Химические формулы и уравнения | CPD

Вы когда-нибудь добавляли соль Эпсома в ванну, принимали магнезийное молоко от несварения желудка или клали цветы серы на свои розы? Вы, наверное, знаете химический состав этих продуктов, но как насчет спирта из рогового рога или купоросного масла? и не могли бы вы приготовить глауберову соль?

Эти алхимические имена могут вызывать воспоминания и загадочные, но они плохо передают химические знания. Хотя мы по-прежнему придерживаемся некоторых из этих названий, большинство химикатов теперь получают систематические названия на основе их состава.Несмотря на это, для начинающего химика аммиак и серная кислота могут быть столь же неоднозначными, как спирт из оленьего рога или купоросное масло. Даже систематические названия, такие как хлорид меди, дают лишь частичную информацию — количественное соотношение между элементами отсутствует.

Подобные проблемы существуют при описании реакций. Естественный язык очень хорош для именования вещей, но ему трудно выразить точные суммы, поэтому мы используем числа. Представьте, что вы пытаетесь ответить на вопрос: «Сколько вам лет?» Без использования цифр.

В вашем классе

Загрузите учебное занятие по написанию формул для соединений неметаллов [MS PowerPoint или pdf] и рабочий лист для учащихся [MS Word].

Двести лет назад шведский химик Йенс Якоб Берцелиус ввел символическую систему для описания химического состава веществ. Символы, обычно это первые или первые два символа названия элемента, в сочетании с числами, чтобы показать относительные количества.Элементы в этих формулах соединены знаком +. Итак, оксид меди превратился в Cu + O, а вода в 2H + O. Эти формулы устранили как тайну состава, вызванную алхимическим названием, так и недостаток количественной информации. Система Берцелиуса с годами превратилась в химические формулы, которые мы знаем сегодня: CuO и H ₂ O.

Что нужно знать студентам

Химические уравнения и формулы — важная часть изучения химии с 11-19. Умение правильно их использовать — это часть того, что значит быть химиком. Формулы и уравнения позволяют химикам эффективно передавать химические знания.

Студенты должны понимать, что химические формулы:

• дает название веществу — например, K ₂ SO ₄ — сульфат калия;
• содержит список элементов, входящих в состав вещества, например калий, серу и кислород;
• обеспечивает соотношение элементов в веществе — например, две части калия, 1 часть серы, 4 части кислорода;

и химические уравнения:

• описывают, как изменяются вещества — например, углерод + кислород → диоксид углерода становится C + O ₂ → CO ₂ ;
Номер
• сообщает нам соотношение реагентов и продуктов в реакции — например, 2Mg + O ₂ → 2MgO означает, что две партии магния вступают в реакцию с одной партией кислорода, давая две партии оксида магния;
• может включать государственные символы — (g), (l), (s) и (aq) — которые могут помочь учащимся визуализировать реакцию и объяснить наблюдения.

Студенты должны уметь:

• Напишите формулы элементов и простых соединений, используя химические символы и числа.
Код
• называет простые соединения по химической формуле, используя такие префиксы, как моно-, ди-, три- и такие слова, как оксид, хлорид, гидроксид, сульфат, нитрат и карбонат.
• построить словесные уравнения для реакций.
• представляют реагенты и продукты химической реакции в сбалансированном уравнении.

Идеи для вашего класса

Общая последовательность обучения формулам и уравнениям может быть:

• проводить простые реакции в пробирках или на микроуровне;
• выучить общие словесные уравнения для химических реакций;
• научиться писать конкретные словесные уравнения;
• научиться составлять химические формулы;
• и используйте химические формулы и слово уравнение для построения сбалансированных химических уравнений.

На сайте Learn Chemistry можно найти два отличных ресурса для обучения написанию словесных уравнений.

Когда учащиеся научатся пользоваться словесными уравнениями, вы можете переходить к написанию химических формул. К сожалению, названия некоторых веществ не всегда переводятся непосредственно в химические формулы. Например, формулы воды, метана, аммиака, азотной кислоты и т. Д. Придется выучить наизусть. Покажите имена и формулы и дайте учащимся стратегии их запоминания.

Наименование неметаллических соединений начинается с понимания приставок моно-, ди-, три- и т. Д. Свяжите их со словами из повседневной жизни и посмотрите, сколько учеников могут придумать. Затем разбейте формулы некоторых соединений, о которых они, возможно, уже слышали. Например, углекислый газ в виде углерода с двумя атомами кислорода. Потребуется множество примеров, чтобы помочь студентам развить мастерство этих обращений. Затем вы можете попросить студентов придумать свои собственные примеры и предложить своим сверстникам преобразовать их.

Наконец, вы можете перейти к именованию солей и ионных соединений. Опять же, потребуется некоторое механическое заучивание, чтобы убедиться, что они знают названия многоатомных ионов, таких как аммоний, гидроксид и карбонат.

Распространенные заблуждения

• Все формулы представляют молекулы, например, «NaCl означает молекулы хлорида натрия».
• Не распознает многоатомные ионы как отдельные химические соединения, например, MgSO ₄ , названный тетроксидом серы магния, а не сульфатом магния.
• Принимая многоатомные ионы за элементы, например, «Я не могу найти гидроксид в периодической таблице».
• Перемешивание символа элемента, например Cl, и его формулы как вещества, например Cl ₂ . Это может быть осложнено использованием символа элемента для гигантских структур — например, алмаза в виде C и железа Fe — и некоторых, казалось бы, нелогичных исключений, например, S ₈ и P ₄ .
• Смешение формулы вещества с химическим уравнением его образования. Например, ответьте «водород + кислород → вода» на вопрос о формуле воды. Это заблуждение происходит из математики, где эти два слова часто используются как синонимы, и из повседневной жизни, где словесная формула часто ассоциируется с тем, как что-то делается.
• Студенты часто испытывают трудности с числовыми соотношениями в уравнениях и формулах, это может затруднить балансирование уравнений и химических расчетов.

Формирующее оценивание

Написание формул и уравнений — это не тот навык, который можно развить после одного или двух уроков.Это навык, который должен быть постоянной частью уроков химии. Используйте регулярное тестирование с низкими ставками словесных уравнений и простых химических уравнений наряду с отзывом формул. Сосредоточьтесь на двухатомных элементах, а также на обычных кислотах, основаниях и солях, чтобы помочь учащимся получить общие химические знания и повысить уверенность в себе. Популярны игры в бинго по формулам или уравнениям, а мини-доски полезны для быстрой формирующей оценки.

Очков на вынос

• Формулы — это не просто сокращение химического названия, но и информация об относительных количествах элементов в веществе.
• Формулы некоторых соединений не могут быть получены из названия вещества, и их необходимо выучить.
• Написание химических формул и уравнений требует частого подкрепления.
• Не торопитесь писать сбалансированные уравнения. Помогите студентам сначала научиться писать формулы и словесные уравнения.

Переход к 14‒16

Когда учащиеся научатся писать формулы и сбалансированные химические уравнения, их можно расширить, включив в них написание ионных уравнений для реакций осаждения и полууравнений для электрохимических и окислительно-восстановительных процессов.

На этом уровне формулы и уравнения используются для выполнения многих химических расчетов, включая относительную формульную массу, количество молей вещества, реакционную массу и расчеты титрования. Овладение этими формулами и уравнениями помогает сгладить выполнение этих расчетов.

Олли Хантер — руководитель отдела химии и координатор EPQ в школе Бененден, Кент, и студент-неполный рабочий день на педагогическом факультете Кембриджского университета

Что скрывается в формулах и уравнениях?

Уравновешивание уравнений и выполнение химических расчетов требуют четкого понимания роли чисел в формулах.Разница между числами перед и числами в формуле может вызвать путаницу.

Число в формуле означает число, кратное элементу (или группам элементов) слева от числа.

Таким образом, формула гидроксида меди Cu (OH) ₂ читается как:

1 x Cu + 2 x (O + H) или Cu + 2 x O + 2 x H

Более сложная формула, такая как сульфат аммония (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , читается как:

2 x (N + (4 x H)) + 1 x S + 4 x O или 2 x N + 8 x H + S + 4 x O

Число, стоящее перед формулой в уравнении, говорит нам, сколько молекул (или молей) вещества вступают в реакцию. Например, в уравнении 2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O читается как:

2 x H ₂ + 1 x O ₂ → 2 x (H ₂ O)

или

две молекулы водорода реагируют с одной молекулой кислорода с образованием двух молекул воды.

Имейте в виду, что некоторые ученики предполагают, что число перед химической формулой является частью формулы или относится только к первому элементу. Например, интерпретация 2NaOH как:

’2NaOH — это формула гидроксида натрия’ или 2 x Na + O + H

Моль в химических реакциях — Введение в химию — 1-е канадское издание

1. Выровняйте химическое уравнение в молях.
2. Используйте сбалансированное уравнение для построения коэффициентов пересчета в молях.
3. Вычислите количество молей одного вещества из молей другого вещества, используя сбалансированное химическое уравнение.

Рассмотрим это вычисленное химическое уравнение:

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

Мы интерпретируем это как «две молекулы водорода реагируют с одной молекулой кислорода с образованием двух молекул воды». Химическое уравнение сбалансировано, пока коэффициенты находятся в соотношении 2: 1: 2.Например, это химическое уравнение также сбалансировано:

100H ₂ + 50O ₂ → 100H ₂ O

Это уравнение не является общепринятым — потому что по соглашению мы используем наименьшее отношение коэффициентов, — но оно сбалансировано. Итак, это химическое уравнение:

5,000H ₂ + 2,500O ₂ → 5,000H ₂ O

Опять же, это нетипично, но все же сбалансировано. Предположим, мы используем гораздо большее число:

12.044 × 10 ²³ H ₂ + 6.022 × 10 ²³ O ₂ → 12.044 × 10 ²³ H ₂ O

Эти коэффициенты также находятся в соотношении 2: 1: 2. Но эти числа связаны с количеством вещей в родинке: первое и последнее числа в два раза больше числа Авогадро, а второе число — числа Авогадро. Это означает, что первое и последнее числа представляют 2 моля, а среднее число — всего 1 моль. Почему бы просто не использовать количество молей для уравновешивания химического уравнения?

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

Это то же самое сбалансированное химическое уравнение, с которого мы начали! Это означает, что химические уравнения сбалансированы не только с точки зрения молекул; они также уравновешены по количеству молей .Мы можем так же легко прочитать это химическое уравнение, как «два моля водорода реагируют с одним моль кислорода, образуя два моля воды». Все сбалансированные химические реакции сбалансированы с точки зрения молей.

Интерпретируйте это сбалансированное химическое уравнение в молях.

п. ₄ + 5O ₂ → п. ₄ O ₁₀

Решение

Коэффициенты представляют количество вступающих в реакцию молей, а не только молекул. Мы бы назвали это уравнение следующим образом: «Один моль молекулярного фосфора реагирует с пятью молями элементарного кислорода, образуя один моль декоксида тетрафосфора. ”

Интерпретируйте это сбалансированное химическое уравнение в молях.

N ₂ + 3H ₂ → 2NH ₃

Ответ

Один моль элементарного азота реагирует с тремя молями элементарного водорода с образованием двух молей аммиака.

В главе 4 «Химические реакции и уравнения» в разделе «Химическое уравнение» мы заявили, что химическое уравнение — это просто рецепт химической реакции. Таким образом, химические уравнения также дают нам эквивалентности — эквивалентности между реагентами и продуктами.Однако теперь мы понимаем, что эти эквиваленты выражены в молях . Рассмотрим следующее химическое уравнение:

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

Эта химическая реакция дает нам следующие эквиваленты:

2 моль H ₂ ⇔ 1 моль O ₂ ⇔ 2 моль H ₂ O

Любые две из этих величин могут быть использованы для построения коэффициента пересчета, который позволяет нам связать количество молей одного вещества с эквивалентным количеством молей другого вещества. Если, например, мы хотим знать, сколько молей кислорода будет реагировать с 17,6 моль водорода, мы рассчитываем коэффициент преобразования между 2 молями H ₂ и 1 моль O ₂ и используем его для преобразования из молей отношения одного вещества к молям другого:

Обратите внимание, как моль H ₂ аннулируется, а моль O ₂ — это новая введенная единица. Это пример расчета моль-моль, когда вы начинаете с молей одного вещества и конвертируете в моли другого вещества с помощью сбалансированного химического уравнения.Пример может показаться простым, потому что числа маленькие, но числа не всегда будут такими простыми!

Рассмотрим следующее вычисленное химическое уравнение:

2C ₄ H ₁₀ (г) + 13O ₂ → 8CO ₂ (г) + 10H ₂ O (ℓ)

Если в реакцию вступает 154 моль O ₂ , сколько моль CO ₂ образуется?

Решение

Мы связываем количество кислорода с количеством углекислого газа, поэтому нам нужна эквивалентность между этими двумя веществами. Согласно сбалансированному химическому уравнению эквивалентность:

13 моль O ₂ ⇔ 8 моль CO ₂

Мы можем использовать эту эквивалентность для построения надлежащего коэффициента преобразования. Начнем с того, что нам дано, и применим коэффициент преобразования:

Единица моль O ₂ стоит в знаменателе коэффициента преобразования, поэтому она отменяется. И 8, и 13 являются точными числами, поэтому они не влияют на количество значащих цифр в окончательном ответе.

Используя приведенное выше уравнение, сколько молей H ₂ O образуется при реакции 154 моль O ₂ ?

Ответ

118 моль

Важно повторить, что сбалансированные химические уравнения сбалансированы в терминах молей . Не граммы, килограммы или литры, а моль. Любая проблема стехиометрии, вероятно, в какой-то момент должна будет разрешиться через моль, особенно если вы работаете со сбалансированной химической реакцией.

• Сбалансированные химические реакции сбалансированы по молям.
• Сбалансированная химическая реакция дает эквивалентность в молях, что позволяет проводить расчеты стехиометрии.

1. Выразите в молях, что означает это химическое уравнение.

   CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O

2. Выразите в молях, что означает это химическое уравнение.

   Na ₂ CO ₃ + 2HCl → 2NaCl + H ₂ O + CO ₂

3. Сколько молекул каждого вещества входит в уравнение в упражнении 1, если его интерпретировать с точки зрения молей?
4. Сколько молекул каждого вещества входит в уравнение в упражнении 2, если его интерпретировать с точки зрения молей?
5. Для химического уравнения 2C ₂ H ₆ + 7O ₂ → 4CO ₂ + 6H ₂ O, какие эквиваленты можно записать в молях? Используйте знак ⇔.
6. Какие эквиваленты можно записать в молях для химического уравнения 2Al + 3Cl ₂ → 2AlCl ₃ ? Используйте знак ⇔.
7. Напишите сбалансированную химическую реакцию для горения C ₅ H ₁₂ (продукты — CO ₂ и H ₂ O) и определите, сколько молей H ₂ O образуется при 5,8 моль O ₂ реагируют.
8. Напишите сбалансированную химическую реакцию образования Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ из Fe ₂ O ₃ и SO ₃ и определите, сколько молей Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ образуются при 12.В реакцию вступает 7 моль SO ₃ .
9. Для вычисленного химического уравнения 3Cu (s) + 2NO ₃ ^— (aq) + 8H ⁺ (aq) → 3Cu ²⁺ (aq) + 4H ₂ O (ℓ) + 2NO ( ж), сколько молей Cu ²⁺ образуется при реакции 55,7 моль H ⁺ ?
10. Для вычисленного химического уравнения Al (s) + 3Ag ⁺ (водн. ) → Al ³⁺ (aq) + 3Ag (s), сколько молей Ag образуется при реакции 0,661 моль Al?
11. Для сбалансированной химической реакции 4NH ₃ (г) + 5O ₂ (г) → 4NO (г) + 6H ₂ O (ℓ), сколько молей H ₂ O образуется при 0.669 моль NH ₃ реагируют?
12. Для сбалансированной химической реакции 4NaOH (водн.) + 2S (s) + 3O ₂ (г) → 2Na ₂ SO ₄ (водн.) + 2H ₂ O (ℓ), сколько молей Na ₂ SO ₄ образуются при взаимодействии 1,22 моль O ₂ ?
13. Для сбалансированной химической реакции 4KO ₂ (s) + 2CO ₂ (g) → 2K ₂ CO ₃ (s) + 3O ₂ (g), определите количество молей обоих продуктов сформировался, когда 6.Реакция взаимодействия 88 моль КО ₂ .
14. Для сбалансированной химической реакции 2AlCl ₃ + 3H ₂ O (ℓ) → Al ₂ O ₃ + 6HCl (г), определите количество молей обоих продуктов, образовавшихся при 0,0552 моль AlCl ₃ реагировать.

1. Один моль CH ₄ реагирует с 2 молями O ₂ с образованием 1 моля CO ₂ и 2 моль H ₂ O.

3. 6.022 × 10 ²³ молекулы CH ₄ , 1.2044 × 10 ²⁴ молекулы O ₂ , 6.022 × 10 ²³ молекулы CO ₂ и 1.2044 × 10 ²⁴ молекулы H ₂ O

5. 2 моль C ₂ H ₆ 7 моль O ₂ ⇔ 4 моль CO ₂ ⇔ 6 моль H ₂ O

7. C ₅ H ₁₂ + 8 O ₂ → 5CO ₂ + 6H ₂ O; 4,4 моль

9. 20,9 моль

11. 1.00 моль

13. 3,44 моль K ₂ CO ₃ ; 5,16 моль O ₂

химических реакций | Grandinetti Group

Как мы узнали ранее, наиболее фундаментальными строительными блоками материи для химиков являются атомы (то есть элементы, которые вы видите в периодической таблице). Мы также узнали, что атомы могут соединяться с другими атомами за счет химической связи, образуя молекулы. Напомним, что процесс, при котором одна молекула превращается в другую, называется химическим изменением .Этот процесс химического изменения представлен химической реакцией . Например,

Важно помнить, что в то время как в химической реакции молекулы разрушаются и создаются путем разрыва и образования химических связей, атомы не создаются и не разрушаются в химической реакции. Другими словами, должно быть одинаковое количество атомов каждого типа на продуктивной и реагирующей сторонах стрелки. Убедиться, что это правило соблюдается, называется «уравновешивание химического уравнения».В приведенном выше примере уравнение было бы несбалансированным без 2 перед O ₂ и H ₂ O. Мы можем составить таблицу, чтобы подтвердить, что количество атомов с каждой стороны стрелки одинаково:

Сбалансированное уравнение необходимо для определения стехиометрии химической реакции.

Стехиометрия — Соотношение между количествами вещества, которые участвуют в химических реакциях.

-или-

Сколько из этого плюс сколько из этого дает, сколько чего-то еще?

Рассмотрим следующий пример превращения воды в водород и кислород с помощью аппарата Хоффмана:

2 H ₂ O _(л) → 2 H _{2 (г)} + О _{2 (г)}

Сбалансированное химическое уравнение говорит нам, что две молекулы воды в жидком состоянии реагируют с образованием двух молекул H ₂ в газовом состоянии и одной молекулы O ₂ в газообразном состоянии.Аппарат Хоффмана позволяет улавливать газообразный H _{2 (г)} и газообразный O _{2 (г)} в отдельных объемах. Изучая эти объемы и используя закон Авогадро, мы можем увидеть стехиометрию химического уравнения.

Закон Авогадро : Объем газа прямо пропорционален количеству молекул в газе.

В этом примере количество газа H ₂ и газа O ₂ в два раза больше, чем предсказано стехиометрией химического уравнения.Эти целочисленные отношения между объемами газа были одними из самых ранних доказательств того, что материя существует в дискретных упаковках, называемых атомами и молекулами.

Точно так же, как любой хороший повар хочет сложить правильное количество каждого ингредиента для лучшего рецепта, химик также хочет сложить правильное количество молекул, требуемых химической реакцией для получения желаемого продукта. Например, чтобы разделить молекулы воды на газ H ₂ и O ₂ , наш аппарат Гофмана должен был направить в реакцию электрическую энергию.Мы могли бы записать химическую реакцию для этого как

2 H ₂ O _(л) + 571,6 кДж → 2 H _{2 (г)} + О _{2 (г)}

То есть мы используем 2 моля H ₂ O и 571,6 кДж энергии, чтобы получить 2 моля газа H ₂ и 1 моль газа O ₂ .

Теперь предположим, что мы хотим сделать обратное, то есть преобразовать газ H ₂ и газ O ₂ в воду и энергию.

2 H _{2 (г)} + O _{2 (г)} → 2 H ₂ O _(л) + 571.6 кДж

Стехиометрия говорит нам, что объединение двух моль H _{2 (g)} с одним мольом O _{2 (g)} даст 2 моля H ₂ O _(l) плюс 571,6 кДж энергии.

Итак, возьмем баллон, наполненный только газом H ₂ . В воздухе вне воздушного шара будет некоторое количество молекул O ₂ , но мы не позаботимся о том, чтобы в начале реакции были вместе стехиометрические количества газов H ₂ и O ₂ .

Теперь давайте возьмем воздушный шар, который заполнен правильным количеством газов H ₂ и O ₂ в соответствии со стехиометрическим соотношением 2: 1 из химического уравнения.

Когда я начинаю реакцию только в баллоне H ₂ , я не могу получить максимальное количество H ₂ O и энергию (частично высвобождаемую в виде звука), потому что стехиометрия находится не в лучшем соотношении.

Когда я начинаю реакцию в воздушном шаре 2: 1 H ₂ — O ₂ , я ожидаю получить максимальное количество H ₂ O и энергию (частично выделяемую в виде звука).

Благодаря Amadeus Avogadro мы знаем, что объем газа прямо пропорционален количеству молекул в газе (или количеству молей). Таким образом, чтобы получить правильную стехиометрию при работе с газами, мы можем просто отрегулировать объем каждого газа в соответствии со стехиометрией реакции (как я сделал со вторым баллоном). Однако обычно равные объемы различных соединений в твердом и жидком состоянии не обязательно содержат одинаковое количество молекул, атомов или молей.

При работе с твердыми телами или жидкостями было бы неплохо иметь весы или прибор, который легко измеряет количество молей. На практике, однако, для химиков отправной точкой является масса реагентов, а не количество молей. Следовательно, нам нужно конвертировать между массой (легко измерить) и молями (не так легко измерить). Давайте посмотрим на несколько примеров.

Кислород какой массы будет реагировать с 96,1 г пропана?

Сначала запишите уравновешенную реакцию:

C ₃ H _{3 (г)} + 5 O _{2 (г)} → 3 CO _{2 (г)} + 4 H ₂ O _(г)

Во-вторых, переведите массу в моль.Обратите внимание, что молекулярная масса пропана составляет 44,1 г / моль.

Пищевая сода (NaHCO ₃ ) используется как антацид. Он нейтрализует избыток HCl, выделяемый желудком.

NaHCO ₃ + HCl _(водн.) → NaCl _(водн.) + H ₂ O _(л) + CO _{2 (водн.)}

Сколько молей HCl нейтрализуется на грамм NaHCO ₃ ?

Задачу ставим аналогично предыдущей:

А теперь попробуйте это дома.Молоко магнезии (Mg (OH) ₂ ) также является антацидом, и его химическая реакция составляет

Mg (OH) ₂ (т) + 2HCl _(водн.) → 2 H ₂ O _(л) + MgCl _{2 (водн.)}

Попробуйте это самостоятельно: что нейтрализует больше HCl на грамм, NaHCO ₃ или Mg (OH) ₂ ?

Домашнее задание от

Химическая стехиометрия

ДОМ Главы курса Основы калькулятора Математика Обзор Основные понятия Расширенные концепции Раздел Тесты Предварительное испытание Пост-тест Полезные материалы Глоссарий Онлайн-калькуляторы Калькулятор окислительно-восстановительного потенциала Калькулятор кинетики Аррениуса Калькулятор термодинамики Калькулятор ядерного распада Регрессия методом наименьших квадратов Решатель уравнений метода Ньютона Калькулятор сжимаемости Калькулятор перевода единиц Калькулятор номенклатуры Ссылки по теме Калькуляторы Texas Instruments Калькуляторы Casio Калькуляторы Sharp Калькуляторы Hewlett Packard Кредиты Связаться с веб-мастером

