Краткое содержание & опорный конспект • ФГОС

§ 10. Химические уравнения

Учебник: Химия. 8 класс
Авторы: О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков
Иллюстрация к § 10. Химические уравнения 🔍 Нажмите для зума

«ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ»: ОТ СХЕМЫ РЕАКЦИИ К УРАВНЕНИЮ

Если знаки химических элементов называют буквами, а химические формулы — словами международного языка науки, то записи химических превращений являются полноценными «химическими предложениями».

Рассмотрим классический лабораторный опыт: ложечку с порошком красного фосфора вносят в сосуд с чистым кислородом. Фосфор мгновенно вспыхивает ослепительным пламенем, наполняя колбу густым белым дымом — оксидом фосфора(V) (фосфорным ангидридом). Если затем в колбу прилить воду и взболтать, дым растворится, образовав кислоту, от которой фиолетовый лакмус окрасится в ярко-красный цвет.

Чтобы кратко зафиксировать суть этих явлений, сначала составляют схему химической реакции:

Однако такая запись является лишь схемой (качественным наброском): число атомов кислорода и фосфора слева и справа в ней не совпадает. Чтобы схема стала строгим закономерным уравнением, необходимо расставить коэффициенты.


ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ ЛОМОНОСОВА — ЛАВУАЗЬЕ

В основе любого химического уравнения лежит один из величайших законов природы, сформулированный независимо двумя гениальными учёными — русским академиком Михаилом Васильевичем Ломоносовым (в 1748–1756 гг.) и французским исследователем Антуаном Лораном Лавуазье (в 1789 г.):

Атомно-молекулярный смысл закона: во время химических реакций атомы не возникают из небытия и не уничтожаются бесследно. Происходит лишь их глубинная перегруппировка: молекулы реагентов распадаются на атомы, которые соединяются в новых комбинациях, образуя молекулы продуктов. Поскольку сами атомы и их массы остаются неизменными, общее число атомов каждого элемента до реакции и после реакции обязано быть строго равным.

Справедливость закона легко доказывается лабораторным взвешиванием: если в замкнутом сосуде на весах провести реакцию нейтрализации щёлочи кислотой (NaOH + HCl) или осаждения нерастворимого осадка (Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄), стрелка электронных весов до опыта и после него остаётся строго неподвижной.


АЛГОРИТМ РАССТАНОВКИ КОЭФФИЦИЕНТОВ В УРАВНЕНИЯХ РЕАКЦИЙ

Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических знаков (знака равенства «=»).

Процесс перехода от схемы к уравнению заключается в подборе коэффициентов по чёткому алгоритму:

  1. Анализ схемы: берём схему горения фосфора: P + O₂ → P₂O₅. В левой части 2 атома кислорода, а в правой — 5 атомов. Число атомов не равно.
  2. Нахождение НОК для неравного элемента: наименьшее общее кратное для чисел 2 и 5 равно 10.
  3. Определение коэффициентов для этого элемента:
    • Делим НОК 10 на индекс кислорода слева (2): 10 / 2 = 5 → ставим коэффициент 5 перед O₂: P + 5O₂ → P₂O₅;
    • Делим НОК 10 на индекс кислорода справа (5): 10 / 5 = 2 → ставим коэффициент 2 перед P₂O₅: P + 5O₂ → 2P₂O₅.
    • Число атомов кислорода уравнено: слева 5 · 2 = 10, справа 2 · 5 = 10.
  4. Уравнивание остальных элементов:
    • В правой части теперь находится 2 · 2 = 4 атома фосфора;
    • В левой части атом фосфора один. Следовательно, перед символом P ставим коэффициент 4.
  5. Замена стрелки на знак равенства:
    • Получаем итоговое химическое уравнение: 4P + 5O₂ = 2P₂O₅.

Пример 2 (фосфорный ангидрид и вода):


ИНФОРМАЦИЯ, КОТОРУЮ НЕСЁТ ХИМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ

Химическое уравнение представляет собой математически строгую модель процесса и позволяет извлечь следующие данные:


⭐ Шпаргалка к ответу у доски

📌 ШПАРГАЛКА К УСТНОМУ ОТВЕТУ У ДОСКИ

  • Схема vs Уравнение: схема (P + O₂ → P₂O₅) лишь показывает реагенты и продукты; уравнение (4P + 5O₂ = 2P₂O₅) содержит коэффициенты, уравнивающие число атомов каждого элемента до и после реакции, и знак равенства «=».
  • Закон сохранения массы веществ: масса реагентов всегда строго равна массе продуктов. Открыт независимо М. В. Ломоносовым (1748–1756) и А. Лавуазье (1789).
  • Почему закон работает: атомы не создаются и не исчезают, а только перегруппировываются в новые молекулы.
  • Правило уравнивания:
  1. Считаем число атомов каждого элемента слева и справа;
  2. Находим НОК для элемента с разным числом атомов;
  3. Делим НОК на индексы и расставляем большие коэффициенты перед формулами (индексы внутри формул менять категорически запрещено!);
  4. Проверяем баланс по кислороду и заменяем стрелку на «=».
  • Физический смысл коэффициента: показывает число молекул или формульных единиц данного вещества в реакции.
🎬 Интерактивное обучение

Посмотрите видеоурок к параграфу § 10

Полноразмерное видео, кликабельные таймкоды к ключевым моментам урока и проверочный экспресс-тест на усвоение знаний.

Открыть видеоурок →