Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
§ 5. Схема хімічної реакції. Хімічне рівняння
Обов’язковий атрибут науковця і науковиці — лабораторний журнал. У ньому записують план дослідження, відомості про речовини, спостереження, результати вимірювань, обчислення, висновки, завдання на перспективу. Нотатки про свої експерименти робили ще алхіміки. Приклад запису хімічної реакції в ті часи1:
1 Сьогодні цю реакцію записують так: Hg + S → HgS.
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Що називають схемою хімічної реакції?
- Як перетворити схему реакції на хімічне рівняння?
Думаймо
Чому в період становлення хімічної науки дослідники відмовилися від алхімічних символів?
Схема хімічної реакції. Описувати хімічні реакції можна по-різному. Один зі способів передбачає використання моделей молекул, інший — складання запису реакції з назвами реагентів і продуктів:
сірка + кисень → сірчистий газ.
У словесній схемі реакції немає інформації про склад речовин. Цього недоліку можна уникнути, указавши в схемі замість назв реагентів і продуктів їхні хімічні формули:
S + O2 → SO2.2
2 Для сірки з метою спрощення використовують формулу S, а не S8, яку має молекула цієї речовини.
Такі схеми хімічних реакцій використовують з початку XIX ст.
Приклад схеми реакції з додатковими позначками і назвами речовин:
Думаймо
Назвіть хімічні елементи, якими утворені реагент і продукти наведеної реакції.
Схема реакції дає змогу зробити важливий висновок: усі хімічні елементи під час реакції зберігаються.
Виконаймо вправу
Запишіть схему хімічної реакції, у якій реагентами є гази амоніак NH3 і кисень, а продуктами — газ NOі пара. Ця реакція відбувається в процесі нагрівання та за наявності «сторонньої» речовини — платини.
Хімічне рівняння. Оскільки атоми хімічних елементів не виникають і не зникають, то 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 записів знаками рівності:
S + О2 =t SO2;
СаСО3 =t СаО + СО2↑.
Ми отримали хімічні рівняння.
Хімічне рівняння — запис хімічної реакції за допомогою формул реагентів і продуктів, що відповідає закону збереження маси речовин під час реакції.
Схеми багатьох реакцій не узгоджуються із цим законом. Серед них — схема реакції утворення води з водню і кисню:
H2 + O2 →t H2O.
У лівій і правій частинах наведеної схеми міститься однакова кількість атомів Гідрогену (по два атоми), але різна кількість атомів Оксигену.
Працюємо разом
Перетворимо останню схему реакції на хімічне рівняння. Для того щоб у правій частині схеми, як і в лівій, було два атоми Оксигену, поставимо перед формулою води коефіцієнт 2:
Н2 + О2 →t 2Н2О.
Тепер атомів Гідрогену в правій частині схеми — чотири. Щоб така сама кількість атомів Гідрогену була і в лівій частині, запишемо перед формулою водню коефіцієнт 2. Отримуємо хімічне рівняння:
2Н2 + О2 →t 2Н2О.
Отже, щоб перетворити схему реакції на хімічне рівняння, потрібно порівняти кількості атомів кожного елемента в лівій і правій частинах схеми, дібрати (за потреби) коефіцієнти для кожної речовини, записати їх перед хімічними формулами й замінити стрілку знаком рівності.
Можливо, хтось із вас складе таке рівняння: 4Н2 + 2О2 =t 4Н2О. У ньому ліва і права частини містять однакову кількість атомів кожного елемента, але всі коефіцієнти можна зменшити, поділивши на 2. Це й потрібно зробити.
Працюємо разом
Перетворимо на хімічне рівняння схему реакції
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + Н2↑.
У лівій частині цієї схеми міститься один атом Алюмінію, а в правій — два. Запишемо перед формулою металу коефіцієнт 2:
2Аl + H2SO4 → Al2(SO4)3 + Н2↑.
Атомів Сульфуру праворуч утричі більше, ніж ліворуч. Додамо в ліву частину схеми перед формулою сполуки Сульфуру коефіцієнт 3:
2Аl + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + Н2↑.
Тепер у лівій частині кількість атомів Гідрогену збільшилася 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↑.
Порівняємо кількість атомів Оксигену в обох частинах схеми реакції. Вона однакова: 3 • 4 = 4 • 3. Замінюємо стрілку знаком рівності й отримуємо хімічне рівняння:
2Аl + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про схему хімічної реакції та хімічне рівняння.
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. Чим відрізняється хімічне рівняння від схеми реакції?
2. Прокоментуйте додаткові позначки в схемах реакцій і складіть відповідні хімічні рівняння:
3. Прочитайте хімічне рівняння:
2FeCl3 + 3Ва(ОН)2 = 2Fе(ОН)3↓ + 3ВаСl2.
Виконаймо вправу
4. Допишіть пропущені коефіцієнти в хімічних рівняннях:
а) 2В + S =t B2S3;
Li2O+ 2HBr = LiBr + H2O;
б) Al + HСl = 2АlСl3 + Н2↑;
4HNO3 =t NO2↑+ O2↑ + H2O.
5. Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння:
а) Сr(ОН)3 →t Сr2О3 + Н2О↑;
Na + Н2О → NaOH + Н2↑;
б) СаН2 + Н2О → Са(ОН)2 + Н2↑;
Ва(ОН)2 + Р2О5 → Ва3(РО4)2 + Н2О.
6. Запишіть замість крапок формули простих речовин і складіть хімічні рівняння:
а) ... + ... →t РСl5;
... + ... →t В2О3;
б) ... + ... →t HCl;
... +... →t CF4.
Візьміть до уваги, що бор і вуглець складаються з атомів, фтор, хлор, водень і кисень — із двоатомних молекул, а фосфор (білий) — із чотириатомних молекул.
Аналізуймо
7. В одному фантастичному оповіданні йдеться про людину, яка винайшла синтезатор молекул — пристрій, що синтезує молекули з інших молекул. Формули всіх частинок закладають у програму пристрою. Визначте, скільки молекул вуглекислого газу і води знадобиться для синтезу кожної молекули лимонної кислоти С3Н4(ОН)(СООН)3. Атоми якого хімічного елемента і в якій кількості виявляться зайвими?
У команді
8.* Поясніть, чим хімічне рівняння подібне до математичного рівняння, а чим відрізняється від нього.
Розв'язуймо задачу
9. Обчисліть масу негашеного вапна, яку було одержано після тривалого прожарювання крейди масою 50 г, якщо, крім вапна, утворився вуглекислий газ масою 22 г.
Формуймо словничок
10. Випишіть ключові слова і словосполучення із тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Оцінюймо свої знання
11. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
