Міністерство аграрної політики україни рогатинський державний аграрний коледж неорганічна хімія

Хімічні рівняння – це умовні зображення реакцій за допомогою формул та, за необхідності, коефіцієнтів.

Реагенти → продукти реакції.

Щоб розставити коефіцієнти в хімічному рівнянні, слід пам’ятати, що сума атомів кожного елемента до реакції має дорівнювати сумі атомів кожного елемента після реакції.

Алгоритм складання рівняння реакцій за схемою.
Приклад: Мg + O₂ →

1. 
   Запишіть продукти реакції, склавши формули за валентностями:
   

Мg + O₂ → МgO

2. 
   Обчисліть кількість атомів Оксигену до і після реакції (у простих реакціях коефіцієнти підбирають, починаючи з Оксигену) :
   

Мg + O₂ → МgO

2 1

3. 
   Знайдіть найменше спільне кратне – 2 (записано в кружечку над стрілкою).
   
4. 
   Поділіть найменше спільне кратне на кількість атомів Оксигену до реакції (2/2=1) та після реакції (2/1=2). Одержані коефіцієнти запишіть перед відповідними формулами (одиниця не записується):
   

5. 
   Обчисліть кількість атомів Магнію до й після реакції (зверніть увагу на те, що коефіцієнт 2 перед МgO стосується формули речовини загалом):
   

Мg + O₂ → 2МgO

1. 
   2
   

6. 
   Знайдіть найменше спільне кратне – 2 (записане над стрілкою).
   
7. 
   Поділіть найменше спільне кратне на кількість атомів Магнію до реакції (2/1=2) та після реакції (2/2=1). Отримані коефіцієнти запишіть перед відповідними формулами (одиниця не записується):
   

8. 
   Після того як коефіцієнти розставлено, схема реакції стає рівнянням.
   

1. 
   Запишіть схему реакції, складіть формулу продукту реакції за валентностями: І ІІ
   

2. 
   Атомів Оксигену до реакції є два, після реакції – один атом:
   

К + О₂ → К₂О

2 1

3. 
   Найменше спільне кратне – 2. Отримуємо коефіцієнт для Оксигену: 2/2=1; 2/1=2.
   

К + О₂ →2К₂О

Підбираємо коефіцієнти для Калію (до реакції – 4/1=4; після реакції – 4/4=1): ②

4К + О₂ →2К₂О

1. 
   Взаємодія металів з водою.
   

2. 
   Взаємодія оксидів металів із водою.
   

3. 
   Взаємодія оксидів неметалів з водою.
   

4. 
   Взаємодія оксидів неметалів з гідроксидами.
   

5. 
   Взаємодія металів з кислотами.
   

Метали, що стоять ліворуч від Гідрогену, здатні витісняти його з кислот (крім нітратної кислоти), а ті, що розташовані праворуч від Гідрогену, - ні:

6. 
   Взаємодія кислот з оксидами.
   

7. 
   Взаємодія кислот з основами.
   

8. 
   Взаємодія кислот із солями.
   

сила кислот зменшується

9. 
   Взаємодія основ із солями.
   

10. 
    Взаємодія солей із солями.
    

11. 
    Взаємодія солей з металами.
    

металів (див. п.5):

Хімічні реакції відбуваються з різною швидкістю. Одні реакції здійснюються за частки секунд; інші – протягом тисячоліть. Миттєво відбувається реакція нейтралізації кислоти лугом, а перетворення граніту на глину, вивітрювання гірських порід – це хімічні реакції, які тривають віками.

• 
  природа речовин (міцність хімічних зв’язків впливає на швидкість реакції);
  
• 
  агрегатний стан речовини (найбільшу швидкість мають молекули газів, найменшу – частинки твердої речовини);
  
• 
  ступінь подрібнення (якщо речовину подрібнити, то збільшується поверхня стикання речовин і швидкість реакцій між ними);
  
• 
  концентрація реагуючих речовин (у чистій речовині число зіткнень молекул буде більшим і швидкість вищою);
  
• 
  тиск (для газів): швидкість реакцій між газами можна збільшити за допомогою тиску;
  
• 
  температура (нагрівання речовин сприяє збільшенню активних молекул, тому й швидкість реакцій у разі нагрівання зростає в 2-4 рази на кожні 10°С);
  
• 
  наявність каталізатора (речовина, яка змінює швидкість або напрямок реакції, а сама при цьому не змінюється).
  

Каталіз – це явище зміни швидкості реакції за наявністю каталізатора.

MnO₂ (каталізатор)

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

V₂O₃ (каталізатор)

2SO₂ + O₂ 2SO₃

MnO₂ (каталізатор)

2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑

Реакції, що відбуваються за наявністю каталізаторів, називаються каталітичними. Реакції, що відбуваються без каталізаторів, називаються некаталітичними.

А + В + С → D

декілька речовин продукт -

простішого складу складніша речовина

S + O₂ → SO₂

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

SO₂ + CaO → CaSO₃

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

2. Реакція розкладу:

А → В + С + D

складніша декілька речовин

речовина простішого складу

Реакції розкладу – хімічні реакції, в результаті яких з однієї складної речовини утворюються дві або більше нових речовин.

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

BaSO₃ → BaO + SO<sub>2

t</sub>

4HNO₃ → 2H₂O + 4NO₂ + O₂

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

3.Реакції заміщення:

А + ВС → АВ + С

проста складна складна проста

речовина речовина речовина речовина

CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

4.Реакції обміну:

АВ + СD ↔ АС + ВD

обмін складовими частинами

Реакції обміну – це реакції між двома складними речовинами, в результаті яких вони обмінюються своїми складовими частинами.

KOH + HCl → KCl + H₂O

AgNO₃ + KBr → AgBr↓ +KNO₃

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl

2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl↑

Якщо змінити одну з умов, за яких система перебуває у стані рівноваги, − температуру, тиск або концентрацію, − то рівновага зміщується в напрямку тієї реакції, яка протидіє цій зміні.

В необоротних реакціях зворотний процес виражений слабо. До них відносяться реакції, під час перебігу яких:

• 
  один із продуктів, що утворюється, виходить зі сфери реакції:
  

1. 
   випадає в осад: BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃↓ + 2NaCl
   

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

• 
  утворюється малодисоційована сполука, наприклад, вода:
  

• 
  реаккія супроводжується виділенням великої кількості енергії:
  

Під час хімічної реакції відбувається розрив одних зв’язків та утворення інших. Якщо сума енергій зруйнованих зв’язків більше суми енергій новоутворених, то надлишок енергії виділяється у вигляді теплоти, світла, роботи газів, які розширюються.

• 
  Теплота виділяється – реакція екзотермічна.
  
• 
  Теплота поглинається – реакція ендотермічна.
  

Тепловий ефект реакції – це теплота, що виділяється або поглинається під час хімічної реакції.

Позначається тепловий ефект реакції ∆Н (дельта-аш). Виражається у джоулях (Дж) або кілоджоулях (кДж).
Тепловий ефект реакції ∆Н – це різниця між вмістом енергії у вихідних речовинах і кінцевих продуктах реакції.

• 
  Тепловий ефект хімічної реакції залежить від стану вихідних речовин і
  

• 
  Тепловий ефект для екзотермічних реакцій, коли теплота виділяється, а
  

• 
  Для ендотермічних реакцій – навпаки, тепловий ефект буде позитивним.
  

Окиснення (процес втрати ē)

Валентність визначається як число хімічних зв’язків, якими певний атом пов’язаний з іншими. Валентність не має знаку й не може бути нульовою. Валентність не завжди дорівнює ступеню окиснення.

• 
  Алгебраїчна сума ступенів окиснення всіх атомів у речовині дорівнює нулю.
  
• 
  Ступінь окиснення атома елемента у вільному стані дорівнює нулю.
  
• 
  Ступінь окиснення металів завжди додатний.
  
• 
  Ступінь окиснення Гідрогену в сполуках, зазвичай, дорівнює +1.
  
• 
  Ступінь окиснення Оксигену в сполуках, зазвичай , дорівнює –2.
  
• 
  Вищий ступінь окиснення атомів хімічного елемента додатний, його значення визначається номером групи, в якій знаходиться елемент у періодичній системі.
  
• 
  Нижчий ступінь окиснення (лише для неметалів) визначається за формулою: 8 − № групи. У бінарних сполуках більш електронегативний елемент проявляє нижчий ступінь окиснення (записується праворуч).
  

H⁺Cl⁻ , Ca⁺²O⁻² , C⁻⁴H₄⁺¹ , H₂⁺¹S⁺⁶O₄⁻² , Na₂⁺¹C⁺⁴O₃⁻² , H₂⁺¹S⁻²

1. 
   Запишіть схему реакції.
   
2. 
   Визначте ступені окиснення атомів елементів до й після реакції.
   
3. 
   Підкресліть знаки хімічних елементів, які змінюють ступені окиснення.
   
4. 
   Складіть електронні рівняння, що показують процеси віддавання та приєднання електронів, зрівняйте заряди.
   
5. 
   Зрівняйте кількість відданих та приєднаних електронів, визначаючи коефіцієнти при окиснику та відновнику.
   
6. 
   Підпишіть процеси окиснення та відновлення, вкажіть окисник та відновник.
   
7. 
   Складіть рівняння реакцій та розставте коефіцієнти.
   

Складаємо електронні рівняння, що показують процеси віддавання та приєднання електронів, зрівнюючи заряди:

O₂⁰ + 4ē → 2O⁻² 3 відновлення, окисник

Виставляємо одержані коефіцієнти в рівняння:

4 Al + 3 O₂ → 2 Al₂O₃

ХІМІЧНА РІВНОВАГА

Хімічні реакції часто відбуваються в прямому і зворотному напрямках.

2SO₂ +O₂ → 2SO₃ (пряма реакція)

2SO₃ → 2SO₂ +O₂ (зворотна реакція)

Це означає, що в цій системі одночасно здійснюються два протилежні процеси. Сумарне рівняння записується так:

Хімічні реакції, що за одних і тих самих умов відбуваються в протилежних напрямках, називаються оборотними.

Хімічні реакції, що за певних умов відбуваються тільки в прямому напрямку, називаються необоротними. Реагенти → продукти реакції.

HCl +AgNO₃ → AgCl↓ +HNO₃

Скільки молекул вихідних речовин вступає в пряму реакцію, стільки саме їх утвориться в результаті зворотної реакції.