Урок 8 Получить доступ за 75 баллов Химическая реакция- уравнение и типы
Начало
Продолжим изучение химической реакции как одной из основ химической науки.
Ведь полноценное понимание этой темы нужно для дальнейшего изучения химии, и в то же время это сделает вас образованнее не только в научном плане, но и в бытовом!
Уравнение химической реакции
Вся информация о протекающей химической реакции (исходные вещества, продукты реакции, условия протекания, тепловой эффект) на письме фиксируется в виде уравнения реакции.
Уравнение можно записать для любой реакции. Для этого нужно знать состав молекул исходных веществ и продуктов.
Всё это записывается в виде химических формул.
Всё происходит как в математике: в левой части записываются формулы исходных веществ, а в правой – формулы продуктов.
Только вместо знака «равно» чаще всего ставят стрелку: она показывает, что реакция идёт именно в этом направлении.
В некоторых случаях (когда это требуется) указывают условия протекания реакции и тепловой эффект реакции.
Условия протекания записывают над стрелкой, а тепловой эффект – в виде количества теплоты в левой части, если реакция эндотермическая, и в правой части, если экзотермическая.
Для примера запишем уравнение реакции водорода с кислородом:
Зигзаг обозначает искру – условие для начала реакции, а «+ Q» – то, что в результате реакции выделяется энергия.
В зависимости от конкретных задач условия протекания и тепловой эффект могут вообще не отмечать или отмечать конкретное числовое значение теплового эффекта.
Если среди продуктов реакции есть газ, около его формулы пишут стрелку вверх.
Например, когда мы капаем на рану перекись водорода, под действием ферментов крови она разлагается с выделением кислорода:
Перекись водорода может разлагаться не только под воздействием ферментов крови, но и многих других веществ.
Разложение перекиси водорода в присутствии оксида марганца (IV) (Оксид марганца (IV) в химической реакции не участвует).
Если реакция идет в растворе и в результате выпадает осадок, то пишут стрелку вниз.
Садовые деревья весной обрабатывают от паразитов «бордосской жидкостью». Чтобы её приготовить, смешивают растворы извести и медного купороса.
При этом наблюдается выпадение хлопьев, которые состоят сразу из двух нерастворимых веществ: гидроксида меди и сульфата кальция.
Получившийся сульфат кальция, гипс, образует корку, которая будет дольше держаться на стволе дерева, и поэтому такая смесь дольше защищает его от вредителей.
Запишем уравнение этой реакции
Как правильно читать уравнение химической реакции?
В химии принято делать это примерно так: «один моль сульфата меди реагирует с одним молем гидроксида кальция с образованием одного моля гидроксида меди и одного моля сульфата кальция».
То есть коэффициент перед формулой вещества считают количеством вещества в молях, а не количеством молекул.
Ведь в реальной жизни мы наблюдаем реакцию не единичных молекул, а большого объема веществ.
При составлении уравнений химики опираются на два основных закона природы: закона сохранения массы и закона постоянства состава веществ.
Типы химических реакций
Как вы уже заметили, химики очень любят всё классифицировать.
Вот и среди химических реакций тоже можно выделить несколько типов, каждому из которых присущи определенные признаки.
Реакции делятся по количеству и составу участвующих в реакции веществ и тех, что получаются в их результате.
|
Тип реакции |
Вещества, участвующие в реакции |
Вещества, образующиеся в результате реакции |
Примеры |
|
Соединение |
Несколько простых A + B |
Одно сложное AB |
Образование воды из водорода и кислорода 2H2 + O2 → 2H2O |
|
Простое и сложное A + BC |
Одно более сложное ABC |
Окисление оксида серы (используется в промышленности при производстве серной кислоты) 2SO2 + O2 → 2SO3 |
|
|
Несколько сложных AB + BC |
Одно более сложное AB2C |
«Гашение» негашеной извести водой CaO + H2O → Ca(OH)2 |
|
|
Разложение |
Сложное ABC |
Простое и сложное AB + C |
Разложение перекиси водорода 2H2O2 → 2H2O + O2 |
|
Сложное AB |
Несколько простых A + B |
Разложение природного минерала «медный блеск» при нагревании Cu2S → 2Cu + S |
|
|
Сложное ABCD |
Несколько сложных AB + CD |
Разложение мела при нагревании CaCO3 → CaO + CO2 |
|
|
Замещение |
Сложное и простое AB + C |
Другие сложное и простое AC + B |
Горение термитной смеси (алюминий вытесняет железо) Al + Fe2O3 → Al2O3 + Fe |
|
Обмен |
Два сложных AB + CD |
Два других сложных AC + BD |
Приготовление бордосской жидкости CuSO4 + Ca(OH)2 → Cu(OH)2 + CaSO4 |
Химические реакции в промышленности и в быту
Химические реакции окружают нас со всех сторон.
Для получения металлов из руды используют реакции с неметаллами.
Руды металлов часто представляют собой соединения металлов с кислородом или серой.
Например, с древних времён люди заметили, что если сплавить железную руду пирит (FeS2) с углём (С), то мы получим чистое железо.
При этом избыток угля (углерода) растворяется в железе, улучшая его ковкость и твёрдость.
Так люди обнаружили, что сталь (сплав железа с углеродом) по своим свойствам гораздо лучше чистого железа.
Очень много способов применения находит газ хлор.
Из-за своей химической активности он легко отбеливает ткани (вступает в реакцию с красящими веществами), обеззараживает воду (убивает микроорганизмы).
В промышленности хлор получают электролизом раствора поваренной соли.
Электролиз – разложение вещества под действием электрического тока.
Поваренная соль встречается в природе в больших количествах в виде минерала галита.
Продуктами этой реакции являются сразу три полезных вещества: хлор, водород и гидроксид натрия.
Водород широко используют в промышленности как реагент, в качестве ракетного топлива, а также в жидком виде его используют для охлаждения на электростанциях.
Гидроксид натрия используют в фотографии, косметологии, приготовлении пищи.
Он отлично растворяет жиры, поэтому используется для прочистки канализационных труб.
Очень широко в агрономии и в быту используются азотные удобрения.
При их производстве промежуточным веществом является аммиак – соединение водорода и азота.
Аммиак в промышленности получают взаимодействием простых веществ: водорода и азота в специальных установках.
Две стрелки в обе стороны показывают, что реакция идёт одновременно в обоих направлениях.
Это сложный энергоёмкий процесс, который требует тщательного контроля и соблюдения всех необходимых условий (температура, давление); образующийся аммиак ядовит.
При этом аммиак – ценный продукт химической промышленности. Ежегодный объем его производства превышает 180 млн. тонн.
Знание закономерностей протекания реакций помогает человеку использовать их себе во благо.
Эти знания широко используются в промышленности для получения необходимых нам веществ.
В бесплатной версии урока недоступны:
- Видео
- Изображения
- Дополнительная информация
- Таблицы
- Тесты