Стехиометрия — это математика, лежащая в основе химии. Имея достаточно информации, можно использовать стехиометрию для вычисления масс, молей и процентов в рамках химического уравнения. Что такое химическое уравнение Молла Уравновешивающие химические уравнения Ограничивающие реагенты Процентный состав Эмпирические и молекулярные формулы Плотность Концентрации растворов В химии мы используем символы для обозначения различных химических веществ. Успех в химии зависит от знакомства с этими основными символами.Например, символ «С» представляет собой атом углерода, а «H» представляет собой атом водорода. Чтобы представить молекулу поваренной соли, хлорида натрия, мы будем использовать обозначение «NaCl», где «Na» представляет натрий, а «Cl» представляет собой хлор. Мы называем хлор «хлоридом» в этом случае из-за его связи с натрием. У вас будет возможность просмотреть схемы именования или номенклатуру при более позднем чтении. Химическое уравнение — это выражение химического процесса. Например: AgNO 3 (водн.) + NaCl (водн.) —> AgCl (s) + NaNO 3 (водн.) В этом уравнении AgNO 3 смешан с NaCl. Уравнение показывает, что реагенты (AgNO 3 и NaCl) реагируют посредством некоторого процесса (—>) с образованием продуктов (AgCl и NaNO 3 ). Поскольку они подвергаются химическому процессу, они коренным образом изменяются. Часто составляются химические уравнения, показывающие состояние, в котором находится каждое вещество.Знак (s) означает, что соединение является твердым. Знак (l) означает, что вещество является жидкостью. Знак (aq) обозначает водный раствор в воде и означает, что соединение растворено в воде. Наконец, знак (g) означает, что соединение представляет собой газ. Коэффициенты используются во всех химических уравнениях, чтобы показать относительные количества каждого присутствующего вещества. Это количество может представлять либо относительное количество молекул, либо относительное количество молекул. количество молей (описано ниже).Если коэффициент не указан, предполагается, что он равен единице (1). В некоторых случаях над или под стрелками будет написана различная информация. Эта информация, например значение температуры, показывает, какие условия должны присутствовать для возникновения реакции. Например, на приведенном ниже графике обозначения над и под стрелками показывают, что нам нужен химикат Fe 2 O 3 , температура 1000 градусов C и давление 500 атмосфер, чтобы эта реакция протекала. На приведенном ниже рисунке отражено большинство концепций, описанных выше: Учитывая приведенное выше уравнение, мы можем определить количество молей реагентов и продуктов. Моль просто представляет собой число молекул Авогадро (6,023 x 10 23 ). Родинка похожа на термин, подобный дюжине. Если у вас есть дюжина морковок, у вас есть двенадцать е из них. Точно так же, если у вас есть родинка моркови, у вас есть 6,023 x 10 23 моркови. В приведенном выше уравнении перед членами нет цифр, поэтому предполагается, что каждый коэффициент равен единице (1).Таким образом, у вас одинаковое количество молей Ag НЕТ 3 , NaCl, AgCl, NaNO 3 . Часто важно преобразовать моль в граммы вещества. Это преобразование может быть легко выполнено, когда атомарный и / или молекулярный масса вещества (веществ) известна. Атомный или молекулярный масса вещества в граммах составляет один моль вещества. Например, кальций имеет атомный вес 40 граммов. Итак, 40 грамм кальция составляют один моль, 80 грамм — два моля и т. д. Иногда, однако, нам нужно проделать некоторую работу, прежде чем использовать коэффициенты членов, чтобы представить относительное количество молекул каждого соединения. Это тот случай, когда уравнения не являются пр отлично сбалансирован. Мы будем рассматривать следующее уравнение: Al + Fe 3 O 4 —> Al 2 O 3 Поскольку перед любым из членов нет коэффициентов, легко предположить, что один (1) моль Al и один (1) моль Fe 3 0 4 реагируют с образованием одного (1) моля Al 2 0 3 . Если бы это было так, реакция была бы весьма впечатляющей: атом алюминия появился бы из ниоткуда, а два (2) атома железа и один (1) атом кислорода волшебным образом исчезли бы. Мы знаем из Закона о сохранении массы (который гласит, что материю нельзя ни создать, ни разрушить) что этого просто не может произойти. Мы должны убедиться, что количество атомов каждого конкретного элемента в реагентах равно количеству атомов того же элемента в продуктах.К для этого мы должны вычислить относительное количество молекул каждого члена, выраженное коэффициентом члена. Уравновешивание химического уравнения в основном осуществляется методом проб и ошибок. Есть много разных способов и систем сделать это, но для всех методов важно знать, как подсчитать количество атомов в уравнении. Например, мы рассмотрим следующий срок. 2Fe 3 O 4 Этот термин обозначает две (2) молекулы Fe 3 O 4 .В каждой молекуле этого вещества есть три (3) атома Fe. Следовательно, в двух (2) молекулах вещества должно быть шесть (6) атомов Fe. Точно так же есть четыре (4) атома кислорода в одной (1) молекуле вещества, поэтому в двух (2) молекулах должно быть восемь (8) атомов кислорода. Теперь давайте попробуем сбалансировать уравнение, упомянутое ранее: Al + Fe 3 O 4 —> Al 2 O 3 + Fe Разработка стратегии может быть трудной, но вот один из способов решения такой проблемы. Подсчитайте количество каждого атома на стороне реагента и на стороне продукта. Сначала определите срок для сальдирования. При рассмотрении этой проблемы выясняется, что сложнее всего уравновесить кислород, поэтому сначала мы попытаемся уравновесить кислород. Самый простой способ сбалансировать кислородные условия: Al + 3 Fe 3 O 4 —> 4 Al 2 O 3 + Fe Важно, чтобы вы никогда не меняли нижний индекс. Изменяйте коэффициент только при балансировке уравнения. Также не забудьте отметить, что индекс, умноженный на коэффициент, дает количество атомов этого элемента. Что касается реагентов, у нас есть коэффициент три (3), умноженный на нижний индекс четыре (4), что дает 12 атомов кислорода. На стороне продукта у нас есть коэффициент четыре (4), умноженный на нижний индекс три (3), что дает 12 атомов кислорода. Теперь кислород сбалансирован. Выберите другой срок для сальдирования. Выберем железо, Фе.Поскольку в члене, в котором уравновешен кислород, имеется девять (9) атомов железа, мы добавляем коэффициент девять (9) перед Fe. Теперь у нас есть: Al +3 Fe 3 O 4 —> 4Al 2 O 3 + 9 Fe Остаток последнего семестра. В этом случае, поскольку у нас было восемь (8) атомов алюминия на стороне продукта, нам нужно иметь восемь (8) на стороне реагента, поэтому мы добавляем восемь (8) перед элементом Al на стороне реагента. Итак, мы закончили, и сбалансированное уравнение выглядит следующим образом: 8Al + 3Fe 3 O 4 —> 4Al 2 O 3 + 9 Fe Иногда, когда происходят реакции между двумя или более веществами, одно реагент заканчивается раньше другого.Это называется «ограничивающим реагент ». Часто необходимо определить ограничивающий реагент в проблеме. Пример: у химика есть только 6,0 граммов C 2 H 2 и неограниченная подача кислорода, и он желает произвести как можно больше CO 2 . Если она воспользуется приведенным ниже уравнением, сколько кислорода ей следует добавить в реакцию? 2C 2 H 2 (г) + 5O 2 (г) —> 4CO 2 (г) + 2 H 2 O (л) Чтобы решить эту проблему, необходимо определить, сколько кислорода должно может быть добавлен, если все реагенты были израсходованы (так можно получить максимальное количество CO 2 ). Сначала мы вычисляем количество молей C 2 H 2 в 6,0 граммах C 2 H 2 . Чтобы рассчитать количество молей, нам нужно взглянуть на таблицу Менделеева и увидеть, что 1 моль C весит 12,0 грамма, а H — 1,0 грамма. Таким образом, мы знаем, что 1 моль C 2 H 2 весит 26 граммов (2 * 12 граммов + 2 * 1 грамм). Поскольку у нас есть только 6,0 грамма C 2 H 2 , мы должны выяснить, какая доля моля составляет 6,0 граммов.Для этого мы используем следующее уравнение. Затем, поскольку на каждые две (2) молекулы C 2 H 2 приходится пять (5) молекул кислорода, нам нужно умножить моль C 2 H 2 на 5/2, чтобы получить общее количество молей кислорода, которое будет использовано для реакции со всеми C 2 H 2 . Затем мы переводим моли кислорода в граммы, чтобы найти количество кислорода, которое необходимо добавить: Можно рассчитать молярные отношения (также называемые мольными долями) между членами химического уравнения, если задан массовый процент продуктов или реагентов. процент по массе = масса части / масса целого Есть два типа задач процентного состава — задачи, в которых вам дается формула (или вес каждой части) и просят вычислить процентное содержание каждого элемента. и задачи, в которых вам задают проценты и просят вычислить формулу. Есть много возможных решений проблем процентного состава. Всегда есть возможность удвоить ответ. Например, CH и C 2 H 2 имеют одинаковые пропорции, но представляют собой разные соединения.Стандартно давать составы в их простейшей форме, где соотношение между элементами как сокращенная, как это можно назвать — эмпирическая формула. При расчете эмпирической формулы на основе процентного состава, можно преобразовать проценты в граммы. Например, это обычно проще всего предположить, что у вас 100 граммов, поэтому 54,3% превратились бы в 54,3 грамма. Затем мы можем преобразовать массы в моль, что даст нам мольные отношения. Надо сводить к целым числам.Хороший прием — разделить все члены на наименьшее количество родинок. Затем соотношение молей можно перевести в эмпирическую формулу. Пример: если соединение состоит на 47,3% C (углерод), 10,6% H (водород) и 42,0% S (сера), какова его эмпирическая формула? Для решения этой задачи нам нужно передать весь свой процент в массы. Предположим, что у нас есть 100 г этого вещества. Затем переводим в родинки: Теперь мы пытаемся получить четное соотношение между элементами, поэтому делим на количество молей серы, потому что это наименьшее число: Итак, имеем: C 3 H 8 S Пример: Определите массовое процентное содержание сероводорода, H 2 SO 4 . В этой задаче нам нужно сначала рассчитать общий вес соединения, глядя на таблицу Менделеева. Это дает нам: (2 (1,008) + 32,07 + 4 (16,00) г / моль = 98,09 г / моль Теперь нам нужно взять весовую долю каждого элемента от общей массы (которую мы только что нашли) и умножить на 100, чтобы получить процент. Теперь мы можем проверить, что в сумме проценты составляют 100% 65,2 + 2,06 + 32,7 = 99,96 По сути, это 100, поэтому мы знаем, что все работает, и, вероятно, мы не сделали никаких ошибок по неосторожности. Итак, ответ таков: H 2 SO 4 состоит из 2,06% H, 32,7% S и 65,2% O по массе. Хотя эмпирическая формула представляет собой простейшую форму соединения, Молекулярная формула — это форма термина в том виде, в котором он употребляется в химическом уравнение. Эмпирическая формула и молекулярная формула могут быть то же самое, или молекулярная формула может быть любым, кратным эмпирическим формула. Примеры эмпирических формул: AgBr, Na 2 S, C 6 H 10 O 5 .Примеры молекулярных формул: P 2 , C 2 O 4 , C 6 H 14 S 2 , H 2 , C 3 H 9 . Эмпирическую формулу можно рассчитать, исходя из массового или процентного состава любого соединения. Мы уже обсуждали процентный состав в разделе выше. Если у нас есть только масса, все, что мы делаем, по сути, устраняем этап преобразования от процента к массе. Пример: рассчитайте эмпирическую формулу для соединения, имеющего 43.7 г P (фосфора) и 56,3 грамма кислорода. Сначала конвертируем в родинки: Затем мы разделяем родинки, чтобы добиться равномерного соотношения. Когда мы делим, мы не получаем целых чисел, поэтому мы должны умножать их на два (2). Ответ = P 2 O 5 Вычислить молекулярную формулу, когда у нас есть эмпирическая формула, несложно. Если мы знаем эмпирическую формулу соединения, все, что нам нужно сделать, это разделить молекулярная масса соединения по массе эмпирической формулы.Это также можно сделать с помощью одного из элементов формулы; просто разделите массу этого элемента в одном моль соединения на массу этого элемента в эмпирической формуле. Результат всегда должен быть целое число. Пример: если мы знаем, что эмпирическая формула соединения — это HCN, и нам говорят, что для получения соединения необходимо 2,016 грамма водорода, какова его молекулярная формула? В эмпирической формуле водород весит 1,008 грамма.Разделив 2.016 на 1.008 мы видим, что водорода требуется вдвое больше. Следовательно, эмпирическую формулу необходимо увеличить в два раза (2). Ответ: H 2 C 2 N 2 . Плотность относится к массе единицы объема вещества. Это очень распространенный термин по химии. Концентрация раствора — это «сила» раствора. Раствор обычно относится к растворению некоторого твердого вещества в жидкости, например к растворению соли в воде.Также часто необходимо выяснить, сколько воды нужно добавить в раствор, чтобы довести его до определенной концентрации. Концентрация раствора обычно выражается в молярности. Молярность определяется как количество молей растворенного вещества (что такое фактически растворено в растворе), деленное на литры раствора (общий объем того, что растворено и в чем оно было растворено). Молярность, вероятно, наиболее часто используется термин, потому что измерить объем жидкости довольно легко. Пример: если 5,00 граммов NaOH растворяются в 5000 мл воды, какова молярность раствора? Один из наших первых шагов — преобразовать количество NaOH, указанное в граммах, в моль: Теперь мы просто используем определение молярности: моль / литр, чтобы получить ответ Таким образом, молярность (М) раствора составляет 0,025 моль / л. Моляльность — еще одно распространенное измерение концентрации. Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества, деленное на килограммы растворителя. (вещество, в котором он растворен, как вода). Иногда вместо молярности при экстремальных температурах используется молярность, поскольку объем может сжиматься или расширяться. Пример: Если моляльность раствора C 2 H 5 OH, растворенного в воде, составляет 1,5, а вес воды составляет 11,7 кг, вычислите, сколько C 2 H 5 OH должно было быть добавляли в раствор в граммах? Наш первый шаг — подставить то, что мы знаем, в уравнение. Затем мы пытаемся решить то, чего не знаем: моли растворенного вещества.Как только мы узнаем количество молей растворенного вещества, мы сможем взглянуть на таблицу Менделеева и вычислить преобразование молей в граммы. Возможно преобразование молярности в молярность. Единственная необходимая информация — это плотность. Пример: если молярность раствора составляет 0,30 М, вычислить моляльность. раствора, зная, что плотность составляет 3,25 г / мл. Чтобы решить эту проблему, мы можем принять один (1) литр раствора, чтобы сделать числа проще. Нам нужно перейти от единиц молярности моль / литр к единицы моляльности моль / кг.Мы решаем задачу следующим образом: помня, что в литре 1000 мл, а в кг — 1000 грамм. Этот преобразование будет точным только при малых значениях молярности. Также можно рассчитать коллигативные свойства, такие как депрессия точки кипения, используя моляльность. Уравнение для понижения температуры или расширения: Изменение T = K * m Где: T — понижение температуры (для точки замерзания) или температурное расширение (для точки кипения) (° C) K — константа точки замерзания (кг ° C / моль) m — моляльность в моль / кг Пример: если точка замерзания соленой воды на дорогах составляет -5. 2 C, какова молярность раствора? (K f для воды 1,86 C / м.) Это простая задача, когда мы просто подставляем числа в уравнение. Одна часть информации, которую мы должны знать, заключается в том, что вода обычно замерзает при 0 0 C. Т = К * м Т / К = м м = 5,2 / 1,86 m = 2,8 моль / кг Практические задачи 1. Если доступно только 0,25 молярного NaOH и воды, сколько NaOH нужно добавить, чтобы получить 10 литров 0.2 молярный раствор NaOH? Проверьте свою работу 2. Если 2,0 моля сахарозы весом 684 грамма поместить в 1000 граммов воды и затем растворить, какой будет молярность раствора? Проверьте свою работу. 3. Если у вас 0,25 молярный раствор бензола с плотностью 15 грамм / литр, рассчитайте моляльность раствора. Проверьте свою работу 4. Если плотность ртути составляет 13,534 г / см 2 и у вас 62,5 см 3 ртути, сколько граммов, молей и атомов ртути у вас есть? (Масса Меркурия 200. 6 г / моль.) Проверьте свою работу [Базовый указатель] [Атомная структура] [Стехиометрия] [Кислотно-основной химический состав] [Номенклатура]

% PDF-1.7 % 3008 0 объект > эндобдж xref 3008 82 0000000016 00000 н. 0000004624 00000 н. 0000004859 00000 н. 0000004896 00000 н. 0000008046 00000 н. 0000008161 00000 п. 0000008280 00000 н. 0000008437 00000 н. 0000008486 00000 н. 0000008515 00000 н. 0000008554 00000 н. 0000009454 00000 п. 0000009987 00000 н. 0000010346 00000 п. 0000010795 00000 п. 0000010908 00000 п. 0000011515 00000 п. 0000011772 00000 п. 0000012217 00000 п. 0000012890 00000 н. 0000013451 00000 п. 0000013702 00000 п. 0000014147 00000 п. 0000014513 00000 п. 0000014617 00000 п. 0000014703 00000 п. 0000015383 00000 п. 0000016267 00000 п. 0000016973 00000 п. 0000017770 00000 п. 0000017904 00000 п. 0000017933 00000 п. 0000018264 00000 п. 0000018968 00000 п. 0000019631 00000 п. 0000020269 00000 п. 0000022636 00000 п. 0000023375 00000 п. 0000028397 00000 п. 0000059658 00000 п. 0000059852 00000 п. 0000060116 00000 п. 0000060504 00000 п. 0000060892 00000 п. 0000072016 00000 п. 0000072105 00000 п. 0000072161 00000 п. 0000095211 00000 п. 0000095282 00000 п. 0000097932 00000 п. 0000100185 00000 н. 0000102438 00000 п. 0000116362 00000 н. 0000119624 00000 н. 0000120012 00000 н. 0000120111 00000 п. 0000120268 00000 н. 0000120376 00000 н. 0000120486 00000 н. 0000120874 00000 н. 0000121266 00000 н. 0000121388 00000 н. 0000121545 00000 н. 0000121662 00000 н. 0000142545 00000 н. 0000142586 00000 н. 0000143775 00000 н. 0000143816 00000 н. 0000144197 00000 н. 0000144296 00000 н. 0000144445 00000 н. 0000144602 00000 н. 0000144694 00000 н. 0000144793 00000 н. 0000144950 00000 н. 0000145042 00000 н. 0000145141 00000 н. 0000145298 00000 н. 0000147091 00000 н. 0000209582 00000 н. 0000004397 00000 н. 0000001974 00000 н. трейлер ] / Назад 4699344 / XRefStm 4397 >> startxref 0 %% EOF 3089 0 объект > поток h ޼ Wkp {% {ҮJfjC4I +% ٲ e) 5 /! 0 ㆔ $ yhm (4N 3̴ә6tѳ + ۲WF |; | JQAM: P = j @ Fpw; Y4owVcbjZiMYaWn ‘{V | tC3 {m #> 6n = + îsgv @ ˷ @ ^ — Kĉ / l7Pbʭ > Rx [͏ | 4 {̊kyOM? SONLG4Earcgm & fԐ% 7vԘIvw9hl * OWlta7) df; lNpmF ~ Wj) B_VEru4X4lDY];

Глава 6 — Количества в химических реакциях — Химия

Этот текст опубликован под лицензией Creative Commons, для ссылки и адаптации нажмите здесь.

До сих пор мы говорили о химических реакциях в терминах отдельных атомов и молекул.Хотя это работает, в большинстве реакций, происходящих вокруг нас, задействовано гораздо большее количество химикатов. Даже крошечный образец вещества будет содержать миллионы, миллиарды или сто миллиардов миллиардов атомов и молекул. Как мы можем сравнить количество веществ друг с другом в химическом отношении, если так сложно сосчитать до ста миллиардов миллиардов?

На самом деле есть способы сделать это, и мы рассмотрим их в этой главе. Поступая так, мы расширим наше понимание стехиометрии, которая представляет собой изучение числовых соотношений между реагентами и продуктами в сбалансированной химической реакции.

Рисунок 6.1 «Молекулы воды» показывает, что нам нужны 2 атома водорода и 1 атом кислорода, чтобы образовать 1 молекулу воды. Если мы хотим получить 2 молекулы воды, нам понадобится 4 атома водорода и 2 атома кислорода. Если мы хотим получить 5 молекул воды, нам нужно 10 атомов водорода и 5 атомов кислорода. Соотношение атомов, которые нам понадобятся для образования любого количества молекул воды, одинаково: 2 атома водорода на 1 атом кислорода.

Рис. 6.1. Молекулы воды: Отношение атомов водорода к атомам кислорода, используемых для образования молекул воды, всегда составляет 2: 1, независимо от того, сколько молекул воды производится.

Однако у нас есть проблема в том, что чрезвычайно сложно, если не невозможно, организовать атомы по одному. Как сказано во введении, мы имеем дело с миллиардами атомов одновременно. Как мы можем отслеживать так много атомов (и молекул) одновременно? Мы делаем это, используя массу, а не подсчитывая отдельные атомы.

Атом водорода имеет массу примерно 1 ед. Атом кислорода имеет массу примерно 16 единиц. Следовательно, отношение массы атома кислорода к массе атома водорода составляет примерно 16: 1.

Если у нас есть 2 атома каждого элемента, соотношение их масс будет примерно 32: 2, что уменьшится до 16: 1 — такое же соотношение. Если у нас есть 12 атомов каждого элемента, отношение их общих масс будет приблизительно (12 × 16) 🙁 12 × 1), или 192: 12, что также уменьшается до 16: 1. Если у нас есть 100 атомов каждого элемента, соотношение масс составляет примерно 1600: 100, что снова уменьшается до 16: 1.Пока у нас равное количество атомов водорода и кислорода, соотношение масс всегда будет 16: 1.

Такая же последовательность наблюдается при сравнении соотношений масс других элементов. Например, отношение масс атомов кремния к равному количеству атомов водорода всегда составляет примерно 28: 1, в то время как отношение масс атомов кальция к равному количеству атомов лития составляет примерно 40: 7.

Итак, мы установили, что массы атомов постоянны по отношению друг к другу, пока у нас одинаковое количество атомов каждого типа.Рассмотрим более макроскопический пример. Если образец содержит 40 г Ca, этот образец имеет такое же количество атомов, как и образец из 7 г Li. В таком случае нам нужно число, которое представляет удобное количество атомов, чтобы мы могли соотносить макроскопические количества веществ. Ясно, что даже 12 атомов — это слишком мало, потому что сами атомы такие маленькие. Нам нужно число, представляющее миллиарды и миллиарды атомов.

A моль определяется как 6,02 × 10 ²³ единиц и, таким образом, используется химиками для обозначения большого количества атомов или молекул.Подобно тому, как дюжина подразумевает 12 вещей, родинка (сокращенно моль ) представляет 6,02 × 10 ²³ вещи. Число 6,02 × 10 ²³ , названное числом Авогадро, в честь химика XIX века Амедео Авогадро, — это число, которое мы используем в химии для обозначения макроскопических количеств атомов и молекул. Таким образом, если у нас есть 6,02 × 10 ²³ атомов кислорода, мы говорим, что у нас есть 1 моль атомов кислорода. Если у нас есть 2 моля атомов Na, у нас будет 2 × (6,02 × 10 ²³ ) атомов Na, или 1.2044 × 10 ²⁴ атомов Na. Точно так же, если у нас есть 0,5 моль молекул бензола (C ₆ H ₆ ), мы имеем 0,5 × (6,02 × 10 ²³ ) C ₆ H ₆ молекул, или 3,011 × 10 ²³ C ₆ H ₆ молекул.

Обратите внимание, что мы применяем мольную единицу к различным типам химических соединений. В этих примерах мы привели моль атомов и моль молекул. Слово моль обозначает ряд вещей — 6.02 × 10 ²³ из них — но само по себе не указывает, что «они» есть. Это могут быть атомы, формульные единицы (ионных соединений) или молекулы. Эту информацию еще нужно уточнить.

Поскольку 1 молекула H ₂ содержит 2 атома H, 1 моль H ₂ молекул (6,02 × 10 ²³ молекулы) содержит 2 моля атомов H. Используя формулы, чтобы указать, сколько атомов каждого элемента у нас есть в веществе, мы можем связать количество молей молекул с количеством молей атомов.Например, в 1 моль этанола (C ₂ H ₆ O) мы можем построить следующие зависимости (Таблица 6.1 «Молекулярные отношения»):

Таблица 6.1: Молекулярные отношения

Следующий пример показывает, как мы можем использовать эти отношения в качестве коэффициентов пересчета.

Теперь, когда мы представили крот и попрактиковались в его использовании в качестве коэффициента преобразования, мы задаем очевидный вопрос: почему крот соответствует именно этому числу ? Почему это 6. 022 × 10 ²³ , а не 1 × 10 ²³ или даже 1 × 10 ²⁰ ?

Число в моле, число Авогадро, связано с относительными размерами атомной единицы массы и грамма единиц массы. В то время как один атом водорода имеет массу приблизительно 1 а.е.м., 1 моль атомов H имеет массу приблизительно 1 грамм .И хотя один атом натрия имеет приблизительную массу 23 а.е.м., 1 моль атомов Na имеет приблизительную массу 23 грамм .

Масса одного моля вещества в граммах равна массе одного атома или молекулы в единицах атомной массы. Числа в периодической таблице, которые мы определили как атомные массы атомов, не только говорят нам массу одного атома в атомных единицах массы, но также говорят нам массу 1 моля атомов в граммах! Это потому, что все атомы состоят из одних и тех же частей (протонов, нейтронов и электронов), а протоны и нейтроны имеют почти одинаковые массы.Электроны, так как они такие легкие, пренебрегают своим вкладом в атомную массу даже в самых больших атомах. Таким образом, атомная или молекулярная масса указывает, сколько атомов или молекул присутствует. Таким образом, образуется важное трехстороннее соотношение: 1 моль = атомная или молекулярная масса в граммах = 6,02 X 10 ²³ атомов или молекул. Это эффективно дает нам возможность подсчитывать молекулы в лаборатории, используя общие весы! Обратите внимание, что в химических уравнениях и расчетах мольные концентрации обозначаются сокращенно моль.

Напомним, что масса ионного соединения (обозначается формулой , масса ) или ковалентной молекулы (обозначается как молекулярная масса ) — это просто сумма масс его атомов. Чтобы рассчитать формулу или молекулярные массы, важно отслеживать количество атомов каждого элемента в молекулярной формуле, чтобы получить правильную молекулярную массу.

Например:

Молекула NaCl содержит 1 Na ⁺ и 1 Cl ^— .Таким образом, мы можем вычислить формулу массы этого соединения, сложив атомные массы натрия и хлора, как указано в таблице Менделеева (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 Периодическая таблица элементов

Для более крупной молекулы, такой как глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), которая имеет несколько атомов одного и того же типа, просто умножьте атомную массу каждого атома на количество присутствующих атомов, а затем добавьте увеличьте все атомные массы, чтобы получить окончательную молекулярную массу.

Концепция молей может быть распространена также на массы формульных единиц и молекул. Масса 1 моля молекул (или формульных единиц) в граммах численно эквивалентна массе одной молекулы (или формульной единицы) в атомных единицах массы. Например, одна молекула O ₂ имеет массу 32,00 ед. (Сумма 2 атомов кислорода), а 1 моль молекул O ₂ имеет массу 32,00 г. Как и в случае с массами, основанными на единицах атомной массы, чтобы получить массу 1 моля вещества, мы просто суммируем массы отдельных атомов в формуле этого вещества. Масса 1 моля вещества называется его молярной массой , независимо от того, является ли вещество элементом, ионным соединением или ковалентным соединением.

Рисунок 6.2: Удивительный крот. Показаны основные мольные коэффициенты пересчета.

Отношения между мольными количествами и коэффициентами пересчета в граммах, перечисленные выше на рис. 6.2, являются одними из наиболее полезных уравнений во всей химии. Они позволяют проводить химические реакции безопасным и эффективным образом и оказывают огромное влияние на экономику многих промышленных и производственных процессов, а также на производство лекарств.Если вы серьезно изучаете химию, я бы рекомендовал распечатать таблицу 6.2 и сохранить копию в своем блокноте. Это будет чрезвычайно полезно при постановке множества текстовых задач и функционально полезно в лаборатории.

Так почему же так важно соотношение между молью и составной массой? В микроскопическом мире химические уравнения строятся в масштабе молекул. На рисунке 6.3 изображена типичная химическая реакция. Как мы узнали в главе 5, коэффициенты перед каждым соединением представляют количество молекул, необходимое для протекания реакции.В этой реакции горения 2 молекулы бутана (C ₄ H ₁₀ ) реагируют с 13 молекулами кислорода с образованием 8 молекул диоксида углерода и 10 молекул воды. Однако в лаборатории химики не могут подсчитать молекулы и поместить их в реакционную колбу. Молекулы слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и нет доступного оборудования, способного таким образом сортировать и подсчитывать молекулы. С другой стороны, массу легко измерить с помощью весов.Таким образом, отношение массы к количеству присутствующих молекул становится очень важным преобразованием. Поскольку моль представляет собой фиксированное количество молекул (6,02 X 10 ²³ ), коэффициенты, используемые в химических реакциях, также можно рассматривать как молярные отношения. Вместо того чтобы читать наше уравнение в терминах молекул, мы можем читать его в молях. На макроскопическом уровне реакция ниже выглядит так: 2 моля бутана (C ₄ H ₁₀ ) реагируют с 13 молями кислорода с образованием 8 моль диоксида углерода и 10 моль воды.

Рисунок 6.3 Реакция горения бутана. В примере показаны молекулярные соотношения субстратов и продуктов реакции.

---

6.4 Преобразование молярных масс

Самый простой тип манипуляции с использованием молярной массы в качестве коэффициента преобразования — это преобразование моль-масса (или его обратное преобразование, преобразование массы-моль), как показано на рисунке 6.2. При таком преобразовании мы используем молярную массу вещества в качестве коэффициента преобразования для преобразования единиц моля в единицы массы (или, наоборот, единиц массы в единицы моля).

Мы установили, что 1 моль Al имеет массу 26,98 г (пример 3 в разделе 6.3). Выражается математически:

1 моль Al = 26,98 г Al

Мы можем разделить обе части этого выражения на любую сторону, чтобы получить один из двух возможных коэффициентов преобразования:

Первый коэффициент преобразования может использоваться для преобразования массы в моль, а второй — для преобразования из молей в массу. Оба могут использоваться для решения проблем.

Подобные преобразования возможны для любого вещества, если правильная атомная масса, формула массы или молярная масса известна (или может быть определена) и выражена в граммах на моль.На рисунке 6.4 представлена ​​диаграмма для определения необходимого коэффициента преобразования, а на рисунке 6.5 представлена ​​блок-схема шагов, необходимых для выполнения преобразования. Обратите внимание, что для преобразования из молей в массу или из массы в моли требуется один математический шаг.

Рис. 6.4 Простая блок-схема преобразования между массой и молями вещества.

Рисунок 6.5 Блок-схема, иллюстрирующая этапы преобразования единиц измерения.

Для вашего здоровья: минералы

Для того, чтобы наш организм функционировал должным образом, мы должны получать определенные вещества из нашего рациона. Среди наших диетических потребностей — минералов , неуглеродные элементы, которые наш организм использует для различных функций, таких как развитие костей или обеспечение надлежащей нервной передачи.

Министерство сельского хозяйства США разработало некоторые рекомендации по суточному потреблению (RDI) различных минералов. В прилагаемой таблице перечислены РСНП для минералов, как в массе, так и в молях, исходя из ежедневного рациона в 2000 калорий.

Таблица 6.2: Рекомендуемая суточная доза (РСН) минеральных добавок

Таблица 6.2 иллюстрирует несколько вещей. Во-первых, потребности мужчин и женщин в некоторых минералах различны. Крайний случай — для железа; женщинам нужно вдвое больше, чем мужчинам. Во всех остальных случаях, когда используется другой RDI, мужчинам нужно больше, чем женщинам.

Во-вторых, количество различных минералов, необходимых ежедневно, широко варьируется — как в массовом, так и в молярном масштабе. В среднем человеку требуется 0,1 моль Na в день, что составляет около 2,5 г. С другой стороны, человеку требуется всего около 25–35 мкг Cr в день, что составляет менее одной миллионной доли моля.Каким бы небольшим ни было это количество, дефицит хрома в рационе может привести к симптомам, подобным диабету, или неврологическим проблемам, особенно в конечностях (руках и ногах). Что касается некоторых минералов, организму не требуется много, чтобы поддерживать нормальную работу.

Хотя правильно сбалансированная диета обеспечивает все необходимые минералы, некоторые люди принимают пищевые добавки. Однако слишком много хорошего, даже минералов, не есть хорошо. Воздействие слишком большого количества хрома, например, вызывает раздражение кожи, а некоторые формы хрома, как известно, вызывают рак (как показано в фильме Эрин Брокович ).

(Вернуться к началу)

---

6.5 Молекулярно-молекулярные отношения в химических реакциях

В этом разделе вы узнаете, как использовать сбалансированную химическую реакцию для определения молярных соотношений между веществами.

В главе 5 вы научились балансировать химические уравнения, сравнивая количество атомов каждого типа в реагентах и ​​продуктах. Коэффициенты перед химическими формулами представляют собой количество молекул или формульных единиц (в зависимости от типа вещества).Здесь мы расширим смысл коэффициентов в химическом уравнении.

Рассмотрим простое химическое уравнение

2H

₂ + O ₂ → 2H ₂ O

При написании сбалансированных химических уравнений принято использовать наименьшее целочисленное отношение для коэффициентов. Однако уравнение сбалансировано, пока коэффициенты находятся в соотношении 2: 1: 2. Например, это уравнение также сбалансировано, если мы запишем его как

4H

₂ + 2O ₂ → 4H ₂ O

Соотношение коэффициентов составляет 4: 2: 4, что сокращается до 2: 1: 2.Уравнение также сбалансировано, если мы запишем его как

22H

₂ + 11O ₂ → 22H ₂ O

, потому что 22:11:22 также сокращается до 2: 1: 2.

Предположим, мы хотим использовать более крупные числа. Рассмотрим следующие коэффициенты:

12.044 × 10

²³ H ₂ + 6.022 × 10 ²³ O ₂ → 12.044 × 10 ²³ H ₂ O

Эти коэффициенты также имеют соотношение 2: 1: 2 (проверьте и посмотрите), так что это уравнение сбалансировано.Но 6,022 × 10 ²³ — это 1 моль, а 12,044 × 10 ²³ — 2 моль (и число написано таким образом, чтобы сделать это более очевидным), поэтому мы можем упростить эту версию уравнения, записав ее как

2 моль H

₂ + 1 моль O ₂ → 2 моль H ₂ O

Мы можем опустить слово моль и не записывать коэффициент 1 (как наша привычка), так что окончательная форма уравнения, все еще сбалансированная, будет

2H

₂ + O ₂ → 2H ₂ O

Теперь мы интерпретируем коэффициенты как относящиеся к молярным количествам, а не к отдельным молекулам. Урок? Сбалансированные химические уравнения сбалансированы не только на молекулярном уровне, но и с точки зрения молярных количеств реагентов и продуктов. Таким образом, мы можем прочитать эту реакцию как «два моля водорода реагируют с одним моль кислорода с образованием двух молей воды».

Точно так же отношения, которые мы построили в главе 5, также могут быть построены в единицах молей, а не молекул. Например, для реакции, в которой водород и кислород соединяются с образованием воды, мы можем построить следующие отношения:

Мы можем использовать эти соотношения, чтобы определить, какое количество вещества в молях будет реагировать с заданным числом молей другого вещества или производить его.Изучение численных соотношений между реагентами и продуктами в сбалансированных химических реакциях называется стехиометрией .

6.6 Задачи молекулярной массы и массы-массы

В этом разделе вы научитесь преобразовывать массу или моль одного вещества в массу или моль другого вещества в ходе химической реакции.

Мы установили, что сбалансированное химическое уравнение сбалансировано с точки зрения молей, а также атомов или молекул.Мы использовали сбалансированные уравнения, чтобы установить отношения, теперь в единицах молей материалов, которые мы можем использовать в качестве коэффициентов пересчета для ответа на стехиометрические вопросы, например, сколько молей вещества А реагирует с таким количеством молей реагента Б. Мы можем расширить эта техника даже дальше. Напомним, что мы можем соотнести молярное количество с массовым количеством, используя молярную массу. Мы можем использовать эту способность, чтобы ответить на вопросы о стехиометрии с точки зрения масс конкретного вещества в дополнение к молям. Делаем это в следующей последовательности:

Рисунок 6.6: Блок-схема для расчета преобразования молей в массу с использованием химических уравнений.

В совокупности эти преобразования называются расчетами молекулярной массы.

В качестве примера рассмотрим вычисленное химическое уравнение

Fe

₂ O ₃ + 3SO ₃ → Fe ₂ (SO ₄ ) ₃

Если у нас есть 3,59 моль Fe ₂ O ₃ , сколько граммов SO ₃ может с ним вступить в реакцию? Используя последовательность расчета молекулярной массы, мы можем определить требуемую массу SO ₃ в два этапа. Сначала мы строим соответствующее молярное соотношение, определенное из сбалансированного химического уравнения, для расчета необходимого количества молей SO ₃ . Затем, используя молярную массу SO ₃ в качестве коэффициента преобразования, мы определяем массу, которую имеет это количество молей SO ₃ . Графически это представлено двумя этапами:

Первый шаг напоминает упражнения, которые мы делали в разделе 6.4 «Молочно-молекулярные отношения в химических реакциях». Как обычно, мы начинаем с того количества, которое нам дали:

Моль Fe ₂ O ₃ единиц аннулируют, оставляя моль SO ₃ единиц.Теперь мы берем этот ответ и преобразуем его в граммы SO ₃ , используя молярную массу SO ₃ в качестве коэффициента преобразования:

Наш окончательный ответ выражается тремя значащими цифрами. Таким образом, в двухэтапном процессе мы обнаруживаем, что 862 г SO ₃ будут реагировать с 3,59 моль Fe ₂ O ₃ . Таким образом можно ответить на многие проблемы этого типа.

Та же двухэтапная задача может быть решена в одной строке, а не в виде двух отдельных шагов, как показано ниже:

Мы получаем точно такой же ответ, когда объединяем все математические шаги вместе, как и когда мы вычисляем один шаг за раз.

Это небольшой шаг от расчета молекулярной массы к расчету массы-массы. Если мы начнем с известной массы одного вещества в химической реакции (вместо известного числа молей), мы можем вычислить соответствующие массы других веществ в реакции. Первым шагом в этом случае является преобразование известной массы в моль с использованием молярной массы вещества в качестве коэффициента преобразования. Затем — и только тогда — мы используем сбалансированное химическое уравнение, чтобы построить коэффициент преобразования, чтобы преобразовать это количество в моль другого вещества, которое, в свою очередь, может быть преобразовано в соответствующую массу.Последовательно процесс выглядит следующим образом:

Рисунок 6. 7 Блок-схема проведения преобразований с использованием химических уравнений.

Этот трехэтапный процесс можно выполнить в три отдельных шага или объединить в один расчет, содержащий три коэффициента преобразования. Следующий пример иллюстрирует оба метода.

Для вашего здоровья: синтез таксола

Таксол — мощное противоопухолевое средство, которое первоначально было извлечено из тиса тихоокеанского ( Taxus brevifolia ).Как видно из рисунка, таксол — очень сложная молекула с молекулярной формулой C ₄₇ H ₅₁ NO ₁₄ . Выделение таксола из его природного источника представляет определенные проблемы, в основном из-за того, что тихоокеанский тис является медленнорастущим деревом, и необходимо собрать эквивалент шести деревьев, чтобы обеспечить достаточное количество таксола для лечения одного пациента. Хотя родственные виды тисов также производят таксол в небольших количествах, существует значительный интерес к синтезу этой сложной молекулы в лаборатории.

После 20-летних усилий две исследовательские группы объявили о полном лабораторном синтезе таксола в 1994 году. Однако каждый синтез требовал более 30 отдельных химических реакций с общей эффективностью менее 0,05%. Для сравнения: чтобы получить разовую дозу таксола 300 мг, вам нужно будет начать с 600 г исходного материала. Чтобы лечить 26 000 женщин, у которых ежегодно диагностируется рак яичников, с помощью одной дозы, почти 16 000 кг (более 17 тонн) исходного материала необходимо преобразовать в таксол.Таксол также используется для лечения рака груди, который ежегодно диагностируется у 200 000 женщин в США. Это только увеличивает необходимое количество исходного материала.

Очевидно, что существует большой интерес к повышению общей эффективности синтеза таксола. Улучшенный синтез не только будет проще, но и будет производить меньше отходов, что позволит большему количеству людей воспользоваться этим потенциально спасительным лекарством.

Рисунок 6. 8 Структура таксола противоракового препарата. Из-за сложности молекулы атомы водорода не показаны, но они присутствуют на каждом атоме, чтобы дать ему правильное количество ковалентных связей (четыре связи для каждого атома углерода).

Ключевой вынос
• Сбалансированное химическое уравнение может использоваться для связи масс или молей различных веществ в реакции.
Упражнения

1. Учитывая следующее несбалансированное химическое уравнение,

   H ₃ PO ₄ + NaOH → H ₂ O + Na ₃ PO ₄

   какая масса H ₂ O получается по реакции 2.35 моль H ₃ PO ₄ ?

2. Учитывая следующее несбалансированное химическое уравнение,

   C ₂ H ₆ + Br ₂ → C ₂ H ₄ Br ₂ + HBr

   какая масса HBr образуется, если в реакцию вступает 0,884 моль C ₂ H ₆ ?

3. Определенные жиры используются для изготовления мыла. Первый шаг — реакция жира с водой с образованием глицерина (также известного как глицерин) и соединений, называемых жирными кислотами.Вот один пример:

   C3H5 (OOC (Ch3) 14Ch4) 3a жир + 3h3O → C3H5 (OH) 3глицерин + 3Ch4 (Ch3) 14COOH жирная кислота

3. Сколько молей глицерина можно получить в результате реакции 1 000,0 г C ₃ H ₅ (OOC (CH ₂ ) ₁₄ CH ₃ ) ₃ ?

4. Фотосинтез у растений приводит к общей реакции производства глюкозы (C ₆ H ₁₂ O ₆ ):

   6CO ₂ + 6H ₂ O → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

   Сколько молей глюкозы можно получить при реакции 544 г CO ₂ ?

5. Реакции осаждения, в которых твердое вещество (называемое осадком) является продуктом, обычно используются для удаления определенных ионов из раствора. Одна из таких реакций выглядит следующим образом:

   Ba (NO ₃ ) ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) → BaSO ₄ (т.) + 2NaNO ₃ (водн.)

   Сколько граммов Na ₂ SO ₄ необходимо для осаждения всех ионов бария, произведенных 43,9 г Ba (NO ₃ ) ₂ ?

6. Нитроглицерин [C ₃ H ₅ (ONO ₂ ) ₃ ] получают реакцией азотной кислоты (HNO ₃ ) с глицерином [C ₃ H ₅ (OH) ₃ ] согласно этой реакции:

   C ₃ H ₅ (OH) ₃ + 3HNO ₃ → C ₃ H ₅ (ONO ₂ ) ₃ + 3H ₂ O

   Если 87.4 г HNO ₃ реагируют с избытком глицерина, какую массу нитроглицерина можно получить?

7. Антациды — это основания, нейтрализующие кислоты в пищеварительном тракте. Гидроксид магния [Mg (OH) ₂ ] является одним из таких антацидов. Он реагирует с соляной кислотой в желудке по следующей реакции:

   Mg (OH) ₂ + 2HCl → MgCl ₂ + 2H ₂ O

   Сколько граммов HCl может нейтрализовать доза 200 мг Mg (OH) ₂ ?

8. Кислотный дождь вызывается реакцией оксидов неметаллов с водой в атмосфере.В одной из таких реакций участвует диоксид азота (NO ₂ ) и образуется азотная кислота (HNO ₃ ):

   3НО ₂ + H ₂ O → 2HNO ₃ + NO

   Если 1,82 × 10 ¹³ г NO ₂ попадает в атмосферу каждый год из-за деятельности человека, потенциально сколько граммов HNO ₃ может производиться ежегодно?

9. Упрощенный вариант переработки железной руды в металлическое железо выглядит следующим образом:

   2Fe ₂ O ₃ + 3C → 4Fe + 3CO ₂

   Сколько граммов C необходимо для производства 1. 00 × 10 ⁹ г Fe?

10. SS Hindenburg содержал около 5,33 × 10 ⁵ г газа H ₂ , когда он сгорел в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси, в 1937 году. Химическая реакция выглядит следующим образом:

    2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

    Сколько граммов H ₂ O было произведено?

(Вернуться к началу)

---

6.7 Краткое содержание главы

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения следующих жирным шрифтом терминов в следующем резюме и спросить себя, как они относятся к темам в главе.

Химические реакции связаны с количествами реагентов и продуктов. Химики используют единицу моль для обозначения 6,022 × 10 ²³ вещей, независимо от того, являются ли эти предметы атомами элементов или молекулами соединений. Это число, называемое числом Авогадро , важно, потому что это количество атомов или молекул имеет ту же массу в граммах, что и один атом или молекула в единицах атомной массы. Молярные массы веществ могут быть определены путем суммирования соответствующих масс из периодической таблицы; окончательная молярная масса будет выражаться в граммах.

Поскольку один моль вещества будет иметь определенную массу, мы можем использовать это соотношение для построения коэффициентов преобразования, которые преобразуют количество моль в количество массы, или наоборот. Такое преобразование молярной массы обычно занимает один алгебраический шаг.

Химические реакции содержат перечень реагентов и продуктов в молярных количествах, а не только в молекулярных количествах. Мы можем использовать коэффициенты сбалансированного химического уравнения, чтобы связать моли одного вещества в реакции с молями других веществ (стехиометрия).При расчете молярной массы мы связываем количество молей одного вещества с массой другого вещества. В расчете массы-массы мы связываем массу одного вещества с массой другого вещества.

Дополнительные упражнения

1. Если средний мужчина имеет массу тела 70 кг, из которых 60% — вода, сколько молей воды в среднем мужчине?

2. Если средняя женщина 60 лет.0 кг и содержит 0,00174% железа, сколько молей железа в средней женщине?

3. Сколько молей каждого элемента содержится в 2,67 моль каждого соединения?

   1. HCl
   2. H ₂ SO ₄
   3. Al (НЕТ ₃ ) ₃
   4. Ga ₂ (СО ₄ ) ₃

4. Сколько молей каждого элемента содержится в 0,00445 моль каждого соединения?

   1. HCl
   2. H ₂ SO ₄
   3. Al ₂ (CO ₃ ) ₃
   4. Ga ₂ (СО ₄ ) ₃

5. Какова масса одного атома водорода в граммах? Какова масса одного атома кислорода в граммах? У этих масс соотношение 1:16, как и ожидалось?

6. Какая масса одного атома натрия в граммах?

7. Если 6. 63 × 10 ⁻⁶ моль соединения имеет массу 2,151 мг, какова молярная масса соединения?

8. Гемоглобин (молярная масса составляет примерно 64000 г / моль) является основным компонентом красных кровяных телец, транспортирующих кислород и углекислый газ в организме. Сколько молей в 0,034 г гемоглобина?

Ответы
3. 1. 2,67 моль H и 2,67 моль Cl
   2. 5.34 моль H, 2,67 моль S и 10,68 моль O
   3. 2,67 моль Al, 8,01 моль N и 24,03 моль O
   4. 5,34 моль Ga, 8,01 моль S и 32,04 моль O

5. H = 1,66 × 10 ⁻²⁴ г и O = 2,66 × 10 ⁻²³ г; да, они в соотношении 1:16.
(Вернуться к началу)

---

6,8 Артикул:

Материалы Главы 6 были адаптированы и изменены из следующих ресурсов Creative Commons, если не указано иное:
1. Анонимный. (2012) Введение в химию: общие, органические и биологические (V1.0). Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/index.html
2. Поульсен, Т. (2010) Введение в химию. Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://openedgroup.org/books/Chemistry.pdf
3. OpenStax (2015) Атомы, изотопы, ионы и молекулы: строительные блоки. OpenStax CNX.Доступно по адресу: http://cnx.org/contents/be8818d0-2dba-4bf3-859a-737c25fb2c99@12.

Почему необходимо сбалансировать химические уравнения?

Возьмем, к примеру, сжигание метана (# «CH» _4 «#):

# «CH» _4 «# + #» O «_2» ## rarr ## «CO» _2 «# + #» H «_2» O «#

Если вы посчитаете количество атомов (нижних индексов) углерода, водорода и кислорода в обеих частях уравнения, вы увидите, что на стороне реагента (левая сторона) есть один атом углерода, четыре атома водорода, и два атома кислорода.

На стороне продукта (правая сторона) находятся один атом углерода, два атома водорода и три атома кислорода. Следовательно, уравнение не удовлетворяет закону сохранения массы и не сбалансировано.

Чтобы сбалансировать уравнение, мы должны при необходимости изменить количества реагентов и продуктов, добавляя коэффициенты перед соответствующей формулой (ами).

При балансировке уравнения НИКОГДА не изменяйте нижние индексы, потому что это меняет содержание.# «H» _2 «O» # НЕ то же самое вещество, что и # «H» _2 «O» _2 «#. Чтобы определить количество атомов каждого элемента, коэффициент умножается на индексы в каждой формуле. не является коэффициентом или индексом, это означает 1. Уравнение для сжигания метана имеет следующий вид:

# «CH» _4 «# + # 2» O «_2» ## rarr ## «CO» _2 «# + #» 2H «_2» O «#

Если вы сравните несбалансированное уравнение со сбалансированным уравнением, вы увидите, что химические формулы каждого реагента и продукта не изменились.