Publicitate pe portal

Ecuații de reacție cu trei substanțe. Cum se scriu ecuațiile pentru reacțiile chimice? Ecuații ale reacțiilor chimice

Destul de des, școlari și elevi trebuie să compună așa-numitul. ecuații ale reacțiilor ionice. În special, sarcina 31, propusă la Examenul Unificat de Stat în Chimie, este dedicată acestui subiect. În acest articol vom discuta în detaliu algoritmul de scriere a ecuațiilor ionice scurte și complete și vom analiza multe exemple de diferite niveluri de complexitate.

De ce sunt necesare ecuații ionice?

Permiteți-mi să vă reamintesc că atunci când multe substanțe sunt dizolvate în apă (și nu numai în apă!), are loc un proces de disociere - substanțele se descompun în ioni. De exemplu, moleculele de HCI dintr-un mediu apos se disociază în cationi de hidrogen (H +, mai precis, H 3 O +) și anioni de clor (Cl -). Bromura de sodiu (NaBr) se găsește într-o soluție apoasă nu sub formă de molecule, ci sub formă de ioni de Na + și Br - hidratați (apropo, bromura de sodiu solidă conține și ioni).

Când scriem ecuații „obișnuite” (moleculare), nu ținem cont de faptul că nu moleculele reacţionează, ci ionii. Iată, de exemplu, cum arată ecuația pentru reacția dintre acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu:

HCl + NaOH = NaCI + H2O. (1)

Desigur, această diagramă nu descrie procesul în întregime corect. După cum am spus deja, într-o soluție apoasă practic nu există molecule de HCI, dar există ioni H + și Cl -. Același lucru este valabil și cu NaOH. Ar fi mai corect să scriem următoarele:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H2O. (2)

Asta e ecuație ionică completă. În loc de molecule „virtuale”, vedem particule care sunt de fapt prezente în soluție (cationi și anioni). Nu ne vom opri asupra întrebării de ce am scris H 2 O sub formă moleculară. Acest lucru va fi explicat puțin mai târziu. După cum puteți vedea, nu este nimic complicat: am înlocuit moleculele cu ioni care se formează în timpul disocierii lor.

Cu toate acestea, nici măcar ecuația ionică completă nu este perfectă. Într-adevăr, aruncați o privire mai atentă: ambele părți din stânga și dreapta ale ecuației (2) conțin aceleași particule - cationi Na + și anioni Cl -. Acești ioni nu se modifică în timpul reacției. Atunci de ce sunt necesare deloc? Să le eliminăm și să obținem Scurtă ecuație ionică:

H + + OH - = H2O. (3)

După cum puteți vedea, totul se reduce la interacțiunea ionilor H + și OH - cu formarea apei (reacție de neutralizare).

Toate ecuațiile ionice complete și scurte sunt scrise. Dacă am fi rezolvat problema 31 la Examenul Unificat de Stat la chimie, am fi primit punctajul maxim pentru ea - 2 puncte.


Deci, încă o dată despre terminologie:

  • HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - ecuație moleculară (ecuație „obișnuită”, reflectând schematic esența reacției);
  • H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - ecuație ionică completă (particulele reale în soluție sunt vizibile);
  • H + + OH - = H 2 O - o ecuație ionică scurtă (am îndepărtat toate „gunoaiele” - particule care nu participă la proces).

Algoritm pentru scrierea ecuațiilor ionice

  1. Să creăm o ecuație moleculară pentru reacție.
  2. Toate particulele care se disociază în soluție într-o măsură vizibilă sunt scrise sub formă de ioni; substanțele care nu sunt predispuse la disociere sunt lăsate „sub formă de molecule”.
  3. Înlăturăm așa-numitul din cele două părți ale ecuației. ioni observatori, adică particule care nu participă la proces.
  4. Verificăm coeficienții și obținem răspunsul final - o scurtă ecuație ionică.

Exemplul 1. Scrieți ecuații ionice complete și scurte care descriu interacțiunea soluțiilor apoase de clorură de bariu și sulfat de sodiu.

