Скласти рівняння хімічних реакцій між речовинами. Як скласти рівняння реакції? Складання бінарних формул з валентності

Поговоримо про те, як скласти хімічне рівняння, адже саме вони є основними елементами цієї дисципліни. Завдяки глибокому усвідомленню всіх закономірностей взаємодій та речовин, можна керувати ними, застосовувати їх у різних сферах діяльності.

Теоретичні особливості

Упорядкування хімічних рівнянь - важливий і відповідальний етап, що у восьмому класі загальноосвітніх шкіл. Що має передувати цьому етапу? Перш ніж педагог розповість своїм вихованцям у тому, як скласти хімічне рівняння, важливо познайомити школярів із терміном «валентність», навчити їх визначати цю величину в металів і неметалів, користуючись таблицею елементів Менделєєва.

Складання бінарних формул з валентності

Щоб зрозуміти, як скласти хімічне рівняння по валентності, спочатку потрібно навчитися складати формули сполук, які з двох елементів, користуючись валентністю. Пропонуємо алгоритм, який допоможе впоратися з поставленим завданням. Наприклад, необхідно скласти формулу оксиду натрію.

Спочатку важливо врахувати, що той хімічний елемент, який у назві згадується останнім, у формулі має розташовуватись на першому місці. У нашому випадку першим записуватиметься у формулі натрій, другим кисень. Нагадаємо, що оксидами називають бінарні сполуки, в яких останнім (другим) елементом обов'язково має бути кисень зі ступенем окиснення -2 (валентністю 2). Далі по таблиці Менделєєва необхідно визначити валентність кожного із двох елементів. І тому використовуємо певні правила.

Так як натрій - метал, який знаходиться в головній підгрупі 1 групи, його валентність є постійною величиною, вона дорівнює I.

Кисень - це неметал, оскільки в оксиді він стоїть останнім, для визначення його валентності ми з восьми (кількість груп) віднімаємо 6 (групу, в якій знаходиться кисень), отримуємо, що валентність кисню дорівнює II.

Між певними валентностями знаходимо найменше загальне кратне, потім ділимо його на валентність кожного з елементів, одержуємо їх індекси. Записуємо готову формулу Na2O.

Інструкція зі складання рівняння

А тепер докладніше поговоримо про те, як скласти хімічне рівняння. Спочатку розглянемо теоретичні моменти, а потім перейдемо до конкретних прикладів. Отже, складання хімічних рівнянь передбачає певний порядок процесів.

• 1-й етап. Прочитавши запропоноване завдання, необхідно визначити, які саме хімічні речовини мають бути присутніми у лівій частині рівняння. Між вихідними компонентами ставиться знак "+".
• 2-й етап. Після знаку рівності слід скласти формулу продукту реакції. За виконання таких дій буде потрібно алгоритм складання формул бінарних сполук, розглянутий нами вище.
• 3-й етап. Перевіряємо кількість атомів кожного елемента до та після хімічної взаємодії, у разі потреби ставимо додаткові коефіцієнти перед формулами.

Приклад реакції горіння

Спробуємо розібратися у тому, як скласти хімічне рівняння горіння магнію, використовуючи алгоритм. У лівій частині рівняння записуємо через суму магній та кисень. Не забуваємо про те, що кисень є двоатомною молекулою, тому в нього необхідно поставити індекс 2. Після знаку рівності складаємо формулу одержуваного після реакції продукту. Їм буде в якому першим записаний магній, а другим у формулі поставимо кисень. Далі за таблицею хімічних елементів визначаємо валентність. Магній, що знаходиться у 2 групі (головній підгрупі), має постійну валентність II, у кисню шляхом віднімання 8 - 6 також отримуємо валентність II.

Запис процесу матиме вигляд: Mg+O 2 =MgO.

Щоб рівняння відповідало закону збереження маси речовин, необхідно розставити коефіцієнти. Спочатку перевіряємо кількість кисню до реакції після завершення процесу. Так як було 2 атоми кисню, а утворився всього один, у правій частині перед формулою оксиду магнію необхідно додати коефіцієнт 2. Далі рахуємо число атомів магнію до і після процесу. В результаті взаємодії вийшло 2 магнію, отже, у лівій частині перед простою речовиною магнієм також необхідний коефіцієнт 2.

Підсумковий вид реакції: 2Mg + O2 = 2MgO.

Приклад реакції заміщення

Будь-який конспект хімії містить опис різних видів взаємодій.

На відміну від з'єднання, в заміщенні і в лівій, і в правій частині рівняння буде дві речовини. Допустимо, необхідно написати реакцію взаємодії між цинком та Алгоритм написання використовуємо стандартний. Спочатку в лівій частині через суму пишемо цинк і соляну кислоту, у правій частині складаємо формули одержуваних продуктів реакції. Так як в електрохімічному ряді напруг металів цинк розташовується до водню, у цьому процесі він витісняє з кислоти молекулярний водень, утворює хлорид цинку. В результаті отримуємо наступний запис: Zn + HCL = ZnCl2 + H2.

Тепер переходимо до вирівнювання кількості атомів кожного елемента. Так як у лівій частині хлору був один атом, а після взаємодії їх стало два перед формулою соляної кислоти необхідно поставити коефіцієнт 2.

Через війну отримуємо готове рівняння реакції, відповідне закону збереження маси речовин: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Висновок

Типовий конспект з хімії обов'язково містить кілька хімічних перетворень. Жоден розділ цієї науки не обмежується простим словесним описом перетворень, процесів розчинення, випарювання, обов'язково все підтверджується рівняннями. Специфіка хімії полягає в тому, що всі процеси, що відбуваються між різними неорганічними або органічними речовинами, можна описати за допомогою коефіцієнтів, індексів.

Чим відрізняється від інших наук хімія? Хімічні рівняння допомагають не тільки описувати перетворення, що відбуваються, а й проводити за ними кількісні обчислення, завдяки яким можна здійснювати лабораторне та промислове отримання різних речовин.

Для опису хімічних реакцій, що протікають, складаються рівняння хімічних реакцій. У них ліворуч від знака рівності (або стрілки →) записуються формули реагентів (речовин, що вступають у реакцію), а праворуч – продукти реакції (речовини, що вийшли після хімічної реакції). Оскільки йдеться про рівняння, то кількість атомів у лівій частині рівняння має дорівнювати тому, що є в правому. Тому після складання схеми хімічної реакції (записи реагентів та продуктів) виробляють підстановку коефіцієнтів, щоб зрівняти кількість атомів.

Коефіцієнти є числа перед формулами речовин, що вказують на число молекул, які вступають у реакцію.

Наприклад, нехай у хімічній реакції газ водень (H2) реагує з газом киснем (O2). В результаті утворюється вода (H2O). Схема реакціївиглядатиме так:

H 2 + O 2 → H 2 O

Зліва знаходиться по два атоми водню та кисню, а праворуч два атоми водню і лише один кисню. Припустимо, що в результаті реакції на одну молекулу водню та одну кисню утворюється дві молекули води:

H 2 + O 2 → 2H 2 O

Тепер кількість атомів кисню до та після реакції зрівняно. Однак водню до реакції вдвічі менше, ніж після. Слід дійти невтішного висновку, що з утворення двох молекул води треба дві молекули водню і одну кисню. Тоді вийде така схема реакції:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Тут кількість атомів різних хімічних елементів однаково до реакції. Значить, це не просто схема реакції, а рівняння реакції. У рівняннях реакцій часто стрілку замінюють на знак рівності, щоб наголосити на тому, що число атомів різних хімічних елементів зрівняно:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Розглянемо таку реакцію:

NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + H 2 O

Після реакції утворився фосфат, який входить три атоми натрію. Зрівняємо кількість натрію до реакції:

3NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + H 2 O

Кількість водню до реакції шість атомів (три в гідроксиді натрію та три у фосфорній кислоті). Після реакції - лише два атоми водню. Розділивши шість на два, отримаємо три. Отже, перед водою треба поставити число три:

3NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + 3H 2 O

Кількість атомів кисню до реакції і після збігається, отже, подальший розрахунок коефіцієнтів можна не робити.

Для характеристики певної хімічної реакції необхідно вміти скласти запис, який відображатиме умови протікання хімічної реакції, показувати які речовини вступили в реакцію, а які утворилися. І тому використовують схеми хімічних реакцій.

Схема хімічної реакції- Умовний запис, що показує, які речовини вступають в реакцію, які продукти реакції утворюються, а також умови протікання реакції Розглянемо як приклад реакцію взаємодії вугілля і кисню. Схемаданої реакції записується так:

З + О2 → СО2

вугілля взаємодіє з киснем з утворенням вуглекислого газу

Вуглець та кисень– у цій реакції реагенти, а отриманий вуглекислий газ – продукт реакції. Знак « → » позначає перебіг реакції. Часто над стрілкою пишуть умови, за яких відбувається реакція

• Знак «t° → »означає, що реакція протікає при нагріванні.
• Знак « Р → »позначає тиск
• Знак « hv → »– що реакція протікає під впливом світла. Також над стрілкою можуть вказувати додаткові речовини, що у реакції.
• Наприклад, "О2 →".Якщо в результаті хімічної реакції утворюється газоподібна речовина, то у схемі реакції після формули цієї речовини записують знак « → ». Якщо при перебігу реакції утворюється осад, його позначають знаком « → ».
• Наприклад, при нагріванні порошку крейди (він містить речовину з хімічною формулою CaCO3), утворюються дві речовини: негашене вапно CaOта вуглекислий газ. Схема реакції записується так:

СаCO3 t° → CaO + CO2

Так, природний газ, в основному складається з метану CH4, при його нагріванні до 1500°С він перетворюється на два інші гази: водень Н2 та ацетилен С2Н2.Схема реакції записується так:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Важливо як вміти складати схеми хімічних реакцій, а й розуміти, що вони позначають. Розглянемо ще одну схему реакції:

H2O ел.ток → Н2 + О2

Дана схема означає, що під дією електричного струму вода розкладається на дві простих газоподібних речовини: водень та кисень.Схема хімічної реакції є підтвердженням закону збереження маси і показує, що хімічні елементи під час хімічної реакції не зникають, лише перегруповуються в нові хімічні сполуки.

Рівняння хімічних реакцій

Відповідно до закону збереження маси вихідна маса продуктів завжди дорівнює масі отриманих реагентів. Кількість атомів елементів до і після реакції завжди однакова, атоми тільки перегруповуються та утворюють нові речовини. Повернемося до схем реакцій, записаних раніше:

СаCO3 t° → CaO + CO2

З + О2 СО2.

У цих схемах реакцій знак « → можна замінити на знак «=», оскільки видно, що кількість атомів до і після реакцій однакова. Записи матимуть такий вигляд:

СаCO3 = CaO + CO2

З + О2 = СО2.

Саме такі записи називають рівняннями хімічних реакцій, тобто це записи схем реакцій, в яких кількість атомів до і після реакції однакова.

Рівняння хімічної реакції– умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул, що відповідає закону збереження маси речовини

Якщо ми розглянемо інші, наведені раніше схеми рівнянь, можна побачити, що у На перший погляд, закон збереження маси в них не виконується:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Видно, що в лівій частині схеми атом вуглецю один, а в правій – їх два. Атомів водню порівну і в лівій та правій частинах їх по чотири. Перетворимо цю схему на рівняння. Для цього необхідно зрівнятикількість атомів вуглецю. Зрівнюють хімічні реакції з допомогою коефіцієнтів, які записують перед формулами речовин. Очевидно, щоб кількість атомів вуглецю стала однаковою зліва та праворуч, у лівій частині схеми, перед формулою метану, необхідно поставити коефіцієнт 2:

2CH4 t° → C2H2 + H2

Видно, що атомів вуглецю ліворуч і праворуч тепер порівну, по два. Але тепер неоднакова кількість атомів водню. У лівій частині рівняння їх 2∙4 = 8. У правій частині рівняння атомів водню 4 (два їх у молекулі ацетилену, і ще два – в молекулі водню). Якщо поставити коефіцієнт перед ацетиленом, порушиться рівність атомів вуглецю. Поставимо перед молекулою водню коефіцієнт 3:

2CH4 = C2H2 + 3H2

Тепер кількість атомів вуглецю та водню в обох частинах рівняння однакова. Закон збереження маси виконується! Розглянемо інший приклад. Схему реакції Na + H2O → NaOH + H2необхідно перетворити на рівняння. У цій схемі різним є кількість атомів водню. У лівій частині два, а у правій – три атоми.Поставимо коефіцієнт 2 перед NaOH.

Na + H2O → 2NaOH + H2

Тоді атомів водню у правій частині стане чотири, отже, коефіцієнт 2 необхідно додати і перед формулою води:

Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Зрівняємо і кількість атомів натрію:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Тепер кількість всіх атомів до реакції і після реакції однакова. Таким чином, можна зробити висновок:щоб перетворити схему хімічної реакції на рівняння хімічної реакції, необхідно зрівняти кількість всіх атомів, що входять до складу реагентів та продуктів реакції за допомогою коефіцієнтів. Коефіцієнти ставляться перед формулами речовин. Підіб'ємо підсумки про Рівняння хімічних реакцій

• Схема хімічної реакції – умовний запис, що показує, які речовини входять у реакцію, які продукти реакції утворюються, і навіть умови протікання реакції
• У схемах реакцій використовують позначення, що вказують на особливості їхнього перебігу.
• Рівняння хімічної реакції – умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул, що відповідає закону збереження маси речовини
• Схему хімічної реакції перетворюють на рівняння шляхом розміщення коефіцієнтів перед формулами речовин

Схема хімічної реакції.

Існує кілька способів запису хімічних реакцій. За «словесною» схемою реакції ви ознайомилися в § 13.

Наводимо ще один приклад:

сірка + кисень -> сірчистий газ.

Ломоносов та Лавуазьє відкрили закон збереження маси речовин при хімічній реакції. Він формулюється так:

Пояснимо, чому масипопелу та прожареної міді відрізняються від мас паперу та міді до її нагрівання.

У процесі горіння паперу бере участь кисень, що міститься у повітрі (рис. 48, а).

Отже, в реакцію вступають дві речовини. Крім попелу, утворюються вуглекислий газ і вода (у вигляді пари), які потрапляють у повітря та розсіюються.

Мал. 48. Реакції паперу (а) та міді (б) з киснем

Антуан-Лоран Лавуазьє (1743-1794)

Видатний французький хімік, один із засновників наукової хімії. Академік Паризької академії наук. Ввів у хімію кількісні (точні) методи дослідження. Експериментально визначив склад повітря і довів, що горіння – це реакція речовини з киснем, а вода – з'єднання Гідрогену з Оксигеном (1774 – 1777).

Склав першу таблицю найпростіших речовин (1789), запропонувавши фактично класифікацію хімічних елементів. Незалежно від М. В. Ломоносова відкрив закон збереження маси речовин за хімічних реакцій.

Мал. 49. Досвід, що підтверджує закон Ломоносова - Лавуазьє: а - початок досвіду; б - закінчення досвіду

Їхня маса перевищує масу кисню. Тому маса попелу менша за масу паперу.

При нагріванні міді кисень повітря з'єднується з нею (рис. 48, б). Метал перетворюється на речовину чорного кольору (його формула - CuO, але в звання - купрум(П) оксид). Очевидно, що маса продукту реакції має перевищувати масу міді.

Прокоментуйте досвід, зображений на малюнку 49, та зробіть висновок.

Закон як форма наукових знань.

Відкриття законів у хімії, фізиці, інших науках відбувається після проведення вченими багатьох експериментів та аналізу отриманих результатів.

Закон – це узагальнення об'єктивних, незалежних від людини зв'язків між явищами, властивостями тощо.

Закон збереження маси речовин за хімічної реакції - найважливіший закон хімії. Він поширюється попри всі перетворення речовин, які у лабораторії, й у природі.

Хімічні закони дають можливість прогнозувати властивості речовин та перебіг хімічних реакцій, регулювати процеси у хімічній технології.

Щоб пояснити закон, висувають гіпотези, які перевіряють з допомогою відповідних експериментів. Якщо одна з гіпотез підтверджується, її основі створюють теорію. У старших класах ви ознайомитеся із кількома теоріями, які розробили вчені-хіміки.

Загальна маса речовин при хімічній реакції не змінюється тому, що атоми хімічних елементів під час реакції не виникають і не зникають, а відбувається лише їхнє перегрупування. Іншими словами,
кількість атомів кожного елемента до реакції дорівнює кількості його атомів після реакції. Про це вказують схеми реакцій, наведені на початку параграфа. Замінимо в них стрілки між лівими та правими частинами на знаки рівності:

Такі записи називають хімічними рівняннями.

Хімічне рівняння - це запис хімічної реакції за допомогою формул реагентів та продуктів, що узгоджується із законом збереження маси речовин.

Існує багато схем реакцій, які не відповідають закону Ломоносова - Лавуазьє.

Наприклад, схема реакції утворення води:

H 2 + O 2 -> H 2 O.

В обох частинах схеми міститься однакова кількість атомів гідрогена, але різна кількість атомів оксигену.

Перетворимо цю схему на хімічне рівняння.

Для того, щоб у правій частині було 2 атоми Оксигену, поставимо перед формулою води коефіцієнт 2:

H 2 + O 2 -> H 2 O.

Тепер праворуч стало чотири атоми Гідрогену. Щоб така сама кількість атомів Гідрогену була і в лівій частині, запишемо перед формулою водню коефіцієнт 2. Отримуємо хімічне рівняння:

2Н2 + O2 = 2Н20.

Таким чином, щоб перетворити схему реакції на хімічне рівняння, потрібно підібрати коефіцієнти для кожної речовини (у разі потреби), записати їх перед хімічними формулами та замінити стрілку на знак рівності.

Можливо, хтось із вас складе таке рівняння: 4Н 2 + 20 2 = 4Н 2 0. У ньому ліва та права частини містять однакові кількості атомів кожного елемента, але всі коефіцієнти можна зменшити, розділивши на 2. Це слід зробити.

Це цікаво

Хімічне рівняння має багато з математичним.

Нижче наведено різні способи запису розглянутої реакції.

Перетворіть схему реакції Cu + O 2 -> CuO на хімічне рівняння.

Виконаємо більш складне завдання: перетворимо на хімічне рівняння схему реакції

У лівій частині схеми - атом Алюмінію, а в правій - 2. Поставимо перед формулою металу коефіцієнт 2:

Атомів Сульфура праворуч утричі більше, ніж ліворуч. Запишемо у лівій частині перед формулою сполуки Сульфура коефіцієнт 3:

Тепер у лівій частині кількість атомів Гідрогену дорівнює 3 2 = 6, а в правій - тільки 2. Для того, щоб і праворуч їх було 6, поставимо перед формулою водню коефіцієнт 3 (6: 2 = 3):

Порівняємо кількість атомів оксигену в обох частинах схеми. Вони однакові: 3 4 = 4*3. Замінимо стрілку на знак рівності:

Висновки

Хімічні реакції записують за допомогою схем реакцій та хімічних рівнянь.

Схема реакції містить формули реагентів та продуктів, а хімічне рівняння – ще й коефіцієнти.

Хімічне рівняння узгоджується із законом збереження маси речовин Ломоносова - Лавуазьє:

маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися внаслідок реакції.

Атоми хімічних елементів під час реакцій не з'являються і не зникають, а відбувається лише їхнє перегрупування.

?
105. Чим відрізняється хімічне рівняння схеми реакції?

106. Розставте пропущені коефіцієнти у записах реакцій:

107. Перетворіть на хімічні рівняння такі схеми реакцій:

108. Складіть формули продуктів реакцій та відповідні хімічні рівняння:

109. Замість точок запишіть формули простих речовин і складіть хімічні рівняння:

Зверніть увагу, що бір і вуглець складаються з атомів; фтор, хлор, водень та кисень – з двоатомних молекул, а фосфор (білий) – з чотирихатомних молекул.

110. Прокоментуйте схеми реакцій і перетворите їх на хімічні рівняння:

111. Яка маса негашеного вапна утворилася при тривалому прожарюванні 25 г крейди, якщо відомо, що виділилося 11 г вуглекислого газу?

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. – К.: ВЦ «Академія», 2008. – 136 с.: іл.

Зміст уроку конспект уроку та опорний каркас презентація уроку інтерактивні технології акселеративні методи навчання Практика тести, тестування онлайн завдання та вправи домашні завдання практикуми та тренінги питання для дискусій у класі Ілюстрації відео- та аудіоматеріали фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми комікси, притчі, приказки, кросворди, анекдоти, приколи, цитати Доповнення шпаргалки фішки для допитливих статті (МАН) література основна та додаткова словник термінів Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок у підручнику заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів календарні плани навчальні програми методичні рекомендації

Запишіть хімічне рівняння.Як приклад розглянемо таку реакцію:

• C 3 H 8 + O 2 -> H 2 O + CO 2
• Ця реакція описує горіння пропану (C 3 H 8) у присутності кисню з утворенням води та діоксиду вуглецю (вуглекислого газу).

Напишіть кількість атомів кожного елемента.Зробіть це обох частин рівняння. Зверніть увагу на індекси підрядки біля кожного елемента, щоб визначити загальну кількість атомів. Запишіть символ кожного елемента, що входить до рівняння, і позначте відповідну кількість атомів.

• Наприклад, у правій частині аналізованого рівняння в результаті додавання отримуємо 3 атоми кисню.
• У лівій частині маємо 3 атоми вуглецю (C 3), 8 атомів водню (H 8) та 2 атоми кисню (O 2).
• У правій частині маємо 1 атом вуглецю (C), 2 атоми водню (H 2) та 3 атоми кисню (O + O 2).

Залишіть водень і кисень на потім, оскільки вони входять до складу кількох сполук у лівій та правій частині.

• Водень та кисень входять до складу декількох молекул, тому краще збалансувати їх в останню чергу.

Перш ніж балансувати водень та кисень, доведеться ще раз перерахувати атоми, оскільки можуть знадобитися додаткові коефіцієнти, щоб збалансувати інші елементи.Почніть з найменш часто зустрічається елемента.

Якщо необхідно збалансувати декілька елементів, виберіть такий, що входить до складу однієї молекули реагентів та однієї молекули продуктів реакції. Таким чином, спочатку слід збалансувати вуглець.Для балансу додайте коефіцієнт перед єдиним атомом вуглецю.

• Поставте коефіцієнт перед єдиним атомом вуглецю у правій частині рівняння, щоб збалансувати його з 3 атомами вуглецю у лівій частині.
• C 3 H 8 + O 2 -> H 2 O + 3 CO 2
• Коефіцієнт 3 перед вуглецем у правій частині рівняння вказує на те, що виходить три атоми вуглецю, які відповідають трьом атомам вуглецю, що входять до молекули пропану в лівій частині.

У хімічному рівнянні можна змінювати коефіцієнти перед атомами та молекулами, проте підрядкові індекси мають залишатися незмінними.Після цього збалансуйте атоми водню.

• Після того як ви зрівняли кількість атомів вуглецю в лівій та правій частині, незбалансованими залишилися водень та кисень. Ліва частина рівняння містить 8 атомів водню, стільки ж їх має бути праворуч. Досягніть цього за допомогою коефіцієнта.
• C 3 H 8 + O 2 -> 4 H 2 O + 3CO 2
• Ми додали коефіцієнт 4 у правій частині, оскільки підрядковий індекс показує, що ми вже маємо два атоми водню.
• Якщо помножити коефіцієнт 4 на підрядковий індекс 2, вийде 8.