Химические уравнения: как решать максимально эффективно

Химическим уравнением можно назвать визуализацию химической реакции с помощью знаков математики и химических формул. Такое действие является отображением какой-либо реакции, в процессе которой появляются новые вещества.

Химические задания: виды

Химическое уравнение – это последовательность химических реакций. Они основываются на законе сохранения массы каких-либо веществ. Существует всего два вида реакций:

• Соединения – к ним относятся реакции замещения (происходит замена атомов сложных элементов атомами простых реагентов), обмена (замещение составными частями двух сложных веществ), нейтрализации (реакция кислот с основаниями, образование соли и воды).
• Разложения – образование двух и более сложных или простых веществ из одного сложного, но состав их более простой.

Химические реакции также можно разделить на типы: экзотермические (происходят с выделением теплоты) и эндотермические (поглощение теплоты).

Как решать уравнения химических реакций

Этот вопрос волнует многих учащихся. Мы предлегаем несколько простых советов, которые подскажут, как научиться решать химические уравнения:

• Желание понять и освоить. Нельзя отступать от своей цели.
• Теоретические знания. Без них невозможно составить даже элементарную формулу соединения.
• Правильность записи химической задачи – даже малейшая ошибка в условии сведет к нулю все ваши усилия в ее решении.

Желательно, чтобы сам процесс решения химических уравнений был для вас увлекательным. Тогда химические уравнения (как решать их и какие моменты нужно запомнить, мы разберем в этой статье) перестанут быть для вас проблемными.

Задачи, которые решаются с использованием уравнений химических реакций

К таким задачам относятся:

• Нахождение массы компонента по данной массе другого реагента.
• Задания по комбинации «масса-моль».
• Расчеты по комбинации «объем-моль».
• Примеры с применением термина «избыток».
• Расчеты с использованием реагентов, один из которых не лишен примесей.
• Задачи на распад результата реакции и на производственные потери.
• Задачи на поиск формулы.
• Задачи, в которых реагенты предоставлены в виде растворов.
• Задачи, содержащие смеси.

Каждый из этих видов задач включает в себя несколько подтипов, которые обычно подробно рассматриваются еще на первых школьных уроках химии.

Химические уравнения: как решать

Существует алгоритм, который помогает справиться с практически любым заданием из этой непростой науки. Чтобы понять, как правильно решать химические уравнения, нужно придерживаться определенной закономерности:

• При записи уравнения реакции не забывать расставлять коэффициенты.
• Определение способа, с помощью которого можно найти неизвестные данные.
• Правильность применения в выбранной формуле пропорций или использование понятия «количество вещества».
• Обратить внимание на единицы измерений.

В конце важно обязательно проверить задачу. В процессе решения вы могли допустить элементарную ошибку, которая повлияла на результат решения.

Основные правила составления химических уравнений

Если придерживаться правильной последовательности, то вопрос о том, что такое химические уравнения, как решать их, не будет вас волновать:

• Формулы веществ, которые вступают в реакцию (реагенты), записываются в левой части уравнения.
• Формулы веществ, которые образуются в результате реакции, записываются уже в правой части уравнения.

Составление уравнения реакции основывается на законе сохранения массы веществ. Следовательно, обе части уравнения должны быть равны, т. е. с одинаковым числом атомов. Достичь этого можно при условии правильной расстановки коэффициентов перед формулами веществ.

Расстановка коэффициентов в химическом уравнении

Алгоритм расстановки коэффициентов таков:

• Подсчет в левой и правой части уравнения атомов каждого элемента.
• Определение меняющегося количества атомов у элемента. Также нужно найти Н.О.К.
• Получение коэффициентов достигается путем деления Н.О.К. на индексы. Обязательно проставить данные цифры перед формулами.
• Следующим шагом является пересчет количества атомов. Иногда возникает необходимость в повторении действия.

Уравнивание частей химической реакции происходит с помощью коэффициентов. Расчет индексов производится через валентность.

Для успешного составления и решения химических уравнений необходимо учитывать физические свойства вещества, такие как объем, плотность, масса. Также нужно знать состояние реагирующей системы (концентрация, температура, давление), разбираться в единицах измерения данных величин.

Для понимания вопроса о том, что такое химические уравнения, как решать их, необходимо использование основных законов и понятий этой науки. Чтобы успешно вычислять подобные задачи, необходимо также вспомнить или освоить навыки математических операций, уметь совершать действия с числами. Надеемся, с нашими советами вам будет легче справляться с химическими уравнениями.

Как легко решать химические уравнения. Как уравнять химическое уравнение: правила и алгоритм

Реакции между разного рода химическими веществами и элементами являются одним из главных предметов изучения в химии. Чтобы понять, как составить уравнение реакции и использовать их в своих целях необходимо достаточно глубокое понимание всех закономерностей при взаимодействии веществ, а также процессов с химическими реакциями.

Составление уравнений

Одним из способов выражения химической реакции является – химическое уравнение. В нем записывается формула исходного вещества и продукта, коэффициенты, которые показывают, какое количество молекул имеет каждое вещество. Все известные химические реакции разделяются на четыре типа: замещение, соединение, обмен и разложение. Среди них выделяют: окислительно-восстановительные, экзогенные, ионные, обратимые, необратимые и т.д.

Подробнее о том, как составлять уравнения химических реакций:

1. Необходимо определить, название веществ, взаимодействующих между собой в реакции. Пишем их в левой части нашего уравнения. В качестве примера рассмотрим химическую реакцию, которая образовалась между серной кислотой и алюминием. Реагенты располагаем слева: h3SO4+Al. Далее пишем знак «равно». В химии вы можете повстречать знак «стрелочка», которая указывает вправо, или же направленные противоположно две стрелки, они означают «обратимость». Результат взаимодействия металла и кислоты – соль и водород. Полученные после реакции продукты запиши после знака «равно», то есть справа. h3SO4+Al= h3+ Al2(SO4)3. Итак, у нас видна схема реакции.
2. Для составления химического уравнения обязательно нужно найти коэффициенты. Вернемся к предыдущей схеме. Посмотрим на левую ее часть. В составе серной кислоты содержатся атомы водорода, кислорода и серы, в примерном соотношении 2:4:1. В правой части – 3 атома серы и 12 атомов кислорода в соли. Два атома водорода содержится в молекуле газа. В левой части соотношение этих элементов составляет2:3:12
3. Для уравнивания количества атомов кислорода и серы, которые в составе сульфата алюминия (III), необходимо поставить перед кислотой в левую часть уравнения коэффициент 3. Теперь у нас в левой части имеется 6 атомов водорода. Для того чтобы сравнять количество элементов водорода, нужно поставить 3 перед водородом в правой части уравнения.
4. Теперь осталось лишь уравнять количество алюминия. Поскольку в состав соли входит два атома металла, то в левой части перед алюминием выставляем коэффициент 2. В итоге, мы получим уравнение реакции этой схемы: 2Al+3h3SO4=Al2(SO4)3+3h3

Поняв основные принципы как составить уравнение реакции химических веществ, в дальнейшем не вызовет особого труда записать любую, даже самую экзотическую, с точки зрения химии, реакцию.

Поговорим о том, как составить уравнение химической реакции. Именно этот вопрос в основном вызывает серьезные затруднения у школьников. Одни не могут понять алгоритм составления формул продуктов, другие неправильно расставляют коэффициенты в уравнении. Учитывая, что все количественные вычисления осуществляются именно по уравнениям, важно понять алгоритм действий. Попробуем выяснить, как составлять уравнения химических реакций.

Составление формул по валентности

Для того чтобы правильно записывать процессы, происходящие между различными веществами, нужно научиться записывать формулы. Бинарные соединения составляют с учетом валентностей каждого элемента. Например, у металлов главных подгрупп она соответствует номеру группы. При составлении конечной формулы между этими показателями определяется наименьшее кратное, затем расставляются индексы.

Что такое уравнение

Под ним понимают символьную запись, которая отображает взаимодействующие химические элементы, их количественные соотношения, а также те вещества, которые получаются в результате процесса. Одно из заданий, предлагаемых ученикам девятого класса на итоговой аттестации по химии, имеет следующую формулировку: «Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства предложенного класса веществ». Для того чтобы справиться с поставленной задачей, ученики должны владеть алгоритмом действий.

Алгоритм действий

Например, нужно написать процесс горения кальция, пользуясь символами, коэффициентами, индексами. Поговорим о том, как составить уравнение химической реакции, воспользовавшись порядком действий. В левой части уравнения через «+» записываем знаками вещества, которые участвуют в данном взаимодействии. Так как горение происходит с участием кислорода воздуха, который относится к двухатомным молекулам, его формулу пишем О2.

За знаком равенства формируем состав продукта реакции, используя правила расстановки валентности:

2Ca + O2 = 2CaO.

Продолжая разговор о том, как составить уравнение химической реакции, отметим необходимость использования закона постоянства состава, а также сохранения состава веществ. Они позволяют проводить процесс уравнивания, расставлять в уравнении недостающие коэффициенты. Данный процесс является одним из простейших примеров взаимодействий, происходящих в неорганической химии.

Важные аспекты

Для того чтобы понять, как составить уравнение химической реакции, отметим некоторые теоретические вопросы, касающиеся этой темы. Закон сохранения массы веществ, сформулированный М. В. Ломоносовым, объясняет возможность расстановки коэффициентов. Так как количество атомов каждого элемента до и после взаимодействия остается неизменным, можно проводить математические расчеты.

При уравнивании левой и правой частей уравнения используют наименьшее общее кратное, аналогично тому, как составляется формула соединения с учетом валентностей каждого элемента.

Окислительно-восстановительные взаимодействия

После того как у школьников будет отработан алгоритм действий, они смогут составить уравнение реакций, характеризующих химические свойства простых веществ. Теперь можно переходить к разбору более сложных взаимодействий, например протекающих с изменением степеней окисления у элементов:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.

Существуют определенные правила, согласно которым расставляют степени окисления в простых и сложных веществах. Например, у двухатомных молекул этот показатель равен нулю, в сложных соединениях сумма всех степеней окисления также должна быть равна нулю. При составлении электронного баланса определяют атомы или ионы, которые отдают электроны (восстановитель), принимают их (окислитель).

Между этими показателями определяется наименьшее кратное, а также коэффициенты. Завершающим этапом разбора окислительно-восстановительного взаимодействия является расстановка коэффициентов в схеме.

Ионные уравнения

Одним из важных вопросов, который рассматривается в курсе школьной химии, является взаимодействие между растворами. Например, дано задание следующего содержания: «Составьте уравнение химической реакции ионного обмена между хлоридом бария и сульфатом натрия». Оно предполагает написание молекулярного, полного, сокращенного ионного уравнения. Для рассмотрения взаимодействия на ионном уровне необходимо по таблице растворимости указать ее для каждого исходного вещества, продукта реакции. Например:

BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4

Вещества, которые не растворяются на ионы, записывают в молекулярном виде. Реакция обмена ионами протекает полностью в трех случаях:

• образование осадка;
• выделение газа;
• получение малодиссоциируемого вещества, например воды.

При наличии у вещества стереохимического коэффициента он учитывается при написании полного ионного уравнения. После того как будет написано полное ионное уравнение, проводят сокращение тех ионов, которые не были связаны в растворе. Конечным итогом любого задания, предполагающего рассмотрение процесса, протекающего между растворами сложных веществ, будет запись сокращенной ионной реакции.

Заключение

Химические уравнения позволяют объяснять с помощью символов, индексов, коэффициентов те процессы, которые наблюдаются между веществами. В зависимости от того, какой именно протекает процесс, существуют определенные тонкости записи уравнения. Общий алгоритм составления реакций, рассмотренный выше, основывается на валентности, законе сохранения массы веществ, постоянстве состава.

Имеет валентность равную двум, но в некоторых соединениях может проявлять высшую валентность. Если будет написана неправильно, то может не уравняться.

После правильного написания получившихся формул расставляем коэффициенты. Они для уравнения элементов. Суть уравнивания заключается в том, чтобы число элементов до реакции равнялось числу элементов после реакции. Начинать уравнивание стоит всегда с . Расставляем коэффициенты согласно индексам в формулах. Если с одной стороны реакции имеет индекс два, а с другой не имеет (принимает значение единицы), то во втором случае перед формулой ставим двойку.

Как только перед веществом поставлен коэффициент, значения всех элементов в этом увеличиваются в значение коэффициента. Если элемент обладает индексом, то сумма получившихся будет равняться произведению индекса и коэффициента.

После уравнивания металлов переходим к неметаллам. Затем переходим к кислотным остаткам и гидроксильным группам. Далее уравниваем водород. В самом конце проверяем реакцию по уравненному кислороду.

Химические реакции – это взаимодействие веществ, сопровождаемое изменением их состава. Иными словами, вещества, вступающие в , не соответствуют веществам, получающимся в результате реакции. С подобными взаимодействиями человек сталкивается ежечасно, ежеминутно. Ведь процессы, протекающие в его организме (дыхание, синтез белков, пищеварение и т.д.) – это тоже химические реакции.

Инструкция

Итак, запишите в левой части реакции исходные вещества: СН4 + О2.

В правой, соответственно, будут продукты реакции: СО2 + Н2О.

Предварительная запись этой химической реакции будет следующей: СН4 + О2 = СО2 + Н2О.

Уравняйте вышенаписанную реакцию, то есть добейтесь выполнения основного правила: количество атомов каждого элемента в левой и правой частях химической реакции должно быть одинаковым.

Вы видите, что количество атомов углерода совпадает, а количество атомов кислорода и водорода разное. В левой части 4 атома водорода, а в правой — только 2. Поэтому поставьте перед формулой воды коэффициент 2. Получите: СН4 + О2 = СО2 + 2Н2О.

Атомы углерода и водорода уравнены, теперь осталось сделать то же самое с кислородом. В левой части атомов кислорода 2, а в правой – 4. Поставив перед молекулой кислорода коэффициент 2, получите итоговую запись реакции окисления метана: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

Как неудивительна природа для человека: зимой она окутывает землю снежным пуховым одеялом, весной — раскрывает, словно хлопья поп корна, все живое, летом — бушует буйством красок, осенью поджигает рыжим огнем растения… И только если вдуматься и присмотреться, можно увидеть, что стоят за всеми этими столь привычными изменениями сложные физические процессы и ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ. А чтобы исследовать все живое, необходимо уметь решать химические уравнения. Основным требованием при уравнивании химических уравнений — знание закона сохранения количества вещества: 1)количество вещества до реакции равно количеству вещества после реакции; 2)общее количество вещества до реакции равно общему количеству вещества после реакции.

Инструкция

Чтобы уравнять «пример» необходимо выполнить несколько шагов.
Записать уравнение реакции в общем виде. Для этого неизвестные коэффициенты перед обозначить буквами латинского (х, y, z, t и тд). Пусть требуется уравнять реакцию соединения водорода и , в результате которой получится вода. Перед молекулами водорода, кислорода и воды поставить латинские

Часть I

1. Закон Ломоносова-Лавуазье – закон сохранения массы веществ:

2. Уравнения химической реакции – это условная запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков.

3. Химическое уравнение должно соответствовать закону сохранения массы веществ, что достигается расстановкой коэффициентов в уравнении реакции.

4. Что показывает химическое уравнение?
1) Какие вещества вступают в реакцию.
2) Какие вещества образуются в результате.
3) Количественные отношения веществ в реакции, т. е. количества реагирующих и образующихся веществ в реакции.
4) Тип химической реакции.

5. Правила расстановки коэффициентов в схеме химической реакции на примере взаимодействия гидроксида бария и фосфорной кислоты с образованием фосфата бария и воды.

а) Запишите схему реакции, т. е. формулы реагирующих и образующихся веществ:

б) начинайте уравнивать схему реакции с формулы соли (если она имеется). При этом помните, что несколько сложных ионов в составе основания или соли обозначаются скобками, а их число – индексами за скобками:

в) водород уравняйте в предпоследнюю очередь:

г) кислород уравняйте последним – это индикатор верной расстановки коэффициентов.
Перед формулой простого вещества возможна запись дробного коэффициента, после чего уравнение необходимо переписать с удвоенными коэффициентами.

Часть II

1. Составьте уравнения реакций, схемы которых:

2. Напишите уравнения химических реакций:

3. Установите соответствие между схемой и суммой коэффициентов в химической реакции.

4. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.

5. Что показывает уравнение следующей химической реакции:

1) Вступили в реакцию гидроксид меди и соляная кислота;
2) Образовались в результате реакции соль и вода;
3) Коэффициенты перед исходными веществами 1 и 2.

6. С помощью следующей схемы составьте уравнение химической реакции, используя удвоение дробного коэффициента:

7. Уравнение химической реакции:
4P+5O2=2P2O5
показывает количество вещества исходных веществ и продуктов, их массу или объём:
1) фосфора – 4 моль или 124 г;
2) оксида фосфора (V) – 2 моль, 284 г;
3) кислорода – 5 моль или 160 л.

Поговорим о том, как составить химическое уравнение, ведь именно они являются основными элементами данной дисциплины. Благодаря глубокому осознанию всех закономерностей взаимодействий и веществ, можно управлять ими, применять их в различных сферах деятельности.

Теоретические особенности

Составление химических уравнений — важный и ответственный этап, рассматриваемый в восьмом классе общеобразовательных школ. Что должно предшествовать данному этапу? Прежде чем педагог расскажет своим воспитанникам о том, как составить химическое уравнение, важно познакомить школьников с термином «валентность», научить их определять данную величину у металлов и неметаллов, пользуясь таблицей элементов Менделеева.

Составление бинарных формул по валентности

Для того чтобы понять, как составить химическое уравнение по валентности, для начала нужно научиться составлять формулы соединений, состоящих из двух элементов, пользуясь валентностью. Предлагаем алгоритм, который поможет справиться с поставленной задачей. Например, необходимо составить формулу оксида натрия.

Сначала важно учесть, что тот химический элемент, который в названии упоминается последним, в формуле должен располагаться на первом месте. В нашем случае первым будет записываться в формуле натрий, вторым кислород. Напомним, что оксидами называют бинарные соединения, в которых последним (вторым) элементом обязательно должен быть кислород со степенью окисления -2 (валентностью 2). Далее по таблице Менделеева необходимо определить валентности каждого из двух элементов. Для этого используем определенные правила.

Так как натрий — металл, который располагается в главной подгруппе 1 группы, его валентность является неизменной величиной, она равна I.

Кислород — это неметалл, поскольку в оксиде он стоит последним, для определения его валентности мы из восьми (число групп) вычитаем 6 (группу, в которой находится кислород), получаем, что валентность кислорода равна II.

Между определенными валентностями находим наименьшее общее кратное, затем делим его на валентность каждого из элементов, получаем их индексы. Записываем готовую формулу Na 2 O.

Инструкция по составлению уравнения

А теперь подробнее поговорим о том, как составить химическое уравнение. Сначала рассмотрим теоретические моменты, затем перейдем к конкретным примерам. Итак, составление химических уравнений предполагает определенный порядок действий.

• 1-й этап. Прочитав предложенное задание, необходимо определить, какие именно химические вещества должны присутствовать в левой части уравнения. Между исходными компонентами ставится знак «+».
• 2-й этап. После знака равенства необходимо составить формулу продукта реакции. При выполнении подобных действий потребуется алгоритм составления формул бинарных соединений, рассмотренный нами выше.
• 3-й этап. Проверяем количество атомов каждого элемента до и после химического взаимодействия, в случае необходимости ставим дополнительные коэффициенты перед формулами.

Пример реакции горения

Попробуем разобраться в том, как составить химическое уравнение горения магния, пользуясь алгоритмом. В левой части уравнения записываем через сумму магний и кислород. Не забываем о том, что кислород является двухатомной молекулой, поэтому у него необходимо поставить индекс 2. После знака равенства составляем формулу получаемого после реакции продукта. Им будет в котором первым записан магний, а вторым в формуле поставим кислород. Далее по таблице химических элементов определяем валентности. Магний, находящийся во 2 группе (главной подгруппе), имеет постоянную валентность II, у кислорода путем вычитания 8 — 6 также получаем валентность II.

Запись процесса будет иметь вид: Mg+O 2 =MgO.

Для того чтобы уравнение соответствовало закону сохранения массы веществ, необходимо расставить коэффициенты. Сначала проверяем количество кислорода до реакции, после завершения процесса. Так как было 2 атома кислорода, а образовался всего один, в правой части перед формулой оксида магния необходимо добавить коэффициент 2. Далее считаем число атомов магния до и после процесса. В результате взаимодействия получилось 2 магния, следовательно, в левой части перед простым веществом магнием также необходим коэффициент 2.

Итоговый вид реакции: 2Mg+O 2 =2MgO.

Пример реакции замещения

Любой конспект по химии содержит описание разных видов взаимодействий.

В отличие от соединения, в замещении и в левой, и в правой части уравнения будет два вещества. Допустим, необходимо написать реакцию взаимодействия между цинком и Алгоритм написания используем стандартный. Сначала в левой части через сумму пишем цинк и соляную кислоту, в правой части составляем формулы получаемых продуктов реакции. Так как в электрохимическом ряду напряжений металлов цинк располагается до водорода, в данном процессе он вытесняет из кислоты молекулярный водород, образует хлорид цинка. В результате получаем следующую запись: Zn+HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Теперь переходим к уравниванию количества атомов каждого элемента. Так как в левой части хлора был один атом, а после взаимодействия их стало два, перед формулой соляной кислоты необходимо поставить коэффициент 2.

В итоге получаем готовое уравнение реакции, соответствующее закону сохранения массы веществ: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 .

Заключение

Типичный конспект по химии обязательно содержит несколько химических превращений. Ни один раздел этой науки не ограничивается простым словесным описанием превращений, процессов растворения, выпаривания, обязательно все подтверждается уравнениями. Специфика химии заключается в том, что с все процессы, которые происходят между разными неорганическими либо органическими веществами, можно описать с помощью коэффициентов, индексов.

Чем еще отличается от других наук химия? Химические уравнения помогают не только описывать происходящие превращения, но и проводить по ним количественные вычисления, благодаря которым можно осуществлять лабораторное и промышленное получение разных веществ.

Химические уравнения

На основании закона сохранения массы веществ составляют уравнения химических реакций. Химическое уравнение – условная запись химической реакции с помощью химических формул и знаков.

В левой части уравнения записывают формулы или формулу веществ, которые вступили в химическую реакцию. Их называют исходными веществами, между ними знак «плюс», в правой части уравнения записывают формулы или формулу продуктов реакции, т.е. веществ, которые образуются в результате реакции, между ними тоже ставят знак «плюс», а между левой и правой частью уравнения ставят стрелку.

Химическую реакцию можно изобразить молекулярным уравнением. Т.е. молекулярное уравнение – это уравнение, в котором исходные вещества и продукты реакции записаны в виде молекул. Если в результате реакции образуется осадок, то возле него справа ставят стрелку, направленную вниз (↓), а если выделяется газ, то возле него справа ставят стрелку, направленную вверх (↑).

После записи схемы уравнения находят коэффициенты, т.е. цифры, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов до и после реакции было одинаковым.

Например, запишем уравнение реакции водорода с кислородом. Вначале укажем формулы веществ, вступивших в химическую реакцию – это водород (Н₂) и кислород (О₂), между ними ставим знак «плюс», в результате реакции образуется вода – Н₂О. Между веществами левой и правой части ставим стрелку. Посмотрим, сколько атомов водорода в левой и правой части. Получается два атома водорода до и после реакции, а кислорода до реакции 2 атома, после реакции – один атом. Поэтому в правой части уравнения перед формулой воды ставим коэффициент 2. Но теперь в правой части уравнения стало 4 атома водорода, а в левой только 2. Чтобы уровнять число атомов водорода, необходимо в левой части уравнения перед водородом поставить коэффициент 2. Т.к. мы уровняли число всех атомов в левой и правой части уравнения, то теперь ставим не стрелку, а знак равенства.

Для правильного подбора коэффициентов в уравнении реакции следует выполнять некоторые условия:

·                   Перед формулой простого вещества можно записывать дробный коэффициент. Например, в реакции горения бутана:

С₄Н₁₀ + О₂ → СО₂ + Н₂О. Перед формулой СО₂ ставим коэффициент 4, т.к. в реакцию вступает 4 атома углерода, перед формулой воды ставим коэффициент 5, т.к. в реакцию вступает 10 атомов водорода. В результате реакции образуется 13 атомов кислорода, а до реакции 2 атома, значит перед формулой кислорода необходимо поставить коэффициент 6,5. А так как, коэффициент показывает не только число атомов, но и молекул, то следует удвоить коэффициент в уравнении. Получается, уравнение будет иметь вид: 2С₄Н₁₀ + 13О₂ → 8СО₂ + 10Н₂О.

·                   Если в схеме реакции есть соль, то сначала уравнивают число ионов, образующих соль. Например, в результате реакции фосфорной кислоты и гидроксида кальция образуется соль – фосфат кальция и вода.

Н₃РО₄ + Са(ОН)₂ → Са₃(РО₄)₂ + Н₂О. Эта соль состоит из фосфат-ионов с зарядом 3- и ионов кальция с зарядом 2+. Уравняем их число, записав перед формулой фосфорной кислоты коэффициент 2, а перед формулой гидроксида кальция – коэффициент 3.

·                   Если в схеме реакции есть атомы водорода и кислорода, то сначала уравниваются атомы водорода, а только потом кислорода. Из предыдущей схемы видно, что в левой части уравнения 12 атомов водорода, в правой – только 2, значит, перед формулой воды необходимо поставить коэффициент 6. Подсчитаем число атомов кислорода. До реакции их 14, после реакции тоже 14. Поэтому можно вместо стрелки поставить знак равенства.

·                   Если в схеме реакции имеется несколько формул солей, то начинать уравнивание следует с ионов, входящих в состав соли, содержащей большее их число. Например, в реакции нитрата бария и сульфата алюминия образуется две соли – сульфат бария и нитрат алюминия. Наибольшее число ионов содержит соль – нитрат алюминия, поэтому сначала нужно уравнять ионы, которыми образована эта соль, т.е. ионы алюминия и нитрат-ионы. Ba(NO₃)₂ + Al₂(SO₄)₃ → BaSO₄ + Al(NO₃)₃. У алюминия заряд 3+, у нитрат-ионов  – 1-. Поэтому в левой части уравнения перед формулой Ba(NO₃)₂ ставим коэффициент 3. Перед формулой Al₂(SO₄)₃ нужно поставить коэффициент 1, но он не ставится. Уравниваем остальные ионы. Ионов бария до реакции 3, после реакции 1, поэтому перед формулой BaSO₄ ставим коэффициент 3, нитрат-ионов до реакции 6, поэтому в правой части уравнения перед Al(NO₃)₃ ставим коэффициент 2. Число атомов алюминия до и после реакции одинаково, т.е. 2. Ионов бария и сульфат-ионов до реакции и после реакции одинаково – по 3.

·                   Если число атомов какого-то элемента в одной части схемы уравнения четное, а в другой нечетное, то необходимо перед формулой с нечетным числом атомов поставить коэффициент 2, а затем уровнять число всех атомов. Например, расставим коэффициенты в реакции алюминия с кислородом. Al + O₂ → Al₂O₃. В результате реакции образуется оксид алюминия – Al₂O₃. Число атомов кислорода до реакции четное, т.е. равно двум, а после реакции нечетное – 3. Поэтому перед формулой оксида алюминия ставим коэффициент 2. В результате у нас стало 6 атомов кислорода после реакции, значит, в левой части уравнения перед формулой кислорода ставим коэффициент 3. Начинаем уравнивать число атомов алюминия до и после реакции. До реакции 1 атом, после реакции – 4. Следовательно, в левой части уравнения перед формулой алюминия ставим коэффициент 4. Теперь число атомов каждого химического элемента в левой и правой части схемы уравнения одинаково, и стрелку следует заменить знаком равенства.

Как решать химические уравнения реакций? Реакция разложения: примеры и уравнение

Инструкция

Рассмотрите пример образования труднорастворимого соединения.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Или вариант в ионном виде:

2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

При решении ионных уравнений, необходимо соблюдать следующие правила:

Одинаковые ионы из обеих его частей исключаются;

Следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения.

