Уравнения химических реакций

 

Химические реакции записывают в виде особых (химических) уравнений, в которых каждый символ атома или молекулы обозначает атом (молекулу) или один их моль. Знак равенства между реагентами и продуктами отражает закон сохранения массы вещества в химических реакциях и, как следствие, тот факт, что число атомов каждого элемента среди реагентов равно числу таких же атомов среди продуктов. Например, химическое уравнение реакции

 

2 + О2 = 2Н2О

реагенты продукты

 

означает, что 2 молекулы водорода Н2 (4 атома Н) взаимодействуют с одной молекулой О2 (2 атома О) и при этом получается 2 молекулы воды, в которых столько же атомов Н (4) и О (2), сколько их было в реагентах. Для практических расчётов важнее то, что уравнение показывает количества взаимодействующих и образующихся веществ: два моля водорода Н2 взаимодействуют с одним молем кислорода О2 и при этом получается два моля воды.

Коэффициенты перед формулами в уравнении реакции называются стехиометрическими; они относятся ко всем атомам формулы (коэффициент 1 не пишется, т.к. сама формула означает один моль вещества). Кроме того, в химических уравнениях сохраняется заряд; это важно при написании уравнений ионных и окислительно-восстановительных реакций (см. разд. 6 и 7).

При написании химического уравнения сначала записывают его схему без стехиометрических коэффициентов, например

 

Н2 + N2 ® NH3,

 

а затем уравнивают его. Общий метод уравнивания заключается в составлении уравнений баланса всех атомов. Для этого записывают химическое уравнение с неизвестными коэффициентами:

 

х1Н2 + х2N2 = x3NH3,

 

а затем - алгебраическую систему уравнений баланса по атомам:

 

1) 2х1 = 3х3 (по атомам Н)

2) 2х2 = х3 (по атомам N)

 

Система не имеет определенного решения, так как не хватает одного уравнения. Решая эту систему, находим:

 

и

 

Принимая далее один из коэффициентов равным 1, например х2 = 1 (это и будет третье уравнение системы), находим, что х3 = 2 и х1 = 3.

Таким образом, получим уравнение:

 

2 + N2 = 2NH3

 

Если получаются дробные коэффициенты, то их обычно приводят к наименьшему целому.

Другие способы уравнивания будут рассмотрены в разделе 7.1.1.

Уравнение химической реакции замечательно тем, что по нему можно найти количества и массы всех реагирующих и получающихся веществ, если известно количество или масса хотя бы одного из них и если реакция протекает нацело.

 

Пример 21. Рассчитать массу 30%-й соляной кислоты, необходимой для разложения одного кг СаСО3. Определить объем СО2(н.у.), выделяющегося при этом.

Решение. Записываем уравнение реакции и молярные массы реагентов:

 

СаСО3 + 2НСl = CaCl2 + CO2 + H2O; М(СаСО3) = 100 г/моль, М(НCl) = 36,5 г/моль.

 

Из уравнения делаем вывод, что 1 моль СаСО3 взаимодействует с 2 моль кислоты и при этом выделяется 1 моль СО2. На этом основании можно составить пропорции:

 

1) 100 г СаСО3 взаимодействуют с 2·36,5 г НСl

1000 г СаСО3 взаимодействует с Х г НСl

 

Отсюда Х = 720 г HCl – это масса хлороводорода в чистом виде, а масса 30%-й соляной кислоты m равна:

m =

 

2) При взаимодействии 100 г CaCO3 выделяется 22,4 л (1 моль) СО2

При взаимодействии 1000 г CaCO3 выделяется Х л СО2.

 

Отсюда объём выделяющегося углекислого газа СО2 равен 224 л.

 






Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 2024; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.012 сек.