Soluţie. Vom acționa în conformitate cu algoritmul propus. Să creăm mai întâi o ecuație moleculară. Clorura de bariu și sulfatul de sodiu sunt două săruri. Să ne uităm la secțiunea cărții de referință „Proprietățile compușilor anorganici”. Vedem că sărurile pot interacționa între ele dacă se formează un precipitat în timpul reacției. Sa verificam:

Exercițiul 2. Completați ecuațiile pentru următoarele reacții:

  1. KOH + H2SO4 =
  2. H3P04 + Na20=
  3. Ba(OH)2 + CO2 =
  4. NaOH + CuBr2 =
  5. K2S + Hg(N03)2 =
  6. Zn + FeCl2 =

Exercițiul 3. Scrieți ecuațiile moleculare pentru reacțiile (în soluție apoasă) dintre: a) carbonat de sodiu și acid azotic, b) clorură de nichel (II) și hidroxid de sodiu, c) acid fosforic și hidroxid de calciu, d) azotat de argint și clorură de potasiu, e ) oxid de fosfor (V) și hidroxid de potasiu.

Sper din tot sufletul că nu aveți probleme la îndeplinirea acestor trei sarcini. Dacă nu este cazul, trebuie să reveniți la subiectul „Proprietăți chimice ale principalelor clase de compuși anorganici”.

Cum se transformă o ecuație moleculară într-o ecuație ionică completă

Începe distracția. Trebuie să înțelegem ce substanțe trebuie scrise ca ioni și care ar trebui lăsate în „formă moleculară”. Va trebui să vă amintiți următoarele.

Sub formă de ioni scrieți:

  • săruri solubile (subliniez, doar săruri foarte solubile în apă);
  • alcalii (să vă reamintesc că alcaliile sunt baze solubile în apă, dar nu NH 4 OH);
  • acizi tari (H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HClO3, H2SeO4, ...).

După cum puteți vedea, amintirea acestei liste nu este deloc dificilă: include acizi și baze puternice și toate sărurile solubile. Apropo, pentru tinerii chimiști deosebit de vigilenți care ar putea fi revoltați de faptul că electroliții puternici (sărurile insolubile) nu sunt incluși în această listă, vă pot spune următoarele: NU includerea sărurilor insolubile în această listă nu neagă deloc faptul că sunt electroliți puternici.

Toate celelalte substanțe trebuie să fie prezente în ecuațiile ionice sub formă de molecule. Pentru acei cititori pretențioși care nu sunt mulțumiți de termenul vag „toate celelalte substanțe” și care, după exemplul eroului celebrului film, cer „anunțul listei complete”, le dau următoarele informații.

Sub formă de molecule scrieți:

  • toate sărurile insolubile;
  • toate bazele slabe (inclusiv hidroxizi insolubili, NH4OH și substanțe similare);
  • toți acizii slabi (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, aproape toți acizii organici...);
  • în general, toți electroliții slabi (inclusiv apa!!!);
  • oxizi (toate tipurile);
  • toți compușii gazoși (în special, H2, CO2, SO2, H2S, CO);
  • substanțe simple (metale și nemetale);
  • aproape toți compușii organici (cu excepția sărurilor solubile în apă ale acizilor organici).

Pău, se pare că n-am uitat nimic! Deși este mai ușor, în opinia mea, să ne amintim lista nr. 1. Dintre lucrurile fundamental importante din lista nr. 2, voi menționa încă o dată apa.


Haide sa ne antrenam!

Exemplul 2. Scrieți o ecuație ionică completă care descrie interacțiunea hidroxidului de cupru (II) și acidul clorhidric.

Soluţie. Să începem, firește, cu ecuația moleculară. Hidroxidul de cupru (II) este o bază insolubilă. Toate bazele insolubile reacţionează cu acizii puternici pentru a forma sare şi apă:

Cu(OH)2 + 2HCI = CuCl2 + 2H2O.