Написать ионные уравнения взаимодействия между водными растворами следующих веществ: a) HCl и NaOH; б) AgNO3 и NaCl; в) К2СO3 и h3SO4; г) СН3СOOH и NaOH.

Решение. Запишите уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:

а) HCl + NaOH = NaCl + h3O

б) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

в) K2CO3 + h3SO4 = K2SO4 + CO2 + h3O

г) СН3СOOH + NaOH = Ch4COONa + h3O

Отметьте, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием либо слабых (Н2О), либо труднорастворимого вещества (AgCl), либо газа (СO2).

Исключив одинаковые ионы из левых и правых частей равенства (в случае варианта а) – ионы и , в случае б) – ионы натрия и -ионы, в случае в) – ионы калия и сульфат-ионы), г) – ионы натрия, получите решение этих ионных уравнений:

а) H+ + OH- = h3O

б) Ag+ + Cl- = AgCl

в) CO32- + 2H+ = CO2 + h3O

г) СН3СOOH + OH- = Ch4COO- + h3O

Довольно часто в самостоятельных и контрольных работах встречаются задания, предполагающие решение уравнений реакций. Однако без некоторых знаний, навыков и умений даже самые простые химические уравнения не написать.

Инструкция

Прежде всего нужно изучить основные органических и неорганических соединений. На крайний случай можно иметь перед собой подходящую шпаргалку, которая сможет помочь во время выполнения задания. После тренировки все равно в памяти отложатся необходимые знания и умения.

Базовым является материал, охватывающий , а также способы получения каждого соединений. Обычно они представлены в виде общих схем, например: 1. + основание = соль + вода
2. кислотный оксид + основание = соль + вода
3. основный оксид + кислота = соль + вода
4. металл + (разб) кислота = соль + водород
5. растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + растворимая соль
6. растворимая соль + = нерастворимое основание + растворимая соль
Имея перед глазами таблицу растворимости солей, и , а также схемы-шпаргалки, можно по ним решать уравнения реакций. Важно только иметь полный перечень таких схем, а также сведения о формулах и названиях различных классов органических и неорганических соединений.

После того, как удастся само уравнение, необходимо проверить правильность написания химических формул. Кислоты, соли и основания легко проверяются по таблице растворимости, в которой указаны заряды ионов кислотных остатков и металлов. Важно помнить, что любая должна быть в целом электронейтральна, то есть, количество положительных зарядов должно совпадать с количеством отрицательных. Обязательно при этом учитываются индексы, которые перемножаются на соответствующие заряды.

Если и этот этап пройден и имеется уверенность в правильности написания уравнения химической реакции , то можно теперь смело расставлять коэффициенты. Химическое уравнение представляет собой условную запись реакции с помощью химических символов, индексов и коэффициентов. На этом этапе выполнения задания обязательно нужно придерживаться правил: Коэффициент ставится перед химической формулой и относится ко всем элементам, входящим в состав вещества.
Индекс ставится после химического элемента немного внизу, и относится только к стоящему слева от него химическому элементу.
Если группа (например, кислотный остаток или гидроксильная группа) стоит в скобках, то нужно усвоить, что два, рядом стоящих индекса (перед скобкой и после нее) перемножаются.
При подсчете атомов химического элемента коэффициент умножается (не складывается!) на индекс.

Далее подсчитывается количество каждого химического элемента таким образом, чтобы суммарное число элементов, входящих в состав исходных веществ совпадало с числом атомов, входящих в состав соединений, образовавшихся продуктов реакции . Путем анализа и применения, вышеизложенных, правил можно научиться решать уравнения реакций, входящих в состав цепочек веществ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Химическими реакция называют превращения веществ, в которых происходит изменение их состава и (или) строения.

Наиболее часто под химическими реакциями понимают процесс превращения исходных веществ (реагентов) в конечные вещества (продукты).

Химические реакции записываются с помощью химических уравнений, содержащих формулы исходных веществ и продуктов реакции. Согласно закону сохранения массы, число атомов каждого элемента в левой и правой частях химического уравнения одинаково. Обычно формулы исходных веществ записывают в левой части уравнения, а формулы продуктов – в правой. Равенство числа атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения достигается расстановкой перед формулами веществ целочисленных стехиометрических коэффициентов.

Химические уравнения могут содержать дополнительные сведения об особенностях протекания реакции: температура, давление, излучение и т.д., что указывается соответствующим символом над (или «под») знаком равенства.

Все химические реакции могут быть сгруппированы в несколько классов, которым присущи определенные признаки.

Классификация химических реакций по числу и составу исходных и образующихся веществ

Согласно этой классификации, химические реакции подразделяются на реакции соединения, разложения, замещения, обмена.

В результате реакций соединения из двух или более (сложных или простых) веществ образуется одно новое вещество. В общем виде уравнение такой химической реакции будет выглядеть следующим образом:

Например:

СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

2Mg + O 2 = 2MgO.

2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3

Реакции соединения в большинстве случаев экзотермические, т.е. протекают с выделением тепла. Если в реакции участвуют простые вещества, то такие реакции чаще всего являются окислительно-восстановительными (ОВР), т.е. протекают с изменением степеней окисления элементов. Однозначно сказать будет ли реакция соединения между сложными веществами относиться к ОВР нельзя.

Реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется несколько других новых веществ (сложных или простых) относят к реакциям разложения . В общем виде уравнение химической реакции разложения будет выглядеть следующим образом:

Например:

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2H 2 O =2H 2 + O 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 +4H 2 O (7)

Большинство реакций разложения протекает при нагревании (1,4,5). Возможно разложение под действием электрического тока (2). Разложение кристаллогидратов, кислот, оснований и солей кислородсодержащих кислот (1, 3, 4, 5, 7) протекает без изменения степеней окисления элементов, т.е. эти реакции не относятся к ОВР. К ОВР реакциям разложения относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях окисления (6).

Реакции разложения встречаются и в органической химии, но под другими названиями — крекинг (8), дегидрирование (9):

С 18 H 38 = С 9 H 18 + С 9 H 20 (8)

C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)

При реакциях замещения простое вещество взаимодействует со сложным, образуя новое простое и новое сложное вещество. В общем виде уравнение химической реакции замещения будет выглядеть следующим образом:

Например:

2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 О 3 (1)

Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2 (2)

2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2 (3)

2КСlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)

СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2 (5)

Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 О 5 (6)

СН 4 + Сl 2 = СН 3 Сl + НСl (7)

Реакции замещения в своем большинстве являются окислительно-восстановительными (1 – 4, 7). Примеры реакций разложения, в которых не происходит изменения степеней окисления немногочисленны (5, 6).

Реакциями обмена называют реакции, протекающие между сложными веществами, при которых они обмениваются своими составными частями. Обычно этот термин применяют для реакций с участием ионов, находящихся в водном растворе. В общем виде уравнение химической реакции обмена будет выглядеть следующим образом:

АВ + СD = АD + СВ

Например:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)

NаНСО 3 + НСl = NаСl + Н 2 О + СО 2 (3)

AgNО 3 + КВr = АgВr ↓ + КNО 3 (4)

СrСl 3 + ЗNаОН = Сr(ОН) 3 ↓+ ЗNаСl (5)

Реакции обмена не являются окислительно-восстановительными. Частный случай этих реакций обмена -реакции нейтрализации (реакции взаимодействия кислот со щелочами) (2). Реакции обмена протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного вещества (3), осадка (4, 5) или малодиссоциирующего соединения, чаще всего воды (1, 2).

Классификация химических реакций по изменениям степеней окисления

В зависимости от изменения степеней окисления элементов, входящих в состав реагентов и продуктов реакции все химические реакции подразделяются на окислительно-восстановительные (1, 2) и, протекающие без изменения степени окисления (3, 4).

2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

Mg 0 – 2e = Mg 2+ (восстановитель)

С 4+ + 4e = C 0 (окислитель)

FeS 2 + 8HNO 3 (конц) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e = Fe 3+ (восстановитель)

N 5+ +3e = N 2+ (окислитель)

AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

Классификация химических реакций по тепловому эффекту

В зависимости от того, выделяется ли или поглощается тепло (энергия) в ходе реакции, все химические реакции условно разделяют на экзо – (1, 2) и эндотермические (3), соответственно. Количество тепла (энергии), выделившееся или поглотившееся в ходе реакции называют тепловым эффектом реакции. Если в уравнении указано количество выделившейся или поглощенной теплоты, то такие уравнения называются термохимическими.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 кДж (1)

2Mg + O 2 = 2MgO + 602, 5 кДж (2)

N 2 + O 2 = 2NO – 90,4 кДж (3)

Классификация химических реакций по направлению протекания реакции

По направлению протекания реакции различают обратимые (химические процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ) и необратимые (химические процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ).

Для обратимых реакций уравнение в общем виде принято записывать следующим образом:

А + В ↔ АВ

Например:

СН 3 СООН + С 2 Н 5 ОН↔ Н 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О

Примерами необратимых реакций может служить следующие реакции:

2КСlО 3 → 2КСl + ЗО 2

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О

Свидетельством необратимости реакции может служить выделение в качестве продуктов реакции газообразного вещества, осадка или малодиссоциирующего соединения, чаще всего воды.

Классификация химических реакций по наличию катализатора

С этой точи зрения выделяют каталитические и некаталитические реакции.

Катализатором называют вещество, ускоряющее ход химической реакции. Реакции, протекающие с участием катализаторов, называются каталитическими. Протекание некоторых реакций вообще невозможно без присутствия катализатора:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (катализатор MnO 2)

Нередко один из продуктов реакции служит катализатором, ускоряющим эту реакцию (автокаталитические реакции):

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, где Ме – металл.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Часто от приличных на вид людей можно услышать о вреде для здоровья какого-то продукта или средства. Причем главным аргументом в пользу такого утверждения будет фраза: «Это химия!». Однако так говорить могут лишь те, кто в школе явно прогуливал уроки по данному предмету. Дело в том, что человеческий, да и любой биологический организм, сам по себе состоит из множества органических и неорганических веществ. При этом поддерживать его жизнеспособность помогают различные процессы, непрерывно происходящие внутри него. Одним из главных среди них — является химическая реакция разложения. Давайте узнаем больше о ней и особенностях ее протекания с органическими и неорганическими веществами.

Что за процесс называется химической реакцией

Прежде всего, стоит узнать значение понятия «химическая реакция». Это словосочетание означает превращение одного и более исходных веществ (называются реагентами) в другие. В процессе подобной метаморфозы ядра атомов взаимодействующих соединений не поддаются изменениям, однако происходит перераспределение электронов. Таким образом, после превращения на выходе образуются новые атомные соединения.

Химические реакции имеют качественное отличие от физических и ядерных.

• В результате первых исходные реагенты никогда не меняют свой состав, хотя и способны образовывать смеси или переходить из одного агрегатного состояния в другое. В отличие от них, процессы химические сопровождаются образованием новых соединений, с совершенно иными свойствами.
• Результатом вторых является изменения изотопного состава и числа атомов. Таким образом, на выходе из одних элементов, образовываются другие. Однако для столь глубокие метаморфозы не характерны. Поскольку изменения, произошедшие из-за них, не влияют на внутреннюю структуру атомов.

Условия протекания химических реакций

Во многих случаях, для успешного протекания процессов такого рода, необходим просто физический контакт реагентов друг с другом или их смешивание. Но часто для начала химической реакции, ей необходимы катализаторы. В этой роли могут выступать как различные вещества, так и определенные внешние условия.

• Воздействие температуры. Для того чтобы запустить отдельные химические процессы, необходимо нагревать реагенты. К примеру, чтобы начать реакцию разложения карбоната кальция, это температуру этого соединений необходимо повысить до 900-1200 °C.
• Электромагнитные волны. Наиболее эффективно стимулирующей протекание любых процессов является воздействие на реагенты световыми волнами. Такие реакции носят название «фотохимические». Классическим примером такой реакции является фотосинтез.
• Ионизирующее излучение.
• Воздействие электрического тока.
• Разного рода механическое влияние на реагирующие вещества.

Какие виды химических реакций существуют

Классификация подобных процессов в основном производится по шести признакам.

• По наличию границы разделения фаз: гомо-/гетерогенные реакции.
• По выделению/поглощению тепла: экзотермически и эндотермические процессы.
• По наличию/отсутствию катализаторов: каталитические и некаталитические реакции.
• По направлению протекания: обратимые и В зависимости от данной категории находится тип знака между левой и правой частями химического уравнения. При необратимых — это две стрелки направленные в противоположные стороны, при обратимых — только одна, направленная слева на право.
• По изменению степени окисления. По этому принципу выделяют окислительно-восстановительную реакцию.
• Разложение (расщепление), соединение, замещение и обмен — это виды химических процессов по типу метаморфоз реагентов.

(расщепления): что это

Под данным термином подразумевается процесс, в результате которого одно разделяется на два и более простых. В большинстве случаев катализатором для этого выступает высокая температура. По этой причине данный процесс еще называют реакцией термического разложения.

В качестве примера можно привести один из классических способов получения чистого кислорода (О 2) в промышленности. Это происходит в следствии нагревании KMnO 4 (более известен всем под бытовым названием «марганцовка»).

В результате расщепления образуется не только кислород, но и манганат калия (K 2 MnO 4) , а также диоксид марганца (MnO 2).

Уравнение реакции разложения

Любое химическое уравнение состоит из двух частей: левой и правой. В первой из них записываются реагирующие соединения, а во второй — продукты реакции. Между ними обычно ставится направленная вправо стрелка. Иногда она бывает двухсторонней, если речь идет об обратимом процессе. В отдельных случаях ее допустимо заменить знаком равенства (=).

Рассматриваемый процесс, как и остальные виды химических процессов, имеет собственную формулу. Схематически уравнение реакции разложения выглядит таким образом: AB (t) → A+B.

Стоит помнить, что преимущественное большинство таких процессов происходит под воздействием тепла. Чтобы сообщить об этом, над стрелкой или рядом с ней часто ставится либо литера t, либо треугольник. Однако, иногда вместо тепла, в роли катализаторов выступают различные вещества, излучения.

В рассмотренной выше формуле AB — то исходное сложное соединения, A, B — это новые вещества, образованные в результате реакции разложения.

