Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Розділ 2 Кисень

19 Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Матеріал параграфа допоможе вам:

> з’ясувати, що таке схема хімічної реакції;

> зрозуміти суть закону збереження маси речовин під час хімічної реакції;

> навчитися перетворювати схеми реакцій на хімічні рівняння.

Схема хімічної реакції. Існує кілька способів запису хімічних реакцій. З одним із них ви ознайомилися в & 17. Наводимо ще один приклад:

Сірка + кисень -> сірчистий газ.

Такий запис дає мало інформації; зокрема, він не вказує на хімічний склад реагентів і продуктів. Цього недоліку позбавлений інший запис, який називають схемою реакції. У ньому замість назв речовин містяться їхні хімічні формули1:

S + О2→ SО2.

У схемах реакцій над стрілками часто вказують умови, за яких відбуваються перетворення: нагрівання Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння підвищений тиск Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння освітлення Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння наявність додаткових речовин Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Якщо продуктом реакції є газ, то після його формули записують стрілку, направлену вгору (↑), а якщо утворюється осад, – стрілку, спрямовану донизу (↓). У тих випадках, коли і продукт, і реагент – гази або нерозчинні речовини, вертикальні стрілки не ставлять.

Іноді під формулами реагентів і продуктів указують їхні назви.

Приклад схеми реакції з додатковими позначками і назвами речовин:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Цікаво знати

Схеми реакцій у алхіміків виглядали так:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

► Назвіть хімічні елементи, якими утворені вихідна речовина і продукти цієї реакції.

Схема реакції дає змогу зробити важливий висновок: усі хімічні елементи лід час реакції зберігаються.

Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Загальновідомо, що після спалювання паперу залишається набагато менша маса попелу. Якщо ж сильно нагрівати (прожарювати) мідну пластину на повітрі, то виявимо протилежне – маса пластини зростатиме (метал покриватиметься чорним нальотом).

1 Для сірки тут і далі використовуватимемо формулу S, а не S, яку насправді має молекула цієї речовини.

Михайло Васильович Ломоносов (1711-1765)

Видатний російський учений, перший російський академік Петербурзької академії наук. Розробив одну з теорій будови речовин (40-ві роки XVIIІ ст.). Відкрив закон збереження маси речовин під час хімічних реакцій і закон збереження руху (1748-1760). Вивчав хімічні властивості металів, аналізував склад мінералів, розробив способи виготовлення мінеральних фарб, кольорового скла. Зробив вагомий внесок у розвиток “хімічної мови”. Автор книжок з історії Росії, поет, художник, геолог, географ, інженер, педагог. Один із засновників першого в Росії Московського університету.

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Здійснимо обидва хімічні перетворення в закритих посудинах. Результати дослідів будуть іншими. Зваживши закриті посудини з речовинами до і після кожного експерименту, виявимо, що сумарна маса речовин у результаті реакцій не змінюється. Відповідну гіпотезу висловив у 1748 р. російський учений М. В. Ломоносов, а в 1756 р. підтвердив її, провівши серію хімічних експериментів. Не знаючи про відкриття Ломоносова, аналогічного висновку дійшов у 1789 р. французький учений А.-Л. Лавуазье.

Ломоносов і Лавуазье відкрили закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Його формулюють так: маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, які утворилися в результаті реакції.

Пояснимо, чому маси попелу і прожареної міді відрізняються від мас паперу і міді до її нагрівання.

Антуан-Лоран Лавуазье (1743-1794)

Видатний французький хімік, один із засновників наукової хімії. Академік Паризької академії наук. Започаткував кількісні (точні) методи дослідження в хімії. Експериментально визначив склад повітря і довів, що горіння – це реакція речовини з киснем, а вода – сполука Гідрогену з Оксигеном (1774-1777). Склав першу таблицю простих речовин (1789), запропонувавши фактично класифікацію хімічних елементів. Незалежно від М. В. Ломоносова відкрив закон збереження маси речовин під час хімічної реакції.

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

У процесі горіння речовин – компонентів паперу – бере участь кисень, який є в повітрі (мал. 51, а). Під час реакції крім твердих речовин попелу утворюються вуглекислий газ і вода (у вигляді пари). Ці дві речовини потрапляють у повітря і розсіюються. Оскільки їхня сумарна маса перевищує масу кисню, то маса попелу завжди буде меншою за масу паперу.

При нагріванні міді кисень повітря “сполучається” з нею (мал. 51, б). Метал поступово перетворюється на речовину чорного кольору (її хімічна формула – СuО, а назва – купрум(ІІ) оксид). Тому маса продукту реакції виявляється більшою за масу міді.