Acum să aflăm ce substanțe ar trebui scrise ca ioni și care ca molecule. Listele de mai sus ne vor ajuta. Hidroxidul de cupru (II) este o bază insolubilă (vezi tabelul de solubilitate), un electrolit slab. Bazele insolubile sunt scrise sub formă moleculară. HCl este un acid puternic în soluție se disociază aproape complet în ioni. CuCl 2 este o sare solubilă. O scriem în formă ionică. Apa - doar sub forma de molecule! Obținem ecuația ionică completă:

Сu(OH)2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H2O.

Exemplul 3. Scrieți o ecuație ionică completă pentru reacția dioxidului de carbon cu o soluție apoasă de NaOH.

Soluţie. Dioxidul de carbon este un oxid acid tipic, NaOH este un alcalin. Când oxizii acizi interacționează cu soluții apoase de alcalii, se formează sare și apă. Să creăm o ecuație moleculară pentru reacție (apropo, nu uitați de coeficienți):

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O.

CO 2 - oxid, compus gazos; menținerea formei moleculare. NaOH - bază tare (alcali); O scriem sub formă de ioni. Na2CO3 - sare solubilă; scriem sub formă de ioni. Apa este un electrolit slab și practic nu se disociază; lasă în formă moleculară. Obținem următoarele:

CO2 + 2Na + + 2OH - = Na2+ + CO32- + H2O.

Exemplul 4. Sulfura de sodiu în soluție apoasă reacționează cu clorura de zinc pentru a forma un precipitat. Scrieți o ecuație ionică completă pentru această reacție.

Soluţie. Sulfura de sodiu și clorura de zinc sunt săruri. Când aceste săruri interacționează, un precipitat de sulfură de zinc precipită:

Na2S + ZnCl2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Voi nota imediat ecuația ionică completă și o veți analiza singur:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Vă ofer mai multe sarcini pentru muncă independentă și un scurt test.

Exercițiul 4. Scrieți ecuațiile ionice moleculare și complete pentru următoarele reacții:

  1. NaOH + HNO3 =
  2. H2S04 + MgO =
  3. Ca(N03)2 + Na3P04 =
  4. CoBr2 + Ca(OH)2 =

Exercițiul 5. Scrieți ecuații ionice complete care descriu interacțiunea: a) oxidului de azot (V) cu o soluție apoasă de hidroxid de bariu, b) o soluție de hidroxid de cesiu cu acid iodhidric, c) soluții apoase de sulfat de cupru și sulfură de potasiu, d) hidroxid de calciu și o soluție apoasă de azotat de fier ( III).

Pentru a descrie reacțiile chimice în curs, sunt compilate ecuații ale reacțiilor chimice. În ele, în stânga semnului egal (sau săgeată →) sunt scrise formulele reactanților (substanțe care reacționează), iar în dreapta - produșii de reacție (substanțe care se obțin în urma unei reacții chimice). Deoarece vorbim despre o ecuație, numărul de atomi din partea stângă a ecuației trebuie să fie egal cu cel din dreapta. Prin urmare, după întocmirea unei diagrame de reacție chimică (înregistrarea reactanților și a produselor), se înlocuiesc coeficienți pentru a egaliza numărul de atomi.

Coeficienții sunt numere înainte de formulele substanțelor care indică numărul de molecule care reacţionează.

De exemplu, să presupunem că, într-o reacție chimică, hidrogenul gazos (H2) reacționează cu oxigenul gazos (O2). Ca rezultat, se formează apă (H2O). Schema de reactie va arata asa:

H2 + O2 → H2O

În stânga sunt doi atomi de hidrogen și oxigen, iar în dreapta sunt doi atomi de hidrogen și un singur oxigen. Să presupunem că reacția unei molecule de hidrogen și a unui oxigen produce două molecule de apă:

H2 + O2 → 2H2O

Acum numărul de atomi de oxigen înainte și după reacție este egal. Cu toate acestea, există de două ori mai puțin hidrogen înainte de reacție decât după. Trebuie concluzionat că pentru a forma două molecule de apă sunt necesare două molecule de hidrogen și una de oxigen. Apoi obținem următoarea schemă de reacție:

2H2 + O2 → 2H2O

Aici numărul de atomi ai diferitelor elemente chimice este același înainte și după reacție. Aceasta înseamnă că aceasta nu mai este doar o schemă de reacție, ci ecuația reacției. În ecuațiile de reacție, săgeata este adesea înlocuită cu un semn egal pentru a sublinia faptul că numărul de atomi ai diferitelor elemente chimice este egal:

2H2 + O2 = 2H2O

Luați în considerare această reacție:

NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

După reacție, s-a format un fosfat care conține trei atomi de sodiu. Să egalăm cantitatea de sodiu înainte de reacție:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + H2O

Cantitatea de hidrogen înainte de reacție este de șase atomi (trei în hidroxid de sodiu și trei în acid fosforic). După reacție există doar doi atomi de hidrogen. Împărțirea șase la doi dă trei. Aceasta înseamnă că trebuie să puneți numărul trei în fața apei:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

Numărul de atomi de oxigen înainte și după reacție este același, ceea ce înseamnă că nu este necesar să se facă un calcul suplimentar al coeficienților.

O înregistrare a unei interacțiuni chimice care reflectă informații cantitative și calitative despre o reacție se numește ecuație de reacție chimică. Reacția este scrisă folosind simboluri chimice și matematice.

Reguli de baza

Reacțiile chimice presupun transformarea unor substanțe (reactivi) în altele (produși de reacție). Acest lucru se întâmplă din cauza interacțiunii învelișurilor electronice exterioare ale substanțelor. Ca rezultat, din compușii inițiali se formează noi compuși.

Pentru a exprima grafic cursul unei reacții chimice, se folosesc anumite reguli pentru alcătuirea și scrierea ecuațiilor chimice.

Pe partea stângă sunt scrise substanțele originale care interacționează între ele, adică. sunt rezumate. Când o substanță este descompusă, formula ei este scrisă. Substanțele obținute în timpul reacției chimice sunt scrise în partea dreaptă. Exemple de ecuații scrise cu simboluri:

  • CuS04 + 2NaOH → Cu(OH)2↓+ Na2S04;
  • CaC03 = CaO + C02;
  • 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2;
  • CH3COONa + H2S04 (conc.) → CH3COOH + NaHS04;
  • 2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2.

Coeficienții din fața formulelor chimice arată numărul de molecule ale unei substanțe. Unitatea nu este declarată, dar este subînțeles. De exemplu, ecuația Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 arată că dintr-o moleculă de bariu și două molecule de apă se obține o moleculă de hidroxid de bariu și un hidroxid de hidrogen. Dacă numărați cantitatea de hidrogen, obțineți patru atomi atât la dreapta cât și la stânga.

Denumiri

Pentru a elabora ecuații pentru reacțiile chimice, trebuie să cunoașteți anumite notații care arată cum decurge reacția. Următoarele simboluri sunt folosite în ecuațiile chimice:

  • → - reacție ireversibilă, directă (merge într-o singură direcție);
  • ⇄ sau ↔ - reacția este reversibilă (se derulează în ambele sensuri);
  • - se eliberează gaz;
  • ↓ - apare precipitatul;
  • hν - iluminare;
  • t° - temperatura (se poate indica numărul de grade);
  • Q - căldură;
  • E(solid) - materie solidă;
  • E(gaz) sau E(g) - substanță gazoasă;
  • E(conc.) - substanță concentrată;
  • E(aq) - soluție apoasă a unei substanțe.

Orez. 1. Precipitații.

În loc de săgeată (→), se poate pune un semn egal (=), indicând respectarea legii conservării materiei: atât în ​​stânga cât și în dreapta numărul de atomi ai substanțelor este același. La rezolvarea ecuațiilor, săgeata este plasată prima. După calcularea coeficienților și ecuațiilor părților din dreapta și din stânga, este trasată o linie sub săgeată.

Condițiile de reacție (temperatură, iluminare) sunt indicate deasupra semnului de reacție (→,⇄). Formulele catalizatorului sunt de asemenea scrise în partea de sus.

Orez. 2. Exemple de condiții de reacție.

Care sunt ecuațiile?

Ecuațiile chimice sunt clasificate după diferite criterii. Principalele metode de clasificare sunt prezentate în tabel.

Semn

Reacții

Descriere

Exemplu

Prin modificarea cantității de reactivi și substanțe finale

Înlocuiri

Din substanțe simple și complexe se formează noi substanțe simple și complexe

2Na +2H2O → 2NaOH + H2

Conexiuni

Mai multe substanțe formează o substanță nouă

C + O2 = CO2

Descompuneri

Dintr-o singură substanță se formează mai multe substanțe

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Schimb de ioni

Schimb de constituenți (ioni)

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O

Prin degajare de căldură

exotermic

Degajare de căldură

C + 2H2 = CH4 + Q

Endotermic

Absorbție de căldură

N 2 + O 2 → 2NO – Q

După tipul de impact energetic

Electrochimic

Acțiunea curentului electric

Fotochimic

Acțiunea luminii

Termochimic

Efectul temperaturii ridicate

După starea de agregare

Omogen

Aceeași stare

CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓

Eterogen

Stare variata

4H 2 O (l) + 3Fe (s) → Fe 3 O 4 + 4H 2

Există un concept de echilibru chimic care este inerent numai reacțiilor reversibile. Aceasta este o stare în care ratele reacțiilor directe și inverse, precum și concentrațiile de substanțe, sunt egale. Această stare este caracterizată de o constantă de echilibru chimic.

Sub influența externă a temperaturii, presiunii, luminii, reacția se poate deplasa spre scăderea sau creșterea concentrației unei anumite substanțe. Dependența constantei de echilibru de temperatură este exprimată folosind ecuațiile izobare și izocore. Ecuația izotermă reflectă dependența de energie și constanta de echilibru. Aceste ecuații arată direcția reacției.

Orez. 3. Ecuații de izobar, izocor și izotermă.

Ce am învățat?

La lecția de chimie de clasa a VIII-a s-a discutat tema ecuațiilor reacțiilor chimice. Compilarea și scrierea ecuațiilor reflectă progresul unei reacții chimice. Există anumite simboluri care arată starea substanțelor și condițiile în care are loc reacția. Există mai multe tipuri de reacții chimice bazate pe diferite caracteristici: cantitatea de substanță, starea de agregare, absorbția de energie, impactul energetic.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Rata medie: 4.3. Evaluări totale primite: 362.

Partea I

1. Legea Lomonosov-Lavoisier – legea conservării masei substanțelor:

2. Ecuațiile reacțiilor chimice sunt notarea convențională a unei reacții chimice folosind formule chimice și simboluri matematice.

3. Ecuația chimică trebuie să corespundă legii conservarea masei de substante, care se realizează prin aranjarea coeficienţilor în ecuaţia reacţiei.

4. Ce arată o ecuație chimică?
1) Ce substanțe reacţionează.
2) Ce substanțe se formează ca rezultat.
3) Raportul cantitativ al substanțelor dintr-o reacție, adică cantitățile de substanțe care reacţionează și cele rezultate într-o reacție.
4) Tip de reacție chimică.

5. Reguli de aranjare a coeficienților într-o schemă de reacție chimică folosind exemplul interacțiunii hidroxidului de bariu și acidului fosforic cu formarea fosfatului de bariu și a apei.
a) Notați schema de reacție, adică formulele substanțelor care reacţionează și rezultate:

b) începeți echilibrarea schemei de reacție cu formula sării (dacă este disponibilă). Amintiți-vă că mai mulți ioni complecși dintr-o bază sau sare sunt indicați prin paranteze, iar numărul lor este indicat prin indici din afara parantezei:

c) egalizează hidrogenul lângă ultimul:

d) egalizați ultimul oxigen - acesta este un indicator al plasării corecte a coeficienților.
Înainte de formula unei substanțe simple, se poate scrie un coeficient fracțional, după care ecuația trebuie rescrisă cu coeficienți dublați.

Partea a II-a

1. Alcătuiți ecuații de reacție, ale căror scheme sunt:

2. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice:

3. Stabiliți o corespondență între diagramă și suma coeficienților din reacția chimică.

4. Stabiliți o corespondență între materiile prime și produsele de reacție.

5. Ce arată ecuația următoarei reacții chimice:

1) Hidroxidul de cupru și acidul clorhidric au reacţionat;
2) Sarea și apa s-au format în urma reacției;
3) Coeficienți înainte de începerea substanțelor 1 și 2.

6. Folosind următoarea diagramă, creați o ecuație pentru o reacție chimică folosind dublarea coeficientului fracțional:

7. Ecuația reacției chimice:
4P+5O2=2P2O5
arată cantitatea de substanță a substanțelor și produselor inițiale, masa sau volumul acestora:
1) fosfor – 4 mol sau 124 g;
2) oxid de fosfor (V) – 2 mol, 284 g;
3) oxigen – 5 mol sau 160 l.

Reacțiile dintre diferitele tipuri de substanțe și elemente chimice sunt unul dintre principalele subiecte de studiu în chimie. Pentru a înțelege cum să creați o ecuație de reacție și să le utilizați în propriile scopuri, aveți nevoie de o înțelegere destul de profundă a tuturor tiparelor în interacțiunea substanțelor, precum și a proceselor cu reacții chimice.

Scrierea ecuațiilor

O modalitate de a exprima o reacție chimică este o ecuație chimică. Înregistrează formula substanței inițiale și a produsului, coeficienți care arată câte molecule are fiecare substanță. Toate reacțiile chimice cunoscute sunt împărțite în patru tipuri: substituție, combinație, schimb și descompunere. Printre acestea se numără: redox, exogen, ionic, reversibil, ireversibil etc.

Aflați mai multe despre cum să scrieți ecuații pentru reacții chimice:

  1. Este necesar să se determine numele substanțelor care interacționează între ele în reacție. Le scriem în partea stângă a ecuației noastre. Ca exemplu, luați în considerare reacția chimică care s-a format între acidul sulfuric și aluminiu. Asezam reactivii in stanga: H2SO4 + Al. Apoi scriem semnul egal. În chimie, s-ar putea să întâlniți un semn „săgeată” care indică spre dreapta sau două săgeți îndreptate în direcții opuse, ele înseamnă „reversibilitate”. Rezultatul interacțiunii dintre metal și acid este sarea și hidrogenul. Scrieți produsele obținute în urma reacției după semnul egal, adică în dreapta. H2S04+Al= H2+ Al2(SO4)3. Deci, putem vedea schema de reacție.
  2. Pentru a compune o ecuație chimică, trebuie să găsiți coeficienții. Să revenim la diagrama anterioară. Să ne uităm la partea stângă. Acidul sulfuric conține atomi de hidrogen, oxigen și sulf într-un raport aproximativ de 2:4:1. În partea dreaptă sunt 3 atomi de sulf și 12 atomi de oxigen în sare. Doi atomi de hidrogen sunt conținuți într-o moleculă de gaz. În partea stângă, raportul acestor elemente este 2:3:12
  3. Pentru a egaliza numărul de atomi de oxigen și sulf care se află în compoziția sulfatului de aluminiu (III), este necesar să punem un factor de 3 în fața acidului din partea stângă a ecuației. Acum avem 6 atomi de hidrogen partea stângă. Pentru a egaliza numărul de elemente de hidrogen, trebuie să puneți 3 în fața hidrogenului în partea dreaptă a ecuației.
  4. Acum nu mai rămâne decât să egalăm cantitatea de aluminiu. Deoarece sarea conține doi atomi de metal, stabilim un coeficient de 2 pe partea stângă în fața aluminiului. Ca urmare, obținem ecuația de reacție pentru această schemă: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2.

După ce au înțeles principiile de bază ale modului de a crea o ecuație pentru reacția substanțelor chimice, în viitor nu va fi dificil să notăm nicio reacție, chiar și cea mai exotică din punctul de vedere al chimiei.