Примеры практические такого процесса встречаются очень часто. Можно проиллюстрировать данную формулу, с помощью уравнения процесса, описанного в предыдущем пункте: 2KMnO 4 (t) → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 .

Виды реакций разложения

В зависимости от типа катализатора (который способствует расщеплению сложного вещества на более простые) выделяют несколько видов разложения.

Расщепление Н2О

Разобравшись с теорией, касающейся реакции разложения, примеры практические ее проведения стоит рассмотреть. Поскольку Н 2 О сегодня является одним из наиболее доступных веществ для проведения химических опытов, стоит начать с нее.

Данная реакция разложения воды именуется еще электролизом и выглядит таким образом: 2Н 2 О (электрический ток) → 2Н 2 + О 2 .
Расшифровывается данное уравнение так: под воздействием на молекулы воды электрического тока, они расщепляют и образуют два газа — кислород и водород.

Стоит отметить, что этот метод активно используется на подводных лодках для получения кислорода. В современном мире он заменил более дорогой способ получения этого жизненно важного вещества из пероксида натрия (Na 2 O 2) , с помощью его взаимодействия с углекислым газом: Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + O 2 .

В перспективе реакция разложения воды может иметь огромное значение для будущего планеты. Поскольку таким образом можно добывать не только кислород, но и водород, использующийся как ракетное топливо. Разработки в этой области уже ведутся многие годы, однако основной проблемой является необходимость снизить количество энергозатрат на расщепление молекул воды.

Расщепление Н2О2

Среди других примеров реакции разложения стоит обратить внимание на образование воды и кислорода из пероксида водорода (перекись).

Выглядит она таким образом: Н 2 О 2 (t) → 2Н 2 О + О 2 .

Данный процесс также является термическим, поскольку для его начала, необходимо, чтобы исходное веществ было нагрето до температуры в 150 °C.

Именно по этой причине, перекись водорода (которую большинство использует для обработки ран) не превращается в воду, стоя в домашних аптечках.

Однако стоит помнить, что реакция разложения пероксида водорода может происходить и при обычной комнатной температуре, если вещество контактирует с такими соединениями, как каустическая сода (NaOH) или диоксид марганца (MnO 2). Также в роли катализаторов могут выступать платина (Pt) и купрум (Cu).

Реакция термического разложения CaCO3

Еще одним интересным примером может служить расщепление карбоната кальция. Данный процесс можно записать с помощью такого уравнения: CaCO 3 (t) → CaO + CO 2 .

Продуктом этой реакции буде (оксид кальция) и углекислый газ.

Представленный выше процесс активно используется в промышленности для получения углекислого газа. Подобные реакции производятся в специализированных шахтах, поскольку расщепление карбоната кальция происходит лишь при температуре от 900 °C.

Для характеристики определенной химической реакции необходимо уметь составить запись, которая будет отображать условия протекания химической реакции, показывать какие вещества вступили в реакцию, а какие образовались. Для этого используют схемы химических реакций.

Схема химической реакции – условная запись, показывающая, какие вещества вступают в реакцию, какие продукты реакции образуются, а также условия протекания реакции

Рассмотрим в качестве примера реакцию взаимодействия угля и кислорода. Схема данной реакции записывается следующим образом:

С + О2 → СО2.

уголь взаимодействует с кислородом с образованием углекислого газа

Углерод и кислород – в данной реакции реагенты, а полученный углекислый газ – продукт реакции. Знак «→ » обозначает протекание реакции. Часто над стрелкой пишут условия, при которых происходит реакция

Например, знак « t° → » обозначает, что реакция протекает при нагревании. Знак « Р → » обозначает давление, а знак « hv → » – что реакция протекает под действием света. Также над стрелкой могут указывать дополнительные вещества, участвующие в реакции. Например, « О2 → ».

Если в результате химической реакции образуется газообразное вещество, то в схеме реакции, после формулы этого вещества записывают знак «→ ». Если при протекании реакции образуется осадок, его обозначают знаком «→ ».

Например, при нагревании порошка мела (он содержит вещество с химической формулой CaCO3), образуются два вещества: негашеная известь CaO и углекислый газ.

СaCO3 t° → CaO + CO2 .

В тех случаях, когда и реагенты и продукты реакции, например, являются газами, знак «» не ставят. Так, природный газ, в основном состоит из метана Ch5, при его нагревании до 1500°С он превращается в два других газа: водород Н2 и ацетилен С2Н2. Схема реакции записывается так:

Ch5 t° → C2h3 + h3.

Важно не только уметь составлять схемы химических реакций, но и понимать, что они обозначают. Рассмотрим, еще одну схему реакции:

h3O эл.ток → Н2 + О2

Данная схема означает, что под действием электрического тока, вода разлагается на два простых газообразных вещества: водород и кислород. Схема химической реакции является подтверждением закона сохранения массы и показывает, что химические элементы во время химической реакции не исчезают, а только перегруппировываются в новые химические соединения.

Уравнения химических реакций

Согласно закону сохранения массы исходная масса продуктов всегда равна массе полученных реагентов. Количество атомов элементов до и после реакции всегда одинаковое, атомы только перегруппировываются и образуют новые вещества.

Вернемся к схемам реакций, записанным ранее:

СaCO3 t° → CaO + CO2; С + О2 СО2.

В данных схемах реакций знак «→ » можно заменить на знак «=», так как видно, что количество атомов до и после реакций одинаковое. Записи будут иметь следующий вид:

СaCO3 = CaO + CO2; С + О2 = СО2.

Именно такие записи называют уравнениями химических реакций, то есть, это – записи схем реакций, в которых количество атомов до и после реакции одинаковое.

Уравнение химической реакции – условная запись химической реакции посредством химических формул, которая соответствует закону сохранения массы вещества

Если мы рассмотрим другие, приведенные ранее схемы уравнений, можно заметить, что на первый взгляд, закон сохранения массы в них не выполняется:

Ch5 t° → C2h3 + h3.

Видно, что в левой части схемы, атом углерода один, а в правой – их два. Атомов водорода поровну и в левой и правой частях их по четыре. Превратим данную схему в уравнение. Для этого необходимо уравнять количество атомов углерода. Уравнивают химические реакции при помощи коэффициентов, которые записывают перед формулами веществ.

Очевидно, чтобы количество атомов углерода стало одинаковым слева и справа, в левой части схемы, перед формулой метана, необходимо поставить коэффициент 2:

2Ch5 t° → C2h3 + h3

Видно, что атомов углерода слева и справа теперь поровну, по два. Но теперь неодинаково количество атомов водорода. В левой части уравнения их 2∙4 = 8. В правой части уравнения атомов водорода 4 (два из них в молекуле ацетилена, и еще два – в молекуле водорода). Если поставить коэффициент перед ацетиленом, нарушится равенство атомов углерода. Поставим перед молекулой водорода коэффициент 3:

2Ch5 = C2h3 + 3h3

Теперь количество атомов углерода и водорода в обеих частях уравнения одинаковое. Закон сохранения массы выполняется!

Рассмотрим другой пример. Схему реакции Na + h3O → NaOH + h3 необходимо превратить в уравнение.

В данной схеме различным является количество атомов водорода. В левой части два, а в правой – три атома. Поставим коэффициент 2 перед NaOH.

Na + h3O → 2NaOH + h3

Тогда атомов водорода в правой части станет четыре, следовательно, коэффициент 2 необходимо добавить и перед формулой воды:

Na + 2h3O → 2NaOH + h3

Уравняем и количество атомов натрия:

2Na + 2h3O = 2NaOH + h3

Теперь количество всех атомов до и после реакции одинаковое.

Таким образом, можно сделать вывод: чтобы превратить схему химической реакции в уравнение химической реакции, необходимо уравнять количество всех атомов, входящих в состав реагентов и продуктов реакции при помощи коэффициентов. Коэффициенты ставятся перед формулами веществ.

Подведем итоги об Уравнения химических реакций

• Схема химической реакции – условная запись, показывающая, какие вещества вступают в реакцию, какие продукты реакции образуются, а также условия протекания реакции
• В схемах реакций используют обозначения, указывающие на особенности их протекания
• Уравнение химической реакции – условная запись химической реакции посредством химических формул, которая соответствует закону сохранения массы вещества
• Схему химической реакции превращают в уравнение путем расстановки коэффициентов перед формулами веществ

Решение уравнений химический реакций вызывают затруднения у немалого количества учеников средней школы во-многом благодаря большому разнообразию участвующих в них элементов и неоднозначности их взаимодействия. Но так как основная часть курса общей химии в школе рассматривает именно взаимодействие веществ на основе их уравнений реакций, то ученикам необходимо обязательно ликвидировать пробелы в данной области и научиться решать химические уравнения, чтобы избежать проблем с предметом в дальнейшем.

Уравнением химической реакции называется символьная запись, отображающая взаимодействующие химические элементы, их количественное соотношение и получающиеся в результате взаимодействия вещества. Данные уравнения отражают сущность взаимодействия веществ с точки зрения атомно-молекулярного или электронного взаимодействия.

1. В самом начале школьного курса химии учат решать уравнения на основе понятия валентности элементов периодической таблицы. На основе данного упрощения рассмотрим решение химического уравнения на примере окисления алюминия кислородом. Алюминий, взаимодействуя с кислородом, образует оксид алюминия. Обладая указанными исходными данными составим схему уравнения.

   Al + O 2 → AlO

   В данном случае мы записали примерную схему химической реакции, которая лишь частично отражает ее сущность. В левой части схемы записываются вещества, вступающую в реакцию, а в правой результат их взаимодействия. Кроме того, кислород и другие типичные окислители, обычно записываются правее металлов и других восстановителей в обоих частях уравнения. Стрелка показывает направление реакции.

2. Чтобы данная составленная схема реакции приобрела законченный вид и соответствовала закону сохранения массы веществ, необходимо:
   • Проставить индексы в правой части уравнения у вещества, получившегося в результате взаимодействия.
     
   • Уровнять количество участвующих в реакции элементов с количеством получившегося вещества в соответствии с законом сохранения массы веществ.
3. Начнем с приостановки индексов в химической формуле готового вещества. Индексы устанавливаются в соответствии с валентностью химических элементов. Валентностью называют способность атомов образовывать соединения с другими атомами за счет соединения их неспаренных электронов, когда одни атомы отдают свои электроны, а другие присоединяют их себе на внешний энергетический уровень. Принято считать, что валентность химического элемента определяет его группой (колонкой) в периодической таблице Менделеева. Однако на практике взаимодействие химических элементов происходит гораздо сложнее и разнообразнее. Например, атом кислорода во всех реакциях имеет валентность Ⅱ, несмотря на то, что в периодической таблице находится в шестой группе.
4. Чтобы помочь вам сориентироваться в этом многообразии, предлагаем вам следующий небольшой справочный помощник, который поможет определить валентность химического элемента. Выберите интересующий вас элемент и вы увидите возможные значения его валентности. В скобках указаны редкие для выбранного элемента валентности.
5. Вернемся к нашему примеру. Запишем в правой части схемы реакции сверху над каждым элементом его валентность.

   Для алюминия Al валентность будет равна Ⅲ, а для молекулы кислорода O 2 валентность равна Ⅱ. Находим наименьшее общее кратное к этим числам. Оно будет равно шести. Делим наименьшее общее кратное на валентность каждого элемента и получаем индексы. Для алюминия шесть делим на валентность получаем индекс 2, для кислорода 6/2=3. Химическая формула оксида алюминия, полученного в результате реакции, примет вид Al 2 O 3 .

   Al + O 2 → Al 2 O 3

6. После получения правильной формулы готового вещества необходимо проверить и в большинстве случаев уравнять правые и левые части схемы согласно закона сохранения массы, так как продукты реакции образуются из тех же атомов, которые изначально входили в состав исходных веществ, участвующих в реакции.
7. Закон сохранения массы гласит, что количество атомов вступивших в реакцию должно равняться количеству атомов получившихся в результате взаимодействия. В нашей схеме во взаимодействии участвуют один атом алюминия и два атома кислорода. В результате реакции получаем два атома алюминия и три кислорода. Очевидно, что схему необходимо уровнять, используя коэффициенты для элементов и вещества, чтобы соблюдался закон сохранения массы.
8. Уравнивание выполняют также через нахождение наименьшего общего кратного, которое находится между элементами, обладающими наибольшими индексами. В нашем примере это будет кислород с индексом в правой части равным 3 и в левой части равным 2. Наименьшее общее кратное и в этом случае будет равно 6. Теперь разделим наименьшее общее кратное на значение наибольшего индекса в левой и правой частях уравнения и получим следующие индексы для кислорода.

   Al + 3∙O 2 → 2∙Al 2 O 3

9. Теперь остается уравнять только алюминий в правой части. Для этого в левую часть поставим коэффициент 4.

   4∙Al + 3∙O 2 = 2∙Al 2 O 3

10. После расстановки коэффициентов уравнение химической реакции соответствует закону сохранения массы и между его левой и правой частями можно поставить знак равенства. Расставленные коэффициенты в уравнении обозначают число молекул веществ, участвующих в реакции и получающихся в результате нее, или соотношение данных веществ в молях.

После выработки навыков решения химических уравнений на основе валентностей взаимодействующих элементов, школьный курс химии знакомит с понятием степени окисления и теорией окислительно-восстановительных реакций. Данный тип реакций является наиболее распространенным и в дальнейшем химические уравнения чаще всего решают на основе степеней окисления взаимодействующих веществ. О том, рассказано в соответствующей статье на нашем сайте.

