Алгоритм составления уравнения химической реакции

Группа 27-28 Химия ЕН

Задание: Прочитать конспект, разобрать задачи, ответить на вопросы в конце конспекта.

Закон сохранения массы веществ

Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения

 

В 1748 г. М.В. Ломоносов и в 1789 г. А. Лавуазье независимо друг от друга открыли закон сохранения массы веществ в химических реакциях. Этот закон формулируется так:

Масса всех веществ, которые вступают в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Запишем схему реакции горения метана СН₄ в кислороде О₂. В результате этой реакции образуются углекислый газ СО₂ и вода Н₂О:

По закону сохранения массы:

Сохранение массы веществ в химических реакциях объясняется тем, что число атомов каждого элемента до и после реакции не изменяется. В ходе химической реакции происходит только перегруппировка атомов.

В реакции в молекулах исходных веществ – СН₄ и О₂ – атом углерода соединяется с атомами водорода, а атомы кислорода – друг с другом; в молекулах продуктов реакции – СО₂ и Н₂О – и атом углерода, и атомы водорода соединяются с атомами кислорода. Легко посчитать, что для сохранения числа атомов каждого элемента в данную реакцию должны вступать 1 молекула СН₄ и 2 молекулы О₂, а в результате реакции должны образоваться 1 молекула СО₂ и 2 молекулы Н₂О:

 

Данное выражение является уравнением химической реакции, или химическим уравнением.

Числа перед формулами веществ в уравнении реакции называются коэффициентами.

Химическое уравнение – это выражение химической реакции, в котором записаны формулы исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции, а также коэффициенты, показывающие число молекул каждого вещества.

Если известна схема реакции, то для составления химического уравнения нужно найти коэффициенты.

Алгоритм составления уравнения химической реакции

Составим уравнение химической реакции взаимодействия фосфора и кислорода

1. В левой части уравнения записываем химические формулы реагентов (веществ, вступающих в реакцию). Помните! Молекулы большинства простых газообразных веществ двухатомны – H2; N2; O2; F2; Cl2; Br2; I2. Между реагентами ставим знак «+», а затем стрелку: P + O2 →

2. В правой части (после стрелки) пишем химическую формулу продукта (вещества, образующегося при взаимодействии). Помните! Химические формулы необходимо составлять, используя валентности атомов химических элементов:   P + O2 → P2O5

3. Согласно закону сохранения массы веществ число атомов до и после реакции должно быть одинаковым. Это достигается путём расстановки коэффициентов перед химическими формулами реагентов и продуктов химической реакции. · Вначале уравнивают число атомов, которых в реагирующих веществах (продуктах) содержится больше. · В данном случае это атомы кислорода. · Находим наименьшее общее кратное чисел атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. Наименьшее кратное для атомов натрия –10:   · Находим коэффициенты путём деления наименьшего кратного на число атомов данного вида, полученные цифры ставим в уравнение реакции:   · Закон сохранения массы вещества не выполнен, так как число атомов фосфора в реагентах и продуктах реакции не равно, поступаем аналогично ситуации с кислородом:   · Получаем окончательный вид уравнения химической реакции. Стрелку заменяем на знак равенства. Закон сохранения массы вещества выполнен:   4P + 5O2 = 2P2O5

 

Составим, например, уравнение реакции, которая выражается следующей схемой:

В левой части схемы атомы водорода и хлора входят в состав молекулы НСl в соотношении 1:1; в правой части схемы содержатся 3 атома хлора в составе молекулы АlСl₃ и 2 атома водорода в составе молекулы Н₂. Наименьшее общее кратное чисел 3 и 2 равно 6.

Напишем коэффициент «6» перед формулой НСl, коэффициент «2» - перед формулой АlСl₃ и коэффициент «3» - перед формулой Н₂:

Так как теперь в правой части содержится 2 атома алюминия, напишем коэффициент «2» перед формулой Аl в левой части схемы:

В результате мы получили уравнение данной реакции. Коэффициенты в химическом уравнении показывают не только число молекул, но и число молей исходных веществ и продуктов реакции. Например, уравнение показывает, что в реакцию вступают 2 моля алюминия Аl и 6 молей хлороводорода НСl, а в результате реакции образуются 2 моля хлорида алюминия АlСl₃ и 3 моля водорода Н₂.

Проверим выполнение закона сохранения массы для данной реакции:

По уравнениям реакций можно производить различные расчеты.

УПРАЖНЕНИЯ

1.

 

_______________________________________________________________

 

2.

 

_____________________________________________________________