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Мал. 51. Реакції речовин паперу (а) і міді (б) з киснем

► Прокоментуйте дослід, зображений на малюнку 52, і зробіть висновок.

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Мал. 52. Дослід із підтвердження закону Ломоносова – Лавуазьє: а – початок досліду; б – завершення досліду

Хімічне рівняння. Загальна маса речовин під час хімічної реакції не змінюється внаслідок того, що атоми хімічних елементів не виникають і не зникають. Кількість атомів кожного елемента до реакції дорівнює кількості його атомів після реакції. На це вказують схеми реакцій, наведені на початку параграфа. Замінимо в них стрілки між лівими і правими частинами на знаки рівності:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Такі записи називають хімічними рівняннями.

Хімічне рівняння – це запис хімічної реакції за допомогою формул реагентів і продуктів, який відповідає закону збереження маси речовин.

Схеми багатьох реакцій не узгоджуються із законом Ломоносова – Лавуазье. Це, наприклад, стосується схеми реакції утворення води із водню і кисню:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

В обох частинах схеми міститься однакова кількість атомів Гідрогену, але різна кількість атомів Оксигену. Перетворимо цю схему на хімічне рівняння. Для того щоб у правій частині було два атоми Оксигену, поставимо перед формулою води коефіцієнт 2:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

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

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Отже, щоб перетворити схему реакції па хімічне рівняння, потрібно зіставити кількості атомів кожного елемента у лівій і правій частинах схеми, підібрати (у разі необхідності) коефіцієнти для кожної речовини, записати їх перед хімічними формулами і замінити стрілку на знак рівності.

Можливо, хтось із вас складе таке рівняння: 4Н2 + 2О2 = 4Н2О. У ньому ліва і права частини містять однакові кількості атомів кожного елемента, але всі коефіцієнти можна зменшити, поділивши на 2. Це й слід зробити.

ВПРАВА. Перетворити схему реакції Аl + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2↑ на хімічне рівняння.

Розв’язання

У лівій частині схеми реакції міститься один атом Алюмінію, а в правій – два. Запишемо перед формулою металу коефіцієнт 2:

2Аl + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2↑.

Атомів Сульфуру праворуч від стрілки втричі більше, ніж ліворуч. Поставимо в ліву частину схеми перед формулою сполуки Сульфуру коефіцієнт 3:

2Аl + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + Н2↑.

Тепер у лівій частині кількість атомів Гідрогену збільшилась до шести (3 ∙ 2 = 6), а в правій частині таких атомів лише два. Щоб їх і справа було шість, запишемо перед формулою водню коефіцієнт 3:

2Аl + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2↑.

Зіставимо кількості атомів Оксигену в обох частинах схеми. Вони однакові: 3 ∙ 4 = 4 ∙ 3. Замінюємо строку на знак рівності й отримуємо хімічне рівняння:

2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3, + 3H2↑.

ВИСНОВКИ

Хімічні реакції записують за допомогою схем реакцій і хімічних рівнянь.

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

Хімічне рівняння узгоджується із законом збереження маси речовин Ломоносова – Лавуазье: маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, які утворилися в результаті реакції.

Атоми хімічних елементів під час хімічних реакцій не виникають і не зникають.

139. Ним відрізняється хімічне рівняння від схеми реакції?

140. Допишіть пропущені коефіцієнти в хімічних рівняннях:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Lі2O + 2HBr = LiBr + Н2O;

6) Аl + НСl = 2АlСl3 + Н2↑;

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

141. Перетворіть на хімічні рівняння такі схеми реакцій:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Na + Н2O → NaOH + H2↑;

Б) LiH + Н2O – LiOH + H2↑;

Ва(ОН)2 + Р2O5 → Ва3(РO4)2 + Н2).

142. Складіть формули продуктів реакцій і відповідні хімічні рівняння:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Ca + O2 – …;

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

АlВr3 + Сl2 → АlСl… + Вr2.

143. Замість крапок запишіть формули простих речовин і складіть хімічні рівняння:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

Візьміть до уваги, що бор i вуглець складаються з атомів, фтор, хлор, водень і кисень – із двохатомних молекул, а фосфор (білий) – із чотирьохатомних молекул.

144. Прокоментуйте додаткові позначки в схемах реакцій і складіть відповідні хімічні рівняння:

Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння

145. Яку масу негашеного вапна було добуто при тривалому прожарюванні 25 г крейди, якщо крім вапна утворилося 11 г вуглекислого газу?


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...

Твір розповідного характеру з елементами роздуму.
Ви зараз читаєте: Схема хімічної реакції. Закон збереження маси речовин під час хімічної реакції. Хімічне рівняння