Уравнения химических реакций — Справочник химика 21

из «Химия, пособие для поступающих в ВУЗ»

Запись химической реакции посредством химических формул называют химическим уравнением. Составление химических уравнений основано на использовании основных законов химии, в том числе закона сохранения массы веществ прн химической реакции и закона постоянства состава. [c.31]
Как и алгебраические уравнения, химические уравнения можно складывать и вычитать. Су,.М ма двух химических уравнений изображает суммарный химический процесс. Однако следует помнить, что химическое уравнение отражает процесс, идущий в определенном направлении, поэтому в отличие от алгебраических уравнений в химических уравнениях при перестановке правой и левой частей меняется их смысл — направление процесса. [c.31]
стоящие перед формуламп веществ в химических уравнениях, называют стехиометрическими числами (стехио-метрическими коэффициентами, пли просто коэффициентами). Они отражают соотношение молярных количеств веществ, участвующих в реакции. Таким образом, в химических уравнениях под формулой вещества подразумевают не только одну молекулу, но и моль этого вещества. [c.31]
Именно здесь проявляется продуктивность понятия моль для химии. Ведь моль любого вещества содержит одинаковое число молекул (илп рассматриваемых в данном роцессе других структурных единиц). Отсюда следует, что если, мы правильно указываем в уравнении реакции число участвующих в ней структурных единиц вещества (молекул, атомов, ионов и т. д.), то уравнение правильно покажет и соотношение числа молей участников реакции. Еслп молекула одного пз участников реакции имеет, например, в два раза большую массу, чем Молекула другого участника реакции, то и молярные массы этих веществ будут находиться в таком же соотношении. Значит, с помощью уравнения легко вычислить отношения между массами участвующих в реакции веществ, что и используется при решении химических задач, в количественном анализе, при расчете баланса веществ в химических производствах и т. д. [c.31]
Так как число молен одното вещества, реагирующих с одним молем другого вещества, может быть дробным, при составлении химических уравнений допускается написание дробных коэффициентов. Однако более удобными обычно оказываются целочисленные коэффициенты, поэтому дробные величины приводят к целочисленным, умножив все коэффициенты в уравнении иа знаменатель дробного коэффициента. Аналогичным образом, если все коэффициенты в уравнении окажутся кратными какому-то числу, их сокращают иа это число. [c.32]
Для несложных уравнений, например в случае многих реак-UHU, в ходе которых не меняется степень окисления эле.ментов, коэффициенты находят подбором. При этом удобнее сначала уравнивать атомы металла, затем — элементы, характерные для кислотных остатков (например, азот, серу, фосфор и т. д.), после этого — водород (если он присутствует в уравнении) и лишь последним — кислород. Для уравнений окислительно-восстановительных реакций коэффициенты находят с помощью особых приемов, которые будут рассмотрены в главе 6. [c.32]

Вернуться к основной статье

УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ПО ТЕМЕ «ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ»

8 класс. Упражнения к теме:

«ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ»

Задание:

MgCl₂ + H₂ =

P + H₂ = PH₂

Al + O₂ =

P + O₂ = P₂O₃

CuSO₄ + Fe =

Al + CuCl₂ = AlCl₃ + Cu

N₂ + O₂ =

Mg + N₂ = Mg₃N₂

NaOH + H₃PO₄=

CuCl₂ + KOH = Cu (OH)₂ + KCl

AgNO₃ + KCl =

ПАМЯТКА:

Для того чтобы научиться работать с уравнениями необходимо знать материал предыдущих занятий: «Формула химического соединения», «Валентность химического элемента», «Строение атома химического элемента», «Степень окисления», «Основные классы бинарных соединений», хорошо знать определения всех изученных терминов и уметь ими пользоваться при необходимости.

Кроме теоретических знаний, необходимо вспомнить и практические способы и правила определения валентности и степени окисления элементов в соединении, а так же вспоминаем, как пользоваться электрохимическим рядом напряжений металлов, таблицей растворимости, в которой указаны некоторые степени окисления кислотных остатков и ионов металлов и неметаллов, периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева.

Составление бинарных формул по валентности

Для того чтобы понять, как составить химическое уравнение по валентности, для начала нужно научиться составлять формулы соединений, состоящих из двух элементов, пользуясь валентностью.

Алгоритм действий:

Например, необходимо составить формулу оксида натрия. Сначала важно учесть, что тот химический элемент, который в названии упоминается последним, в формуле должен располагаться на первом месте. В нашем случае первым будет записываться в формуле натрий, вторым кислород. Напомним, что оксидами называют бинарные соединения, в которых последним (вторым) элементом обязательно должен быть кислород со степенью окисления -2 (валентностью 2). Далее по таблице Менделеева необходимо определить валентности каждого из двух элементов. Для этого используем определенные правила.

Так как натрий – металл, который располагается в главной подгруппе 1 группы, его валентность является неизменной величиной, она равна I. Кислород — это неметалл, поскольку в оксиде он стоит последним, для определения его валентности мы из восьми (число электронов которые могут уместиться на внешнем энергетическом уровне хим. элемента) вычитаем 6 (кол-во электронов имеющихся у кислорода на внешнем энергетическом уровне, см. номер группы, в которой находится кислород), получаем, что валентность кислорода равна II (кол-во электронов, которые кислород может принять в ходе реакции). Между валентностями хим. элементов в формуле соединения находим наименьшее общее кратное, затем делим его на валентность каждого из элементов, получаем их индексы. Записываем готовую формулу:

I II

Na₂O.

нок — 2

Инструкция по составлению уравнения

Составление химических уравнений предполагает определенный порядок действий.

1-й шаг. Прочитав предложенное задание, необходимо определить, какие именно химические вещества должны присутствовать в левой части уравнения. Между исходными компонентами ставится знак «+».

2-й шаг. После знака равенства необходимо составить формулу продукта реакции. При выполнении подобных действий потребуется алгоритм составления формул бинарных соединений, изученный нами выше.

3-й шаг. Проверяем количество атомов каждого элемента до и после химического взаимодействия, в случае необходимости ставим дополнительные коэффициенты перед формулами.

Рассмотрим использование данной инструкции на примере реакции горения: Mg+O₂=MgO

Для того чтобы уравнение соответствовало закону сохранения массы веществ, необходимо расставить коэффициенты. Сначала проверяем количество кислорода до реакции, после завершения процесса. Так как было 2 атома кислорода, а образовался всего один, в правой части перед формулой оксида магния необходимо добавить коэффициент 2. Далее считаем число атомов магния до и после процесса. В результате взаимодействия получилось 2 магния, следовательно, в левой части перед простым веществом магнием также необходим коэффициент 2.

Итоговый вид реакции: 2Mg+O₂=2MgO

В более сложных случаях действия по уравниванию усложняются соответственно. Рассмотрим их на примере реакции замещения.

В отличие от соединения, в замещении и в левой, и в правой части уравнения будет два вещества. Допустим, необходимо написать реакцию взаимодействия между цинком и раствором соляной кислоты:

Zn+HCl=ZnCl₂+H₂

Алгоритм написания используем стандартный. Сначала в левой части через сумму пишем цинк и соляную кислоту, в правой части составляем формулы получаемых продуктов реакции. Так как в электрохимическом ряду напряжений металлов цинк располагается до водорода, то в данном процессе он будет вытеснять водород из кислоты, и образуется в результате вытеснения хлорид цинка. Теперь переходим к уравниванию количества атомов каждого элемента. Так как в левой части хлора был один атом, а после взаимодействия их стало два, перед формулой соляной кислоты необходимо поставить коэффициент 2. В итоге получаем готовое уравнение реакции, соответствующее закону сохранения массы веществ: Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂

Заключение

Типичный конспект по химии обязательно содержит несколько химических превращений (реакций). Ни один раздел этой науки не ограничивается простым словесным описанием превращений, процессов растворения, выпаривания, обязательно все подтверждается уравнениями. Специфика химии заключается в том, что с все процессы, которые происходят между разными неорганическими либо органическими веществами, можно описать с помощью химических реакций (символов, знаков, коэффициентов, индексов). Чем еще отличается от других наук химия? Химические уравнения помогают не только описывать происходящие превращения, но и проводить по ним количественные вычисления, чем мы и займемся на следующих занятиях.

Для подготовки занятия использовались материалы сайты:

1) FB.ru: http://fb.ru/article/276850/kak-sostavit-himicheskoe-uravnenie-pravila-primeryi-zapis-himicheskoy-reaktsii

2) Хомченко И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: «Издательство Новая Волна», 1997 221 с.

Как решать химические уравнения? Как отличить реакцию соединения, замещения, разложения, обмена? Где надо ставить скобки? Как раскрывать скобки?

Как решать химические уравнения?
Как отличить реакцию соединения, замещения, разложения, обмена?
Где надо ставить скобки?
Как раскрывать скобки?

РЕШЕНИЕ

Вот пример реакции соединения:
Al+O2=Al2O3
Из двух простых- одно сложное
Теперь уравниваем!
Al+O2=2Al2O3 — Сначала уравняем кислород: умножим на два потому что кислорода нечетное количество(3). После умножения стало 4 Al и 6 O. Но в левой части его 2- умножаем на 3
Al+3O2=2Al2O3
Ну а теперь уравняем алюминий, тут все просто. В левой части он один, а в правой его 4.
4Al+3O2=2Al2O3
Теперь реакция разложения
2h3O= 2h3+O2
Из одно более сложного получается несколько простых
Реакция замещения, расскажу на примере реации соляной кислоты с цинком
2HCl+ Zn=ZnCl2+ h3
Цинк как более сильный, активный выталкивает водород и становится на его место. Реакция замещения- эта та реакция, в которую вступает простое и сложное вещество
Реакция обмена- это наверно самое сложное 
Реакция обмена- это реакция, в которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями.
CuSO4(медный купорос, соль+2KOH=Cu(OH)2+K2SO4
Вот, кстати, и скобки. Все эти вещества с гидроксильной группой
(OH) называются основаниями. Скобки раскрывать не нужно. Просто в голове нужно помнить. Сu(OH)2-Это, по сути, CuO2h3, но это условно, так нельзя писать. KOH, тут тоже есть индекс-1, но когда он равен одному, скобки не пишутся (K(OH)- это неправильно.

ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:

Нужно написать реакции, если возможны (реакция соединения, разложения, замещения, обмена R2O P2O5 h3O( аа ) Если вы разбираетесь и вам не трудно, то еще эти: Ca(OH)2, NaOH…
Тема: Реакции разложения

Типы химических реакций По числу и составу исходных веществ и продуктов химические реакции можно разделить на 4 типа: разложения, соединения, замещения и обмена. 1. Реакцию…
Тема: Реакции разложения

Вставьте пропущенные слова. Взаимодействие цинка с соляной кислотой – это реакция [а обмена, б замещения], по изменению степени окисления [а окислительно-восстановительная,…
Тема: Какой объем кислоты

Какие реакции называют реакциями обмена? Чем они отличаются от реакций соединения, разложения и замещения?…
Тема: Реакции разложения

Из перечисленных веществ выберите вещества, которые являются оксидами * СаО KO2 Na2O2 NaOH К2О Щёлочи образуются при взаимодействии каждого из двух металлов * Са и Аl K и Zn…
Тема: Оксиды

7.4: Как написать сбалансированные химические уравнения

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Коэффициенты и индексы
2. Уравновешивание химического уравнения
3. Резюме
4. Словарь
5. Вклад и авторство

Цели обучения

• Объясните роль индексов и коэффициентов в химических уравнениях.
• Уравновесить химическое уравнение, когда дано несбалансированное уравнение.
• Объясните роль Закона сохранения массы в химической реакции.

Несмотря на то, что химические соединения распадаются и новые соединения образуются в ходе химической реакции, атомы в реагентах не исчезают, и новые атомы не появляются, чтобы образовать продукты. В химических реакциях атомы никогда не создаются и не разрушаются. Те же атомы, которые присутствовали в реагентах, присутствуют в продуктах — они просто реорганизованы в разные структуры.В полном химическом уравнении две стороны уравнения должны присутствовать на сторонах реагента и продукта.

Коэффициенты и индексы

В химических уравнениях встречаются числа двух типов. Есть индексы, которые входят в химические формулы реагентов и продуктов; и есть коэффициенты, которые помещаются перед формулами, чтобы указать, сколько молекул этого вещества используется или производится.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Уравнения балансировки. Вы не можете изменить индексы в химической формуле, чтобы сбалансировать химическое уравнение; вы можете изменить только коэффициенты. Изменение индексов изменяет соотношение атомов в молекуле и получаемые в результате химические свойства. Например, вода (H ₂ O) и перекись водорода (H ₂ O ₂ ) являются химически разными веществами. H ₂ O ₂ разлагается на газ H ₂ O и газ O ₂ при контакте с металлической платиной, тогда как между водой и платиной такая реакция не происходит.

Нижние индексы являются частью формул, и после определения формул для реагентов и продуктов нижние индексы не могут быть изменены. Коэффициенты указывают количество каждого вещества, участвующего в реакции, и могут быть изменены, чтобы сбалансировать уравнение. Вышеприведенное уравнение показывает, что один моль твердой меди реагирует с двумя молями водного нитрата серебра с образованием одного моля водного нитрата меди (II) и двух атомов твердого серебра.

Уравновешивание химического уравнения

Поскольку идентичность реагентов и продуктов фиксирована, уравнение не может быть сбалансировано путем изменения индексов реагентов или продуктов. Это изменит химическую идентичность описываемых видов, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Самым простым и наиболее полезным методом уравновешивания химических уравнений является «проверка», более известная как метод проб и ошибок. Ниже приводится эффективный подход к уравновешиванию химического уравнения с использованием этого метода.

Шаги по уравновешиванию химического уравнения

1. Определите наиболее сложное вещество.
2. Начиная с этого вещества, выберите элемент (ы), который присутствует только в одном реагенте и одном продукте, если это возможно. Отрегулируйте коэффициенты, чтобы получить одинаковое количество атомов этого элемента (ов) с обеих сторон.
3. Уравновешивает многоатомные ионы (если они присутствуют по обе стороны химического уравнения) как единое целое.
4. Уравновесить оставшиеся атомы, обычно заканчивая наименее сложным веществом и при необходимости используя дробные коэффициенты.Если использовался дробный коэффициент, умножьте обе части уравнения на знаменатель, чтобы получить целые числа для коэффициентов.
5. Подсчитайте количество атомов каждого сорта в обеих частях уравнения, чтобы убедиться, что химическое уравнение сбалансировано.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): сжигание гептана

Выровняйте химическое уравнение горения гептана (\ (\ ce {C_7H_ {16}} \)).

\ [\ ce {C_7H_ {16} (l) + O_2 (g) → CO_2 (g) + H_2O (g)} \ nonumber \]

Раствор

Ступени	Пример
1. Определите наиболее сложное вещество.	Самым сложным веществом является вещество с наибольшим числом различных атомов, то есть \ (C_7H_ {16} \). Сначала предположим, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит 1 молекулу или формульную единицу этого вещества.
2. Настройте коэффициенты.	а. Поскольку одна молекула н-гептана содержит 7 атомов углерода, нам нужно 7 молекул CO 2 , каждая из которых содержит 1 атом углерода, с правой стороны: \ [\ ce {C7h26 (l) + O2 (g) →} \ underline {7} \ ce {CO2 (g) + h3O (g)} \ nonumber \] 7 атомов углерода как на стороне реагента, так и на стороне продукта г.Поскольку одна молекула н-гептана содержит 16 атомов водорода, нам нужно 8 H 2 молекул O, каждая из которых содержит 2 атома водорода, с правой стороны: \ [\ ce {C7h26 (l) + O2 (g) → 7 CO2 (g) +} \ underline {8} \ ce {h3O (g)} \ nonumber \] 16 атомов водорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта
3. Уравновесить многоатомные ионы как единое целое.	В этой реакции не рассматриваются многоатомные ионы.
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы.	Теперь атомы углерода и водорода уравновешены, но у нас есть 22 атома кислорода справа и только 2 атома кислорода слева. Мы можем сбалансировать атомы кислорода, регулируя коэффициент перед наименее сложным веществом, O 2 , на стороне реагента: \ [\ ce {C7h26 (l) +} \ underline {11} \ ce {O2 (g) → 7 CO2 (g) + 8h3O (g)} \ nonumber \] 22 атома кислорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта
5. Проверьте свою работу.	Уравнение теперь сбалансировано, и дробных коэффициентов нет: с каждой стороны по 7 атомов углерода, 16 атомов водорода и 22 атома кислорода. Всегда проверяйте, сбалансировано ли химическое уравнение.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): сжигание изооктана

Сжигание изооктана (\ (\ ce {C_8H_ {18}} \))

\ [\ ce {C8h28 (l) + O2 (g) -> CO_2 (g) + H_2O (g)} \ nonumber \]

Раствор

Предположение, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит только одну молекулу или формульную единицу наиболее сложного вещества, не всегда верно, но это хорошее место для начала.При сжигании любого углеводорода с кислородом образуется углекислый газ и вода.

Ступени	Пример
1. Определите наиболее сложное вещество.	Самым сложным веществом является вещество с наибольшим количеством различных атомов, то есть \ (\ ce {C8h28} \). Сначала предположим, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит 1 молекулу или формульную единицу этого вещества.
2. Настройте коэффициенты.	а. Первый элемент, который появляется в реагентах только один раз, — это углерод: 8 атомов углерода в изооктане означает, что в продуктах должно быть 8 молекул CO 2 : \ [\ ce {C8h28 (l) + O2 (g) ->} \ underline {8} \ ce {CO2 (g) + h3O (g)} \ nonumber \] 8 атомов углерода как на стороне реагента, так и на стороне продукта г.18 атомов водорода в изооктане означает, что в продуктах должно быть 9 молекул H 2 O: \ [\ ce {C8h28 (l) + O2 (g) -> 8CO2 (g) +} \ underline {9} \ ce {h3O (g)} \ nonumber \] 18 атомов водорода со стороны реагента и продукта
3. Уравновесить многоатомные ионы как единое целое.	В этой реакции не рассматриваются многоатомные ионы.
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы.	Теперь атомы углерода и водорода уравновешены, но у нас есть 25 атомов кислорода справа и только 2 атома кислорода слева. Мы можем сбалансировать наименее сложное вещество, O 2 , но поскольку на молекулу O 2 приходится 2 атома кислорода, мы должны использовать дробный коэффициент (\ (\ dfrac {25} {2} \)), чтобы сбалансировать атомы кислорода: \ [\ ce {C8h28 (l) +} \ underline {\ dfrac {25} {2}} \ ce {O2 (g) → 8CO2 (g) + 9h3O (g)} \ nonumber \] 25 атомов кислорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта Уравнение теперь сбалансировано, но мы обычно пишем уравнения с целочисленными коэффициентами.Мы можем исключить дробный коэффициент, умножив все коэффициенты с обеих сторон химического уравнения на 2 : \ [\ underline {2} \ ce {C8h28 (l) +} \ underline {25} \ ce {O2 (g) ->} \ underline {16} \ ce {CO2 (g) +} \ underline {18 } \ ce {h3O (g)} \ nonumber \]
5. Проверьте свою работу.	Сбалансированное химическое уравнение содержит 16 атомов углерода, 36 атомов водорода и 50 атомов кислорода с каждой стороны. Уравновешивание уравнений требует от вас некоторой практики, а также некоторого здравого смысла. Если вы обнаружите, что используете очень большие коэффициенты или безуспешно потратили несколько минут, вернитесь и убедитесь, что вы правильно написали формулы реагентов и продуктов.

Пример \ (\ PageIndex {3} \): Осаждение хлорида свинца (II)

Смешанные водные растворы нитрата свинца (II) и хлорида натрия.Продуктами реакции являются водный раствор нитрата натрия и твердый осадок хлорида свинца (II). Напишите сбалансированное химическое уравнение этой реакции.

Раствор

Ступени	Пример
1. Определите наиболее сложное вещество.	Наиболее сложное вещество — хлорид свинца (II). \ [\ ce {Pb (NO3) 2 (водн.) + NaCl (водн.) → NaNO3 (водн.) + PbCl2 (s)} \ nonumber \]
2. Настройте коэффициенты.	В реагентах содержится вдвое больше ионов хлора, чем в продуктах. Поставьте 2 перед NaCl, чтобы уравновесить ионы хлора. \ [\ ce {Pb (NO3) 2 (водн.) +} \ Underline {2} \ ce {NaCl (водн.) → NaNO3 (водн.) + PbCl2 (s)} \ nonumber \] 1 атом Pb как на стороне реагента, так и на стороне продукта 2 атома Na на стороне реагента, 1 атом Na на стороне продукта 2 атома Cl на сторонах реагента и продукта
3. Уравновесить многоатомные ионы как единое целое.	Нитрат-ионы все еще не сбалансированы. Поставьте 2 перед NaNO 3 . Результат: \ [\ ce {Pb (NO3) 2 (водн.) + 2NaCl (водн.) →} \ underline {2} \ ce {NaNO3 (водн.) + PbCl2 (s)} \ nonumber \] 1 атом Pb как на стороне реагента, так и на стороне продукта 2 атома Na как на стороне реагента, так и на стороне продукта 2 атома Cl на сторонах реагента и продукта 2 NO 3 — атомов как на стороне реагента, так и на стороне продукта
4. Уравновесить оставшиеся атомы.	Нет необходимости балансировать оставшиеся атомы, потому что они уже уравновешены.
5. Проверьте свою работу.	\ [\ ce {Pb (NO3) 2 (водн.) + 2NaCl (водн.) → 2NaNO3 (водн.) + PbCl2 (s)} \ nonumber \] 1 атом Pb как на стороне реагента, так и на стороне продукта 2 атома Na как на стороне реагента, так и на стороне продукта 2 атома Cl на сторонах реагента и продукта 2 NO 3 — атомов как на стороне реагента, так и на стороне продукта

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Все ли химические уравнения сбалансированы?

1. \ (\ ce {2Hg (ℓ) + O_2 (g) \ rightarrow Hg_2O_2 (s)} \)
2. \ (\ ce {C_2H_4 (г) + 2O_2 (г) → 2CO_2 (г) + 2H_2O (г)} \)
3. \ (\ ce {Mg (NO_3) _2 (s) + 2Li (s) \ rightarrow Mg (s) + 2LiNO_3 (s)} \)

Ответить на

да

Ответ б

№

Ответ c

да

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Уравновесите следующие химические уравнения.

1. \ (\ ce {N2 (г) + O2 (г) → NO2 (г)} \)
2. \ (\ ce {Pb (NO3) 2 (водн.) + FeCl3 (водн.) → Fe (NO3) 3 (водн.) + PbCl2 (s)} \)
3. \ (\ ce {C6h24 (l) + O2 (g) → CO2 (g) + h3O (g)} \)

Ответить на

N ₂ (г) + 2O ₂ (г) → 2NO ₂ (г)

Ответ б

3Pb (NO ₃ ) ₂ (водн.) + 2FeCl ₃ (водн.) → 2Fe (NO ₃ ) ₃ (водн.) + 3PbCl ₂ (s)

Ответ c

2C ₆ H ₁₄ (л) + 19O ₂ (г) → 12CO ₂ (г) + 14H ₂ O (г)

Сводка

• Чтобы быть полезным, химические уравнения всегда должны быть сбалансированы.Сбалансированные химические уравнения имеют одинаковое количество и тип каждого атома с обеих сторон уравнения.
• Коэффициенты в сбалансированном уравнении должны быть простейшим целочисленным отношением. В химических реакциях масса всегда сохраняется.

Словарь

• Химическая реакция — Процесс, в котором одно или несколько веществ превращаются в одно или несколько новых веществ.
• Реагенты — Исходные вещества в реакции.
• Продукты — Материалы, присутствующие в конце реакции.
• Сбалансированное химическое уравнение — Химическое уравнение, в котором количество атомов каждого типа равно на двух сторонах уравнения.
• Индексы — Часть химических формул реагентов и продуктов, указывающая количество атомов предыдущего элемента.
• Коэффициент — Небольшое целое число, которое появляется перед формулой в сбалансированном химическом уравнении.

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Как шаг за шагом сбалансировать сложные химические уравнения

Что такое химическое уравнение?

Химическое уравнение написано для символического представления химической реакции.В химическом уравнении выражаются химические формулы реагентов и продуктов.

Химическое уравнение помогает нам отслеживать направление химической реакции и физическое состояние субъектов, участвующих в химической реакции.

Мы можем написать полную химическую реакцию на бумаге с помощью химических уравнений. Следуйте этим примерам химических уравнений:

H ₂ + O → H ₂ O

Водород реагирует с кислородом с образованием воды.В приведенном выше химическом уравнении реагенты и написаны слева, а продукт (H ₂ O) написан справа.

Почему необходимо сбалансировать химические уравнения?

Химическая реакция претерпевает множество изменений. Инициируется химическая реакция, чтобы мы могли что-то получить. Чтобы получить желаемый результат химической реакции, химические уравнения должны быть сбалансированы.

Уравнения химии очень важны для нас, чтобы получить правильный продукт химической реакции.Вот почему сложные уравнения должны быть сбалансированы.

Как сбалансировать сложные химические уравнения?

В химии очень важно усвоить концепцию того, как уравновесить химические уравнения. Анализ реакций, лабораторные работы и стехиометрия подтверждают важность балансировки химических уравнений.

В предыдущих статьях мы обсуждали методы для уравновешивания общих химических уравнений и уравновешивания окислительно-восстановительных реакций в основном растворе.

В этой статье мы обсудим самые простые способы сбалансировать сложные химические уравнения.Такие сложные балансирующие химические уравнения включают более пяти элементов.

Связано: Найдите все, что вам нужно знать о таблице Менделеева и примере реакции синтеза с раствором.

Почему общие методы балансировки уравнений не работают со сложными химическими уравнениями?

Есть два основных метода уравновешивания сложных химических уравнений. Первый — это метод проб и ошибок, а второй — подсчет атомов.

Первый метод уравновешивания химических уравнений преподается в школе.Этот метод уравновешивания химических уравнений прост и понятен.

Уравновешивание сложных химических уравнений удлиняется, если мы используем другой метод. Метод проб и ошибок или метод подсчета атомов делают процедуру довольно длительной.

Методы проб и ошибок и подсчета атомов подходят для уравнений, содержащих 2-3 атома. Поскольку оба являются общими методами, нам потребуется некоторое время, чтобы завершить процесс. В среднем, баланс химического уравнения, содержащего 5-7 элементов, занимает около 30 минут.

Связанный: Каково общее химическое уравнение эндотермической реакции?

Уравновешивание сложных химических уравнений по алгебре

Алгебраический метод — точный и эффективный способ уравновесить сложные уравнения.

Сочетание химических уравнений и алгебры звучит устрашающе, но это не так сложно, как кажется.

Эта часть алгебры более проста, чем одновременные уравнения математики A-level. Другими словами, вы можете сбалансировать химические уравнения, изучая алгебраические методы.

В процессе балансировки уравнений вы сможете решать несбалансированные уравнения, которые трудно уравнять с помощью проверки или метода подсчета атомов.

Связано: Также узнайте, что происходит во время и после реакции натрия (Na) и хлора (Cl).

Этот алгебраический метод делится на два основных типа:

• Общий алгебраический метод
• Упрощенный алгебраический метод

Связанный: Как сбалансировать сложные химические уравнения?

Как сбалансировать сложные уравнения с помощью общего алгебраического метода

Общая стратегия процесса уравновешивания химических уравнений алгеброй включает следующие шаги

1. Добавьте разные подходящие буквы коэффициентов к каждому соединению, присутствующему в уравнении
2. Примените алгебраические правила или выражения для каждого элемента, чтобы уравнять его атомы с обеих сторон уравнения.
3. Подставим коэффициент, чтобы упростить правила. Поможет оцифровать балансирующий коэффициент для каждого объекта
4. Чтобы получить окончательный балансировочный коэффициент, замените значения другими правилами.

Связано: Также узнайте о реакциях замещения металлов и о том, как определить химические факторы.

Эти шаги похожи на чепуху и не будут иметь смысла без примеров химических уравнений. Итак, давайте уравновесим сложное химическое уравнение, следуя той же стратегии.

KMnO ₄ + HCl → MnCl ₂ + KCl + Cl ₂ + H ₂ O

Связано: Получите пошаговое руководство по расчету степени окисления элементов в химическом соединении.

Шаг № 1: Добавить коэффициент

Итак, прежде всего, мы добавим буквенный коэффициент перед каждым составным следующим образом:

aKMnO ₄ + bHCl → cMnCl ₂ + dKCl + eCl ₂ + fH ₂ O (2)

Шаг № 2: Применение алгебраических правил

После этого мы применим алгебраические правила, чтобы сделать уравнения идеальными в соответствии с законом сохранения массы.

Мы начнем с написания правил для K, поскольку это первый элемент L.H.S в процессе балансировки уравнений. После этого мы будем использовать один и тот же метод для написания разных алгебраических правил для каждой сущности, например

K: a = d
Mn: a = c
O: a = f
H: b = f
Cl: b = 2c + d + 2e

Последнее правило может вас запутать, поэтому позвольте нам объяснить вам это. Согласно закону построения массы, количество атомов Cl должно быть одинаковым с обеих сторон.

Согласно формуле [Cl: b = 2c + d + 2e] реагирующая сторона содержит b атомов Cl.

В то время как cMnCl2 содержит два атома хлора, а его коэффициент — C. Мы написали правило для cMnCl2 как 2c.

KCl будет иметь d-число атомов хлора и так далее. Таким образом, сложив значения коэффициентов для c, d и e на R.H.S, мы получим значение b на LH.S.

Связанный: Как определить теплоту сгорания в органической химии?

Шаг № 3: Отбросить неизвестный коэффициент

На следующем этапе мы отбросим неизвестные коэффициенты и упростим правила, добавив общие заменители для каждого элемента.

Давайте начнем с атомов хлора и заменим правила для Mn и K, чтобы удалить c и d из уравнения, например

b = 2c + d + 2e преобразовано в b = 2a + a + 2e

При дальнейшем упрощении уравнения получится

b = 3a + 2e

Теперь пора заменить правила на H, чтобы исключить b

2f = 3a + 2e

И, наконец, замените правило атома кислорода на добавление исключения f

2 (4a) = 3a + 2e

8a = 3a + 2e

5a = 2e: a = 2 и e = 5

Теперь мы нашли значения коэффициентов для a и e.Используйте эти значения и факт a = c = d = 2 в правилах для O и Cl, чтобы найти значения коэффициентов для b и f

b = 2c + d + 2e

b = 3a + 2e

b = 3. 2 + 2. 5

б = 16

Теперь вычислите значение f следующим образом:

4a = f

4. 2 = f = 8

Связано: Как шаг за шагом определить процентный выход химической реакции?

Шаг 4: Добавьте значение коэффициента

Теперь сложите все эти значения коэффициентов в уравнение (2), чтобы получить окончательное сбалансированное уравнение

2KMnO ₄ + 16HCl → 2MnCl _{4 = 2} + 2KCl + 5Cl ₂ + 8H ₂ O

Связано: Найдите полезные онлайн-калькуляторы на этом веб-сайте, например, мы предлагаем балансировщик уравнений окислительно-восстановительного потенциала и калькулятор атомной массы, которые вы можете использовать бесплатно.

Как сбалансировать сложные уравнения с помощью упрощенного алгебраического метода

Если вы хорошо поняли общий алгебраический метод, вы, должно быть, думаете, что если a = c = d, то зачем вообще их добавлять?

Почему бы не написать все в упрощенной форме с самого начала? Это как раз цель использования упрощенного алгебраического метода.

Чтобы понять точную процедуру решения несбалансированных уравнений упрощенным алгебраическим методом, существует множество примеров сложных химических реакций.Один из примеров балансировщика сложных химических реакций приведен ниже:

KMnO ₄ + HCl → MnCl ₂ + KCl + Cl ₂ + H ₂ O

Связано: Что такое законы о газе и как законы о газе используются в реальной жизни?

Шаг № 1: Идентификация атомов

Прежде всего, определите атомы, уже уравновешенные в уравнении, и используйте аналогичную букву коэффициента. Например, один атом Mn присутствует в KMnO4 и MnCl2, что означает, что он уравновешен.

Итак, мы добавим коэффициент, например,

aKMnO ₄ + HCl → aMnCl ₂ + KCl + Cl ₂ + H ₂ O

Теперь перейдем к уравновешиванию неуравновешенных атомов. На R.H.S есть один атом кислорода в виде молекулы воды. На L.H.S четыре атома кислорода, запишем коэффициент, например,

aKMnO ₄ + HCl → MnCl ₂ + KCl + Cl ₂ + 4aH ₂ O

Согласно правилам принудительного коэффициента коэффициент для KCl и MnCl2 также будет равен a.Поскольку на стороне продукта четыре молекулы воды, буква коэффициента для HCl будет 8a.

Окончательное уравнение будет следующим:

aKMnO ₄ + 8aHCl → aMnCl ₂ + aKCl + Cl ₂ + 4aH ₂ O

Для Cl ₂ мы запишем коэффициент b, поскольку молекула Cl ₂ не присутствует в L.H.S уравнения

aKMnO ₄ + 8aHCl → aMnCl ₂ + aKCl + bCl ₂ + 4aH ₂ O

Шаг 2: напишите алгебраические правила

Напишите алгебраические правила для каждого значения коэффициента, например

8a = 2a + a + 2b

5a = 2b: a = 2 | б = 5

В соответствии с примерами этого уравнения балансировки окончательное уравнение будет следующим:

2KMnO ₄ + 16HCl → 2MnCl ₂ + 2KCl + 5Cl ₂ + 8H ₂ O

Советы по составлению сложных уравнений балансировки упрощенным алгебраическим методом

• Уменьшите дополнительную букву коэффициента, используя одинаковые буквы с обеих сторон
• Всегда старайтесь не использовать более двухбуквенные коэффициенты.
• Чтобы уменьшить неизвестные числа, используйте принцип сохранения заряда

Сбалансированные химические уравнения — Введение в химические реакции — OCR Gateway — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — OCR Gateway

Сбалансированное уравнение моделирует химическую реакцию с использованием формул реагентов и продуктов. Он показывает количество единиц каждого задействованного вещества.

Уравновешивание уравнения

Если вы просто напишете уравнение, заменив имена формулами, оно может не сбалансироваться.Число атомов каждого элемента слева должно быть таким же, как и справа.

Чтобы сбалансировать несбалансированное уравнение, вам нужно добавить числа слева от одной или нескольких формул. Вот один из способов выяснить, как это сделать для реакции между азотом и водородом.

Шаг	Результат
Проверьте, равное ли количество атомов каждого элемента с обеих сторон. Здесь нет.	N 2 + H 2 → NH 3
Слева два атома азота, а справа только один, поэтому слева от NH 3 добавляется большая двойка. .	N 2 + H 2 → 2NH 3
Слева два атома водорода, но (2 × 3) = 6 справа, поэтому перед Н 2 .	N 2 + 3H 2 → 2NH 3
Убедитесь, что на каждой стороне одинаковое количество элементов. Есть.	(два атома азота и шесть атомов водорода)
Добавьте символы состояния, если они требуются.	N 2 (г) + 3H 2 (г) → 2NH 3 (г)

В сбалансированных уравнениях отображаются только формулы, но не названия. Уравновешивающее число умножает все атомы в веществе рядом с ним.

Символы состояния

Сбалансированные уравнения часто включают символы состояния в скобках после каждой формулы. Они показывают физическое состояние этого вещества.

Обозначение состояния	Значение
(с)	Твердый
(л)	Жидкий
(г)	9 Газ	Водный раствор

Водный раствор образуется при растворении вещества в воде.

Государственные символы полезны, потому что они показывают, на что похоже вещество. Например:

• H ₂ O (л) — жидкая вода, но H ₂ O (г) — пар
• HCl (г) — газообразный хлористый водород, а HCl (водный) — соляная кислота

Вопрос

Металлический натрий реагирует с водой с образованием раствора гидроксида натрия и газообразного водорода. Напишите сбалансированное уравнение реакции, включая государственные символы.

Выявить ответ

2Na (s) + 2H ₂ O (l) → 2NaOH (вод.) + H ₂ (g) или

Na (s) + H ₂ O ( l) → NaOH (водн.) + ½H ₂ (g)

Химия. Пошаговые решения: химические реакции — блог Wolfram

Если вы изучаете химию или изучаете дисциплину, требующую обязательных курсов по химии, то вы знаете, насколько дорогими могут быть необходимые учебники.Чтобы бороться с этим, сообщество химиков разработало открытые образовательные ресурсы, чтобы предоставить бесплатные учебники химии. Однако, хотя бесплатные учебники хранят деньги в вашем кошельке, в них нет руководств по решению всех домашних задач.

К счастью, функция «Пошаговые решения» в Wolfram | Alpha вас поддержала! Независимо от того, учитесь ли вы удаленно или сотрудничаете с помощью видеоконференцсвязи, Wolfram | Alpha поможет вам изучить и применить фреймворки для решения проблем с химическими текстами.Пошаговые решения содержат пошаговые руководства по решениям, которые можно просматривать по очереди или все сразу. Руководства не только оттачивают эффективное решение проблем, но и способствуют более глубокому изучению концепций, которые все еще могут быть неясными.

В течение следующих нескольких недель мы будем исследовать некоторые из популярных тем, с которыми учащиеся средних и старших классов и колледжей сталкиваются на курсах химии и выпускных экзаменах: химические реакции, структура и связывание, химические растворы и, наконец, квантовая химия.Прочтите, например, о проблемах химических реакций и их пошаговых решениях!

Балансировка химических уравнений

Фундаментальный аспект химии — уравновешивание химических уравнений. Если химические уравнения — это язык, на котором выражаются химические процессы, то уравновешивающие химические уравнения — это соответствующая грамматика. Пошаговое решение проведет вас через надежный алгебраический подход к определению стехиометрических коэффициентов.

Пример задачи

Напишите сбалансированное уравнение реакции меди с азотной кислотой с образованием нитрата меди, оксида азота и воды.

Пошаговое решение

Для этого класса задач просто введите «баланс медь + азотная кислота -> нитрат меди + диоксид азота + вода».

Масса

После уравновешивания соответствующих химических уравнений следующим шагом в планировании лабораторного эксперимента будет вычисление количества каждого реагента, которое необходимо отмерить. Для этого нужна молярная масса каждого реагента. Доступны пошаговые решения для молекулярной массы и относительной молекулярной массы в дополнение к молярной массе.Во всех случаях на этапе «Планирование» предоставляется общая основа для решения подобных проблем. Предоставляется подробная информация о том, какую формулу использовать и как собрать необходимую информацию.

Пример задачи

Рассчитайте молярную массу сульфата серебра Ag ₂ SO ₄ .

Пошаговое решение

В этом случае просто введите «молярная масса сульфата серебра».

Массовый состав

Один из способов анализа отдельных химических веществ — вычисление и сравнение массовых и атомных процентов.Пошаговое решение обеспечивает общую основу для решения этого класса проблем на этапе «Планирование». Приведены подробные сведения о соответствующих уравнениях, а также о том, как вычислить необходимые промежуточные значения. Способы, которыми вы можете проверить свою работу во время расчетов, также доступны с помощью кнопок «Показать промежуточные шаги».

Пример задачи

Антигемофильный фактор — коагулянт с формулой C ₁₁₇₉₄ H ₁₈₃₁₄ N ₃₂₂₀ O ₃₅₅ S ₈₃ .Каков его процентный состав?

Пошаговое решение

В качестве ответа введите «элементный состав антигемофильного фактора».

Химическая конверсия

Химические превращения возникают почти в каждом домашнем задании по химии или в исследовательской задаче. Таким образом, доступны пошаговые решения для преобразования между молями, массой, объемом, молекулами и атомами. Предоставляется преобразование единиц измерения и подробный анализ размеров.

Пример задачи

Сколько атомов в пяти миллилитрах единицы.5 мМ раствор гидроксида магния?

Пошаговое решение

Чтобы решить эту проблему, просто введите «преобразовать 5 мл 1,5 мМ гидроксида магния в атомы».

Стехиометрия

После проведения химической реакции часто хочется узнать, как протекала реакция, вычисляя выходы реакции. Доступны пошаговые решения для расчета количества необходимых реагентов и теоретического выхода в дополнение к процентному выходу. Подробно объясняется использование стехиометрических факторов для получения желаемых значений.

Пример задачи

При взаимодействии 1,274 грамма сульфата меди с избытком металлического цинка было получено 0,392 грамма металлической меди в соответствии со следующим уравнением: CuSO ₄ (водн.) + Zn (s) & xrarr; Cu (s) + ZnSO ₄ (водн.). Какой процент доходности?

Пошаговое решение

Чтобы найти процентный выход, просто добавьте значения массы к соответствующим химическим соединениям и запросите стехиометрию: «1,274 г CuSO4 + Zn -> 0,392 г Cu + ZnSO4, стехиометрия».

Проблемы с вызовом

Проверьте свои навыки решения проблем с химическими реакциями, используя описанные инструменты Wolfram | Alpha для решения этих текстовых задач. Ответы будут предоставлены в следующем сообщении блога этой серии.

1. Вычислите молекулярную массу ацетаминофена. Является ли элемент с наибольшим числом атомов элементом с наибольшим массовым процентом?
2. Каков предельный реагент и теоретический выход при 24,8 граммах белого фосфора и 0.200 молей кислорода реагируют с образованием 10,0 граммов пятиокиси фосфора?

И другие продукты химии в будущем

Готовитесь ли вы к предстоящим выпускным экзаменам, решаете ли вы домашнее задание или просто хотите освежиться, химические реакции — одна из многих тем по химии, охватываемых базой знаний Wolfram | Alpha. На следующей неделе мы рассмотрим пошаговые решения для химических растворов, за которыми последуют структура и связывание, а затем квантовая химия. Если у вас есть предложения по другому пошаговому содержанию (по химии или другим предметам), сообщите нам об этом! Вы можете связаться с нами, оставив комментарий ниже или отправив отзыв внизу любой страницы запроса Wolfram | Alpha.

Балансировка химических уравнений — Химический колледж

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или больше ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам Varsity найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему утверждению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105


Или заполните форму ниже:

Балансировка сложных химических уравнений — ChemSimplified

На прошлой неделе я опубликовал информацию о трех методах балансировки химических уравнений. Мой быстрый поиск в Google, кажется, указывает на метод 1 (методом проверки или пробной ошибки) и метод 2 (запись количества атомов), которые являются наиболее популярными методами, когда дело доходит до балансировки уравнений.Большинство студентов, с которыми я работал, знали Метод 1 только со своего школьного урока естествознания / химии. В этом нет ничего плохого, но я думаю, что это немного пугает, когда приходится отслеживать множественное количество атомов (например, 5 или более), и это без надобности затягивает процесс. Я имею в виду, кто хочет потратить 30 минут, пытаясь сбалансировать ОДНО уравнение ??? Серьезно, эти 30 минут, вероятно, лучше потратить на другие вещи, такие как просмотр YouTube, проверка последних сообщений в FB, Instagram, Twitter, загрузка изображений в Snapchat, повышение уровня в вашей любимой игре или выполнение других вещей, которые увеличивают ваше счастье. .

