формули реагентів та продуктів реакції, але між НИМИ ставлять не стрілку, а знак дорівнює “=”.

Хімічне рівняння – це умовний запис хімічної реакції (хімічного явища) за допомогою хімічних формул, коефіцієнтів і знаків <+” та “=”. Знак “=” вказує на те, що кількість атомів кожного хімічного елемента у лівій та правій частині хімічного рівняння однакова.

Щоб досягти цього, хімічне рівняння треба врівняти. Роблять це за допомогою виставляння коефіцієнтів.

Коефіцієнтами у рівнянні хімічної реакції називають арабські цифри, записані перед хімічною формулою речовини (в жодному разі не всередині неї між символами двох елементів!). Коефіцієнти записують в один рядок з формулою й вони мають однакові розміри з нею, наприклад: 2Н2, 3NaOH.

Скористаємося наведеним правилом і перетворимо схему

Zn + О2 -> ZnO

На рівняння реакції. Оскільки в лівій частині схеми є 2 атоми Оксигену, а в правій – тільки 1, перед формулою ZnO пишемо коефіцієнт 2:

Zn + О2 -> 2 ZnO

Але коефіцієнт 2 відтепер відноситься не лише до Оксигену, а й до Цинку і записом 2ZnO позначено окрім 2 атомів Оксигену ще й 2 атоми Цинку. Отже” у лівій частині схеми перед формулою Zn необхідно написати коефіцієнт 2:

2Zn + О2 -> 2ZnO

Тепер ліва і права частини схеми зрівняні, тому замінюємо знак “->” на знак “=”:

2Zn + О2 = 2 ZnO – рівняння хімічної реакції

Урівняти – означає зробити так, щоб кількість атомів кожного елемента до та після реакції була однаковою. Роблять це за допомогою коефіцієнтів. їх записують перед хімічною формулою речовини (саме це дозволяє не плутати коефіцієнти із індексами). Коефіцієнт 1 у рівняннях не пишеться.

Коефіцієнт відноситься до всіх хімічних елементів, що є у складі формули, та до їхніх індексів.

Наприклад, записом 6Н2О позначено 12 атомів Гідрогену й 6 атомів Оксигену.

Мал. 83. Модель рівняння хімічної реакції метану з киснем

Малюнок 83 дає вам змогу закріпити нову інформацію про рівняння хімічних реакцій. На ньому змодельовано 2 реагенти і 2 продукти хімічної реакції. Скориставшись коефіцієнтами, напишемо рівняння змодельованої хімічної реакції.

Рівняння необхідно не лише правильно писати, а й правильно читати. Потренуємося робити це на прикладі рівняння 2Zn + HО2=2ZnО.

Воно вимовляється так: “два-цинк плюс о-два дорівнює два-цинк-о”.

Рівняння, змодельоване на малюнку 83, читають так: “це-аш-чотири плюс два-о-два дорівнює це-о-два плюс два-аш-два-о”.

Як бачите, при читанні послідовно до кожної формули називають: коефіцієнти, символи хімічних елементів, індекси, а також наявні між формулами математичні знаки і “=”.

Прочитайте рівняння хімічної реакції:

Fe2O3 + 6НСl = 2 FeCl3 + 3H2О.

Хімічне рівняння, як і математичне, має праву та ліву частини. Проте, якщо від перестановки частин математичного рівняння вираз не змінюється, то в хімії перестановка лівої та правої частини позначає зовсім різні хімічні явища.

Слід зазначити, що при зрівнюванні здійснюють підрахунок атомів, незалежно від того, молекулярну, атомну чи іншу будову має речовина.

Хімічні рівняння пишуть з дотриманням закону збереження маси речовин.

Закріпимо одержані знання про схему, рівняння хімічної реакції, закон збереження маси речовин та коефіцієнти. Напишіть рівняння хімічної реакції за схемою:

Аl + O2 -> Al2O3

Підраховуємо окремо кількість атомів Оксигену у лівій та правій частинах рівняння. В лівій частині хімічного рівняння є 2 атоми Оксигену, у правій – 3. Число атомів різне, тому слід знайти для них найменше спільне кратне (це число 6) і по черзі поділити його на індекс атомів Оксигену у кожній формулі. Знайдені частки від ділення 3 і 2 слід записати коефіцієнтами відповідно перед формулами O2 та Аl2O3:

Аl + 3O2 -> 2Аl2O3.

Відтепер запис 2Аl2O3 позначає після реакції не лише 6 атомів Оксигену, але й 4 атоми Алюмінію. За законом збереження маси речовин до реакції і після реакції кількість атомів однакова. Тож перед Аl у лівій частині рівняння пишемо коефіцієнт 4:

4Аl + 3O2 → 2Al2O3.

Перевіряймо правильність розстановки коефіцієнтів, після чого стрілку замінюємо на знак “=” й отримуємо рівняння хімічної реакції алюмінію з киснем:

4Аl + 3O2 = 2Аl2O3

Прочитаємо написане рівняння: “чотири-алюміній плюс три-о-два дорівнює два-алюміній-два-о-три”.

Зверніть увагу, що у написаному рівнянні реакції перед кожною формулою є коефіцієнт. Запам’ятайтe! Правильно підібрані коефіцієнти скоротити неможливо.

Якщо у рівнянні реакції перед хімічною формулою речовини є коефіцієнт, кількість атомів кожного елемента у такому записі визначається добутком коефіцієнта на індекс.

ЗАГАЛЬНІ ПРАВИЛА СКЛАДАННЯ РІВНЯНЬ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ. Узагальнення розглянутого у параграфі навчального матеріалу дозволяє сформулювати таку послідовність дій з написання рівнянь хімічних реакцій:

1) написати формули речовин, що вступають у реакцію (реагентів) і між ними поставити знак “+”;

2) після формул реагентів поставити знак “=” і записати формули продуктів реакції, між якими теж поставити знак “+”;

3) зрівняти кількість атомів кожного хімічного елемента у лівій та правій частинах хімічного рівняння за допомогою відповідних коефіцієнтів – арабських цифр, що пишуться перед формулою і відносяться до атомів всіх її хімічних елементів.

Скарбничка ерудита

Мова науки хімії дістала назву “хімічна мова”. Буквами в ній є символи хімічних елементів, словами – хімічні формули, а реченнями – рівняння хімічних реакцій. Як з невеликої кількості букв складається різноманіття слів, а з них ще більше речень, так і в хімії з символів хімічних елементів утворено формули речовин, а з формул може бути записано багато рівнянь хімічних реакцій.

Хімічні рівняння є міжнародною формою опису хімічних явищ, зрозумілою людям, які розмовляють на різних мовах. З уведенням у науковий обіг рівнянь хімічних реакцій між хіміками різних країн остаточно подолано мовний бар’єр, тому що хімічні формули речовин та рівняння хімічних реакцій всюди записують однаково.

?

1. Що називають рівнянням хімічної реакції?

2. Чим рівняння хімічної реакції відрізняється від її схеми?

3. З дотриманням якого закону пишуть рівняння хімічних реакцій?

4. Поясніть, чому коефіцієнтами можуть бути лише цілі числа.

5. Сформулюйте правила складання рівнянь хімічних реакцій.

6. Запишіть, як вимовляють рівняння реакції, що лежить в основі фотосинтезу:

6Н2О + 6СО2 = C6H12О6 + 6О2

7. Заповніть таблицю інформацією, якої не вистачає.

Хімічна формула	Кількість атомів кожного елемента у формулі	Коефіцієнт	Кількість атомів кожного елемента у записі формули з коефіцієнтом
NH3	2
НВrО3	3
2 атоми Фосфору, 5 атомів Оксигену	4
12 атомів Карбону, 22 атоми Гідрогену, 11 атомів оксигену	5

8. Напишіть рівняння реакцій за наведеними схемами та прочитайте їх уголос:

Аg + Сl2 →АgСl

СuО + Н2 → Сu + HgO

Мg + N2 → Mg3N2

КСlО3→КСl + O2

Na + Н2O → NaOH + Н2

9. У схемах ХІМІЧНИХ реакцій допишiть пропущені індекси та перетворіть схеми на рівняння хімічних реакцій: