Уравнения химических реакций

Запись химического взаимодействия, отражающая количественную и качественную информацию о реакции, называется уравнением химической реакции. Реакция записывается химическими и математическими символами.

Основные правила

Химические реакции включают превращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты реакции). Это происходит за счет взаимодействия внешних электронных оболочек веществ. В результате из исходных соединений образуются новые соединения.

Для графического выражения хода химической реакции используют определенные правила составления и записи химических уравнений.

В левой части написаны исходные вещества, которые взаимодействуют друг с другом, т.е суммируются. При распаде вещества записывается его формула. В правой части записаны вещества, полученные в ходе химической реакции. Примеры уравнений, записанных с легендой:

  • CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓+ Na2SO4;
  • СаСО3 = СаО + СО2↑;
  • 2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑;
  • CH3COONa + H2SO4 (конц.) → CH3COOH + NaHSO4;
  • 2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2↑.

Коэффициенты перед химическими формулами показывают количество молекул вещества. Единица не установленная, а неявная. Например, уравнение Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 показывает, что из одной молекулы бария и двух молекул воды получается одна молекула гидроксида бария и водорода. Если вы посчитаете количество водорода как справа, так и слева, вы получите четыре атома.

Обозначения

Для построения уравнений химических реакций необходимо знать некоторые обозначения, показывающие, как протекает реакция. В химических уравнениях используются следующие знаки:

  • → — необратимая, прямая реакция (идет в одном направлении);
  • ⇄ или ↔ — реакция обратима (течет в обе стороны);
  • ↑ — выделяется газ;
  • ↓ — выпадают осадки;
  • хв — освещение;
  • t° — температура (можно указать количество градусов);
  • Q — тепло;
  • Э (тв.) – твердое вещество;
  • Е (газ) или Е (г) — газообразное вещество;
  • Е (конц.) — концентрированное вещество;
  • Е (водн.) – водный раствор вещества.

Рис. 1. Осадки.

Вместо стрелки (→) можно поставить знак равенства (=), который показывает соблюдение закона сохранения материи: и слева, и справа число атомов веществ одинаково. При решении уравнений сначала ставится стрелка. После вычисления коэффициентов и уравнений правой и левой частей под стрелкой проводится черта.

Условия реакции (температура, освещение) указаны над знаком хода реакции (→,⇄). Формулы катализаторов также подписаны вверху.

Рис. 2. Примеры условий реакции.

Какие бывают уравнения

Химические уравнения классифицируют по разным критериям. Основные методы классификации представлены в таблице.

Подписать

Реакции

Описание

Пример

Изменение количества реагентов и конечных веществ

Замены

Простые и сложные вещества образуют новые простые и сложные вещества

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Связи

Несколько веществ образуют новое вещество

С + О2 = СО2↑

Расширения

Несколько веществ образуются из одного вещества

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Ионный обмен

Обмен составляющими (ионами)

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O

За счет выделения тепла

Экзотермический

Производство тепла

С + 2Н2 = СН4 + Q

Эндотермический

Поглощение тепла

N2 + O2 → 2NO — Q

По типу энергетического воздействия

Электрохимический

Действие электрического тока

Фотохимический

Легкое действие

Термохимический

Воздействие высокой температуры

На основе совокупного статуса

Однородный

Такое же состояние

CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓

Гетерогенный

Разное состояние

4N2О (ж) + 3Fe (тв) → Fe3O4 + 4H2↑

Существует понятие химического равновесия, присущее только обратимым реакциям. Это состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций, а также концентрации веществ одинаковы. Это состояние характеризуется константой химического равновесия.

При внешнем воздействии температуры, давления, света реакция может измениться в сторону уменьшения или увеличения концентрации определенного вещества. Зависимость константы равновесия от температуры выражается уравнениями изобары и изохоры. Уравнение изотермы отражает зависимость от энергии и константы равновесия. Эти уравнения показывают направление реакции.

Рис. 3. Уравнения изобары, изохоры и изотермы.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть