Химические реакции и уравнения

Определение

Химическая реакция — превращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты), отличающиеся составом и свойствами.

Химическое уравнение — условная запись реакции с помощью химических формул и коэффициентов:

$aA + bB \rightarrow cC + dD$

где $A$, $B$ — реагенты, $C$, $D$ — продукты, $a$, $b$, $c$, $d$ — стехиометрические коэффициенты.

Закон сохранения массы

Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции (М.В. Ломоносов, 1748; А. Лавуазье, 1789).

$m_{\text{реагентов}} = m_{\text{продуктов}}$

Число атомов каждого элемента до и после реакции одинаково.

Метод уравнивания (расстановка коэффициентов)

1. Записать схему реакции с формулами реагентов и продуктов: $H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$
2. Подсчитать число атомов каждого элемента в левой и правой частях.
3. Подобрать коэффициенты, чтобы число атомов каждого элемента слева и справа совпало.

Пример: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Проверка: слева $4H + 2O$, справа $4H + 2O$ ✓

Массовая проверка: $m(2H_2) = 4$ г, $m(O_2) = 32$ г, сумма реагентов $36$ г; $m(2H_2O) = 36$ г ✓

Типы химических реакций

Тип	Схема	Пример
Соединение	$A + B \rightarrow AB$	$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$
Разложение	$AB \rightarrow A + B$	$2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$
Замещение	$A + BC \rightarrow AC + B$	$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$
Обмен	$AB + CD \rightarrow AD + CB$	$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Примеры

1. Реакция соединения: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$ (фосфор + кислород → оксид фосфора(V))

2. Реакция разложения: $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2 \uparrow$ (разложение карбоната кальция при нагревании)

3. Реакция замещения: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

4. Реакция обмена: $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$