Итак, представьте, что у вас есть настоящее сложное уравнение, подобное этому: K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] + K ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ SO ₄ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + CO ₂ + H ₂ O + K ₂ SO ₄ + KNO ₃

который имеет 8 типов атомов в уравнении: K, Fe, S, C, N, Cr, O и H. Как вы думаете, сколько времени потребуется, чтобы сбалансировать это?

Я попытался уравновесить его методом 1. Я начал с K, поскольку это первый атом, с которым я столкнулся слева. Похоже у меня всего 6К. Хорошо… а что насчет справа? Похоже, что справа всего 3 КБ. Первый вопрос, как мне сбалансировать K? Я знаю, что мне нужно «удвоить» счетчик K справа, но с какого термина мне следует начать — K ₂ SO ₄ или KNO ₃ ? Точно сказать не могу. Неважно … пока оставьте K в покое. Перейдем к Fe, кажется, проще. У меня 1 слева и 2 справа. Здорово! Я могу сделать это….добавьте «2» слева перед K ₄ [Fe (SCN) ₆ ], так что теперь у меня есть:

2 K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] + K ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ SO ₄ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + CO ₂ + H ₂ O + K ₂ SO ₄ + KNO ₃ .

Fe на данный момент сбалансирован. Осталось еще 7 атомов…

S выглядит сложным, поскольку я вижу это в нескольких терминах с обеих сторон.Прибереги это на потом. Идите к C. У меня 12 слева. Справа только 1. Это означает, что я поставлю «12» перед CO ₂ .

2 K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] + K ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ SO ₄ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 12 CO ₂ + H ₂ O + K ₂ SO ₄ + KNO ₃

Превосходно, 2 вниз, 6 еще впереди…

Следующим моим атомом будет N.Кусок торта, вроде C — 12 слева и 1 справа. Итак, добавьте «12» перед KNO ₃ .

2 K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] + K ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ SO ₄ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 12 CO ₂ + H ₂ O + K ₂ SO ₄ + 12 KNO ₃

Набирая обороты и уверенность… 3 вниз, еще 5 осталось.

H будет следующим. 2 слева, 2 справа. Что ж, посмотри на это! Он уже сбалансирован! Переходя к Cr. 2 слева и 2 справа. Ну как насчет того ?? Это мой счастливый день что ли?

Пока что я сбалансировал Fe, C, N, H и Cr. Пока это заняло всего 1 минуту. Какие еще 3 атома (K, S и O), верно? НЕПРАВИЛЬНЫЙ!!! Те 3, которые остались, трудны, потому что они встречаются повсюду в нескольких терминах. Я имею в виду, посмотрите на K, слева он появляется в K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] и K ₂ Cr ₂ O ₇ , а справа я вижу его в K ₂ СО ₄ и КНО ₃ .Это считается самым легким атомом из трех. Посмотрите на O. Слева это K ₂ Cr ₂ O ₇ и H ₂ SO ₄ . Справа это Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ , Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ , CO ₂ , H ₂ O, K ₂ SO ₄ и КНО ₃ . Кстати, это КАЖДЫЙ термин справа! Я не знаю насчет вас, но я знаю, что лучше использую свое время, чем играю методом проб и ошибок с этими тремя атомами.

Ничего не будет лучше, если я воспользуюсь Method 2 . Я имею в виду, что это поможет с точки зрения отслеживания количества атомов, но мне все равно придется провести проб и ошибок с тремя атомами.

Итак, я перешел к Method 3 . Мне потребовалось 3 минуты, чтобы составить алгебраические уравнения, и еще несколько минут, чтобы решить их все. Итак, как вы думаете, какой окончательный ответ? Вот он:

6 K ₄ [Fe (SCN) ₆ ] + 97 K ₂ Cr ₂ O ₇ + 355 H ₂ SO ₄ → 3 Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ + 97 Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 36 CO ₂ + 355 H ₂ O + 91 K ₂ SO ₄ + 36 KNO ₃

Вот видео, в котором показаны 4 шага решения этого сложного уравнения:


Стоициометрия

Химическая промышленность Реакция

---

Поскольку атомы не создаются и не разрушаются в химическом реакции, общая масса продуктов в реакции должна быть такая же, как и общая масса реагентов.

---

Химические уравнения

Химические реакции описываются химическими уравнениями.

Пример: реакция между водородом и кислородом с образованием вода представлена ​​следующим уравнением.

2 ч ₂ + O ₂ 2 H ₂ O

Часто бывает полезно указать, реагируют ли реагенты или продукты являются твердыми телами, жидкостями или газами, записав s , l , или г в скобках после символа реагентов или продукты, как показано в следующих уравнениях.

2 H ₂ ( г ) + O ₂ ( г ) 2 H ₂ O ( г )

2 Al ( с ) + Fe ₂ O ₃ ( с ) Al ₂ O ₃ ( с ) + 2 Fe ( л )

Потому что так много реакций происходит, когда решения двух растворенные в воде вещества смешиваются, специальный символ aq , используется для описания этих водных растворов .

Процесс растворения образца в воде будет обозначается следующими уравнениями.

	H 2 O
C 12 H 22 O 11 ( с )		C 12 H 22 O 11 ( водн. )

Химическое уравнение — это утверждение того, что может произойти , не обязательно что будет .Следующее уравнение, например, не гарантирует, что водород будет реагировать с кислород с образованием воды.

2 H ₂ ( г ) + O ₂ ( г ) 2 H ₂ O ( г )

Можно наполнить баллон смесью водорода и кислород, и вы обнаружите, что никакой реакции не происходит, пока вы не коснетесь воздушный шар с пламенем.Сбалансированное уравнение этой реакции описывает соотношение между количествами водорода и потребляется кислорода и образуется вода, если или когда эта реакция инициирован.

---

Уравнения на атомной и макроскопическая шкала

Химические уравнения могут использоваться для представления того, что происходит на либо в атомном, либо в макроскопическом масштабе.

2 H ₂ ( г ) + O ₂ ( г ) 2 H ₂ O ( г )

Это уравнение можно прочитать одним из следующих способов.

• Если или когда водород вступает в реакцию с кислородом, две молекулы водорода и одна молекула кислорода расходуются на каждые две молекулы воды.
• Если или когда водород вступает в реакцию с кислородом, два моля водород и один моль кислорода расходуются на каждый произведено два моля воды.

Химические уравнения должны быть сбалансированы — они должны совпадать количество атомов каждого элемента в обеих частях уравнения.В виде в результате масса реагентов должна быть равна массе продукты реакции. В атомном масштабе следующие уравнение сбалансировано, поскольку общая масса реагентов равна равняется массе изделий.

2 H 2 ( г )	+	O 2 ( г )		2 H 2 O ( г )
2 x 2 а.е.м.	+	32 а.е.м.		2 x 18 а.е.м.
	36 а.е.м.			36 а.е.м.

В макроскопическом масштабе он уравновешен, потому что масса два моля водорода и один моль кислорода равны массе двух молей воды.

2 H 2 ( г )	+	O 2 ( г )		2 H 2 O ( г )
2 x 2 г	+	32 г		2 x 18 г
	36 г			36 г

---

Балансирующий химикат Уравнения

Нет последовательности правил, которым можно было бы слепо следовать, чтобы получите сбалансированное химическое уравнение.Управляйте коэффициентами написано перед формулами реагентов и продуктов до тех пор, пока количество атомов каждого элемента по обе стороны от уравнения такие же.

Обычно неплохо взяться за самую легкую часть проблема первая.

Пример: рассмотрим, что происходит, когда пропан (C ₃ H ₈ ) горит на воздухе с образованием CO ₂ и H ₂ O. Первый то, что нужно искать, когда балансирующие уравнения являются отношениями между двумя сторонами уравнения.

_____ C ₃ H ₈ + _____ O ₂ _____ CO ₂ + _____ H ₂ O

Легче сбалансировать атомы углерода и водорода в уравнения, чем атомы кислорода в этой реакции, потому что все атомы углерода в пропане попадают в CO ₂ и все атомы водорода попадают в H ₂ O, но некоторые из атомы кислорода попадают в каждое соединение. Это означает, что нет способ предсказать количество молекул O ₂ , которые расходуется в этой реакции до тех пор, пока вы не узнаете, сколько CO ₂ и H ₂ O образуются молекулы.

Для начала отметим, что в каждая молекула C ₃ H ₈ . Таким образом, три CO ₂ молекулы образуются для каждого C ₃ H ₈ молекула израсходована.

1 C ₃ H ₈ + _____ O ₂ 3 CO ₂ + _____ H ₂ O

Если в каждом восемь атомов водорода C ₃ H ₈ молекулы должно быть восемь атомов водорода, или четыре H ₂ O молекулы в правой части уравнения.

1 C ₃ H ₈ + _____ O ₂ 3 CO ₂ + 4 H ₂ O

Теперь, когда атомы углерода и водорода уравновешены, мы можем попробуйте уравновесить атомы кислорода. В нем шесть атомов кислорода. три молекулы CO ₂ и четыре атома кислорода в четырех H ₂ O молекулы. Чтобы сбалансировать 10 атомов кислорода в продуктах этого реакции нам понадобится пять молекул O ₂ среди реагенты.

1 С ₃ В ₈ + 5 О ₂ 3 CO ₂ + 4 H ₂ O

Теперь три атома углерода, восемь атомы водорода и 10 атомов кислорода с каждой стороны уравнения. Таким образом, сбалансированное уравнение этой реакции записывается как следует.

C ₃ H ₈ ( г ) + 5 O ₂ ( г ) 3 CO ₂ ( г ) + 4 H ₂ O ( г )

---

Молярные отношения

Сбалансированное химическое уравнение позволяет предсказать, что произойдет. когда происходит реакция.Мольное отношение преобразует моли одного соединения в сбалансированное химическое уравнение в моли другого соединения.

Пример: фейерверк, освещающий небо каждую четвертую часть Июль основан на реакции магния и кислорода на образуют оксид магния.

2 мг ( с ) + O ₂ ( г ) 2 MgO ( с )

Вычисленное уравнение реакции можно использовать для построить два единичных фактора , которые описывают соотношение между количеством потребляемого магния и кислорода в этой реакции.

Сосредоточившись на элементах этой проблемы, мы можем выбрать правильное мольное соотношение для преобразования молей магния в эквивалентное количество молей кислорода. Предположим, например, что мы хотим рассчитать количество молей кислорода, необходимое для сжигания 0,40 моль металлического магния.

0.40 моль Mg	х	1 моль O 2	=	0,20 моль O 2
		2 моль магния

---

Прогноз массы Потребляемые реагенты или продукты, выделяемые в химической реакции

Сбалансированные химические уравнения могут использоваться для прогнозирования соотношение между количествами израсходованных реагентов и количества продуктов, образующихся в химической реакции.

Пример: чтобы спрогнозировать количество кислорода, которое необходимо вдохнуть. чтобы переварить 10,0 грамма сахара, мы можем предположить, что сахар в нашем диета приходит к нам как C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ молекулы и что наши тела сжигают этот сахар в соответствии с следующее уравнение.

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ( с ) + 12 O ₂ ( г ) 12 CO ₂ ( г ) + 11 H ₂ O ( л )

Возможно, лучший способ начать — это спросить: «Кто мы такие? пытаетесь найти? «, а затем резюмируйте важные части информация в проблеме.

Цель : Узнать, сколько граммов O ₂ расходуется при сжигании 10,0 граммов сахара.

Факт : Начнем с 10 граммов сахара.

Факт : Сахар имеет формулу C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ .

Факт : Рассчитанное уравнение этой реакции может быть написано следующим образом.

С ₁₂ В ₂₂ О ₁₁ + 12 О ₂ 12 CO ₂ + 11 H ₂ O

Поскольку мы знаем молекулярную массу сахара, мы можем преобразовать известную массу сахара на количество молей сахара.

Теперь у нас есть сбалансированное химическое уравнение, и мы знаем количество молей сахара в пробе. Как шаг к цель задачи мы можем вычислить количество молей кислорода израсходовано в реакции. Уравнение для этого реакция предполагает, что 12 моль O ₂ расходуются на каждый моль сахара в этой реакции. Таким образом, мы можем вычислить количество молей кислорода, необходимое для сжигания 0.02921 моль сахар следующим образом.

Теперь у нас есть необходимая информация, чтобы добраться до цели наш расчет. Нам известно количество O ₂ , потребленное в эта реакция выражается в молях, и мы можем вычислить массу 0,3505 моль O ₂ от молекулярной массы кислород.

Согласно этому расчету требуется 11,2 грамма O ₂ для сжигания 10,0 граммов сахара.

---

Ограничивающие реагенты

Требуется 1.70 граммов аммиака и 4 грамма кислорода до получают 3,00 грамма оксида азота по следующей реакции.

4 NH ₃ ( г ) + 5 O ₂ ( г ) 4 НО ( г ) + 6 H ₂ O ( г )

Что произойдет с количеством NO, произведенного в этом реакция, если оставить количество O ₂ прежним (4,00 г) но увеличивает количество присутствующего NH ₃ изначально? Выход реакции останется прежним.Нет сколько бы NH ₃ мы ни добавили в систему, не более НЕТ образуется, потому что реакция исчерпывает O ₂ до того, как расходуется весь NH ₃ . Когда это происходит, реакция должна прекратиться. Независимо от того, сколько NH ₃ добавлено в система, мы не можем получить более 3,00 граммов NO из 4,00 граммы кислорода.

Когда не хватает O ₂ , чтобы израсходовать весь NH ₃ в реакции количество O ₂ ограничивает количество НЕТ, что может быть произведено.Таким образом, кислород является ограничивающим фактором . реагент в этой реакции. Потому что там еще NH ₃ чем нам нужно, это избыток реагента .

Концепция ограничивающего реагента важна, потому что химики часто запускаются реакции, в которых только ограниченное количество одного из реагенты присутствует.

Ключом к ограничению проблем с реагентами является следующая последовательность шагов.

Помните, что у вас есть ограничивающий реагент проблема или, по крайней мере, рассмотрите возможность того, что может быть ограниченное количество одного из реагенты.

Предположим, что один из реагентов является ограничивающим реагент. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт