Как записывать уравнения химических реакций

Опубликовал Admin
27-09-2016, 22:05
5 903
0
Хорошей аналогией химических реакций служит процесс выпекания печенья. Вы смешиваете ингредиенты (муку, масло, соль, сахар, яйца), и после выпекания смесь превращается в нечто новое (печенье). В химических терминах уравнение – это рецепт, ингредиенты выступают в роли "реагентов", а печенье соответствует "продуктам" реакции. Все химические уравнения имеют форму "A + B --> C (+ D..)", где каждая буква обозначает химический элемент или молекулу (соединение атомов, удерживаемых вместе химическими связями). Стрелка указывает на реакцию, то есть изменение.

Часть 1 из 3: Некоторые основные понятия химии

  1. Изучите периодическую таблицу элементов. Атомы – это базовые строительные кирпичики в химии. Периодическая таблица, называемая также таблицей Менделеева, содержит все известные атомы (элементы). Периодическая система элементов есть в большинстве учебников по химии, ее легко можно найти в Интернете. В этой таблице содержится большое количество информации. Вы найдете в ней атомный номер (число протонов в ядре атома), атомную массу (сумму протонов и нейтронов, составляющих атомное ядро) и атомный символ элемента.
    • Символ элемента – это либо заглавная буква, либо заглавная буква и следующая за ней строчная буква латинского алфавита. Например, C – это углерод, а He – это гелий.
  2. Чистые элементы могут существовать в виде нескольких веществ, или модификаций. Например, чистый углерод, обозначаемый буквой С, может образовывать графит либо алмаз.
    • Атомы многих элементов, существующих при комнатной температуре в виде газа, связываются друг с другом, образуя устойчивые соединения. Такие пары атомов называются двухатомными молекулами. Например, 1 атом кислорода нестабилен. Воздух, которым мы дышим, содержит стабильные двухатомные молекулы кислорода O2, а также молекулы N2, являющиеся стабильной формой азота.
  3. Освойте правильную запись молекул. Запись молекулы представляет собой последовательный перечень атомов элементов, составляющих молекулу, причем после каждого символа стоит число в виде нижнего индекса, указывающее на количество атомов данного типа в молекуле. Если атом один, число опускается.
    • Например, молекула метана состоит из 1 атома углерода и 4 атомов водорода, поэтому она записывается как CH4. Схожим образом обозначаются и другие молекулы, например, молекулы аммиака (NH3) и хлорной извести (HClO4), широко используемых в быту.

Часть 2 из 3: Запись химических реакций

  1. Определите реагенты, участвующие в реакции. Они располагаются по левую сторону от стрелки уравнения реакции и соответствуют исходным веществам, принимающим участие в реакции, уравнение которой вы записываете. В качестве реагентов могут выступать атомы, молекулы, либо их комбинация.
    • В реакции Fe + O2 --> Fe2O3 реагентами выступают железо (Fe) и кислород (O2).
  2. Определите продукты реакции. Они записываются с правой стороны стрелки и обозначают химические вещества, образовавшиеся в результате реакции. Продукты реакции также записываются в виде атомов, молекул, или их комбинации.
    • Продуктом реакции Fe + O2 --> Fe2O3 является оксид железа (III), или ржавчина.
  3. Как видно, уравнение еще не сбалансировано. Для превращения железа в ржавчину (оксид железа) требуются железо и кислород, то есть в качестве реагентов выступают Fe и O2, а продуктом реакции является Fe2O3. Следовательно, реакция запишется в виде уравнения Fe + O2 --> Fe2O3. Однако это не точное представление реакции, поскольку данное уравнение не сбалансировано.

Часть 3 из 3: Балансировка химических уравнений

  1. Помните о сохранении атомов. При химических реакциях не могут создаваться новые атомы или разрушаться старые (в отличие от ядерных реакций, рассмотрение которых выходит за рамки данной статьи), поэтому в левой и правой частях уравнения (слева и справа от стрелки) будут присутствовать одни и те же атомы в одинаковом количестве.
    • Например, уравнение ржавления железа в виде Fe + O2 --> Fe2O3 не может быть правильным. В реакцию вступают 1 атом Fe и 2 атома O, а в результате получаются 2 атома Fe и 3 атома O. Чтобы исправить это, следует учесть количество и соотношение атомов реагентов и продуктов реакции. Путем простых вычислений можно определить, что правильная запись уравнения имеет вид 4 Fe + 3 O2 --> 2 Fe2O3. Теперь с обеих сторон уравнения находятся четыре атома железа и шесть атомов кислорода. В химических уравнениях следует использовать целые числа: поскольку не существует половинок молекул, запись 2 Fe + 11/2 O2 --> Fe2O3 будет неверной.
  2. Запишите окончательное уравнение реакции. В нашем примере (реакция между железом и кислородом с образованием ржавчины) уравнение имеет следующий вид:
    • 2 Fe + 3O2 --> 2 Fe2O3.
  3. Потренируйтесь. Попробуйте сбалансировать уравнение реакции горения смеси метана и кислорода с образованием углекислого газа и воды: CH4 + O2 --> CO2 + H2O. Какие коэффициенты следует поставить перед каждой молекулой? В результате у вас должно получиться 2CH4 + 4O2 --> 2CO2 + 4H2O. По обе стороны стрелки находятся по 2 атома углерода, 8 атомов водорода и 8 атомов кислорода. Существует множество веб-сайтов, на которых можно сбалансировать уравнения либо найти подробное описание того, как это делается.

Что вам понадобится

  • Периодическая таблица химических элементов
  • Карандаш
  • Лист бумаги
Теги:
Информация
Посетители, находящиеся в группе Guests, не могут оставлять комментарии к данной публикации.