Уравнение с одним неизвестным химия

Как решать задачи по химии? Как проводить простейшие расчеты по уравнениям химических реакций? Сколько выделяется газа, образуется воды, выпадает осадка или сколько получается конечного продукта реакций? Сейчас мы постараемся разобрать все нюансы и ответить на эти вопросы, которые очень часто возникают при изучении химии.

Решение задач в химии является неотъемлемой частью в изучении этой сложной, но очень интересной науки.

Видео:Уравнение с неизвестными. Химия убийства. 2 Серия. Детектив. Лучшие сериалыСкачать

Алгоритм решения задач по химии

1. Прочитать условия задачи (если они есть). Да, об этом все знают — как же решить задачу без условий — но все же, для полноты инструкции, мы не могли не указать этот пункт.
2. Записать данные задачи. На этом пункте мы не будем заострять внимание, так как требования различных учебных заведений, учителей и преподавателей могут значительно отличаться.
3. Записать уравнение реакции. Теперь начинается самое интересное! Здесь нужно быть внимательным! Обязательно необходимо верно расставить коэффициенты перед формулами веществ. Если вы забудете это сделать, то все наши усилия буду напрасны.
4. Провести соответствующие расчеты по химическому уравнению. Далее рассмотрим, как же сделать эти самые расчеты.

Для этого у нас есть два пути, как решить задачу по химии. Условно, назовем их правильным (используя понятия количества вещества) и неправильным (используя пропорции). Конечно же, мы бы рекомендовали решать задачи правильным путем. Так как у неправильного пути имеется очень много противников. Как правило, учителя считают, что ученики, решающие задачи через пропорции, не понимают самой сути протекания процессов химических реакций и решают задачи просто математически.

Видео:Уравнение с Неизвестными 1: Химия Убийства (2020) Детектив. Все серии Full HDСкачать

Расчет по уравнениям химических реакций с использованием понятия количества вещества

Суть данного метода, состоит в том, что вещества реагируют друг с другом в строгом соотношении. И уравнение реакции, которое мы записали ранее, дает нам это соотношение. Коэффициенты перед формулами веществ дают нам нужные данные для расчетов.

Для примера, запишем простую реакцию нейтрализации серной кислоты и гидроксида натрия.

H_SO_ + NaOH → Na_SO_ + H_O

H_SO_ + 2NaOH → Na_SO_ + 2H_O

Исходя из этого уравнения, мы видим, что одна молекула серной кислоты взаимодействует с двумя молекулами гидроксида натрия. И в результате этой реакции получается одна молекула сульфата натрия и две молекулы воды.

Сейчас мы немного отступим от разбора задач, чтобы познакомиться с основными понятиями, которые пригодятся нам в решении задач по химии.

Рассчитывать количество молекул, например в 98 граммах серной кислоты — это не самое удобное занятие. Числа будут получаться огромными ( ≈ 6,022140857⋅10 23 молекул в 98 граммах серной кислоты) . Для этого в химии ввели понятие количества вещества (моль) и молярная масса.

1 Моль (единица измерения количества вещества) — это такое количество атомов, молекул или каких либо еще структурных единиц, которое содержится в 12 граммах изотопа углерода-12. Позднее выяснилось, что в 12 граммах вещества углерод-12 содержится 6,022140857⋅10 23 атомов. Соответственно, можно сказать, что 1 моль, это такая масса вещества, в которой содержится 6,022140857⋅10 23 атомов (или молекул) этого вещества.

Но ведь молекулы и атомы имеют различный состав и различное строение. Разные атомы содержат разное количество протонов и нейтронов. Соответственно 1 моль для разных веществ будет иметь разную массу, имея при это одинаковое количество молекул ( атомов). Эта масса называется молярной.

Молярная масса — это масса 1 моля вещества.

Используя данные понятия, можно сказать, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия, и в результате получается 1 моль сульфата натрия и 2 моль воды. Давайте запишем эти данные под уравнением реакции для наглядности.

beginH_SO_ & + & 2NaOH & → & Na_SO_ & + & 2H_O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль end

Следом запишем молярные массы для этих веществ

begin H_SO_ & + & 2NaOH & → & Na_SO_ & + & 2H_O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г end

Теперь, зная массу одного из веществ, мы можем рассчитать, сколько нам необходимо второго вещества для полного протекания реакции, и сколько образуется конечных продуктов.

Для примера, решим по этому же уравнению несколько задач.

Задача. Сколько грамм гидроксида натрия (NaOH) необходимо для того, чтобы 49 грамм серной кислоты (H₂SO₄) прореагировало полностью?

Итак, наши действия: записываем уравнение химической реакции, расставляем коэффициенты. Для наглядности, запишем данные задачи над уравнением реакции. Неизвестную величину примем за Х. Под уравнением записываем молярные массы, и количество молей веществ, согласно уравнению реакции:

begin49 : г & & X : г & & & & \ H_SO_ & + & 2NaOH & → & Na_SO_ & + & 2H_O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г end

Записывать данные под каждым веществом — не обязательно. Достаточно это будет сделать для интересующих нас веществ, из условия задачи. Запись выше дана для примера.

Примерно так должны выглядеть данные, записанные по условиям задачи. Не претендуем на единственно правильное оформление, требования у всех разные. Но так, как нам кажется, смотрится все довольно наглядно и информативно.

Первое наше действие — пересчитываем массу известного вещества в моли. Для этого разделим известную массу вещества (49 грамм) на молярную массу:

4998=0,5 моль серной кислоты

Как уже упоминалось ранее, по уравнению реакции 1 моль серной кислоты реагирует с 2 моль гидроксида натрия. Соответственно с 0,5 моль серной кислоты прореагирует 1 моль гидроксида натрия.

n(NaOH)=0.5*2=1 моль гидроксида натрия

Найдем массу гидроксида натрия, умножив количество вещества на молярную массу:

1 моль * 40 г/моль = 40 грамм гидроксида натрия.

Ответ: 40 грамм NaOH

Как видите, в решении задачи по уравнению реакции нет ничего сложного. Задача решается в 2-3 действия, с которыми справятся ученики начальных классов. Вам необходимо всего лишь запомнить несколько понятий.

Видео:Уравнение с неизвестными. Химия убийства. 1 Серия. Детектив. Лучшие сериалыСкачать

Решение задач по химии через пропорцию

Ну и расскажем про второй способ вычислений по уравнениям химических реакций — вычисления через пропорцию. Этот способ может показаться немного легче, так как в некоторых случаях можно пропустить стадию перевода массы вещества в его количество. Чтобы было более понятно, объясню на том же примере.

Так же, как и в прошлом примере, запишем уравнение реакции, расставим коэффициенты и запишем над уравнением и под уравнением известные данные.

Для этого способа, нам так же понадобится записать под уравнением реакции, следом за молярной массой, массу вещества, соответствующую его количеству по уравнению. Если проще, то просто перемножить две строки под уравнением реакции, количество моль и молярную массу. Должно получиться так:

begin49 : г & & X : г & & & & \ H_SO_ & + & 2NaOH & → & Na_SO_ & + & 2H_O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г \ 98 : г & & 80 : г & & 142 : г & & 36 : г end

А теперь внимание, начинается магия! Нас интересует строка данных над уравнением, и самая нижняя строка под уравнением. Составим из этих данных пропорцию.

Далее находим неизвестное значение Х из пропорции и радуемся полученному значению:

Х=49*80/98=40 грамм

Как видим, получается тот же результат. Прежде всего, при решении задач в химии, главное все же — понимание химических процессов. Тогда решение задачи не станет для вас проблемой!

Видео:ОНИ ДОЛЖНЫ РАЗГАДАТЬ ЭТУ СТРАШНУЮ ЗАГАДКУ! Уравнение с неизвестными.Сегодня ты умрёшь!Скачать

В реакцию вступает неизвестное вещество

В реакцию вступает неизвестное вещество.

Задачи такого вида обычное дело для олимпиад любого уровня. Типы этих задач различны:

1. Качественные задачи, где неизвестное вещество надо определить по его свойствам, признакам описанных реакций, свойствам получаемых продуктов.

2. «Статические» расчетные задачи, где некоторые характеристики вещества, позволяющие рассчитать его молярную массу, массовые доли элементов, состав его структурной частицы.

3. «Динамические» расчетные задачи, где даны характеристики химических реакций, в которое вступает неизвестное вещество и для его определения необходимо использовать расчеты по уравнению реакции.

Качественные задачи, в которых надо определить неизвестное вещество встречаются в заданиях ГИА 9 класса и ЕГЭ по химии, к ним можно отнести, например, цепочки превращений. С некоторыми приемами их решения можно познакомиться в материале «Решаем качественные задачи» сайта «КонТрен». К расчетным задачам на определение формулы неизвестного вещества относится задание С5 ЕГЭ по химии.

Хотя в основном наше занятие будет посвящено задачам типа 3, рассмотрим пример простой статической задачи:

Задача 1. Масса неизвестного объема воздуха равна 0,123 г, а масса такого же объема газообразного алкана – 0,246 г (при тех же условиях). Определите молекулярную формулу алкана. (С5, ЕГЭ-2009).

Анализ условия: Алканы – это соединения углерода с водородом с общей формулой CnH2n+2. Массы одинаковых объемов газов, измеренные при одинаковых условиях, позволяют определить относительную плотность одного газа по другому D(X)в, которая позволяет найти молекулярную массу вещества. При этом надо использовать среднюю молекулярную массу воздуха, равную 29.

План решения. Определить относительную плотность вещества X по воздуху, его молекулярную массу. Используя общую формулу алканов выразить молекулярную массу через число атомов углерода n, найти n и формулу вещества.

Решение. D(X)возд. = m(X) / m(возд) = 0,246/0,123 = 2

Mr(X) = Mr(возд)*D(X)возд. = 29*2 = 58

Mr(CnH2n+2) = 12n+2n+2 = 14n+2 = 58; n = 4

Формула X: C4H10 (бутан)

Эта задача показывает, что ключевой характеристикой для определения неизвестного вещества является характеристика его структурной единицы – относительная молекулярная масса. В задачах по неорганической химии, где зачастую требуется найти неизвестный элемент, такой величиной будет относительная атомная масса. Важным является также понимание того, к какому классу относится данное вещество, умение выразить его состав некоторой общей формулой.

Мы будем рассматривать задачи связанные с расчетом по уравнению реакции. Приступая к решению задач такого типа, нужно быть готовым использовать для написания уравнений реакций общие формулы классов веществ, обозначать неизвестные элементы, радикалы подходящими буквами (Ме, Х, Э, R и т. п.) Не всегда есть возможность (и необходимость) полностью расставить коэффициенты, часто для расчетов можно использовать схемы, уравненные по какому-то одному элементу: Ме2О3 → 2 MeCl3.

Часто приходится буквами обозначать валентность элемента, индексы в формулах, коэффициенты в уравнениях… Надо следить, чтобы одной буквой не обозначались разные величины.

Если в условии задачи кроме массы неизвестного вещества указана порция какого-то известного вещества – задачу можно решить прямым путем, по следующему плану:

1. Переходим к количеству вещества,
2. Проводим расчет по уравнению реакции;
3. Находим молярную и относительную молекулярную массу вещества;
4. Определяем формулу вещества или относительную атомную массу неизвестного элемента. Сам элемент определяем используя Периодическую Систему химических элементов (ПСХЭ)

Примером может служить следующая задача:

Задача 2. При взаимодействии раствора 10,81 г сульфата трехвалентного металла с избытком раствора хлорида бария выпал осадок массой 13,35 г. Определите металл.

m(Ме2(SO4)3) = 10,81 г

Уравнение реакции: Ме2(SO4)3 + 3BaCl2 = 2MeCl3 + 3BaSO4↓

План решения – представлен на схеме

Решение. 1. n(BaSO4) = m/M = 13,35/233 = 0,0573 моль
2. По уравнению:

n(Ме2(SO4)3) = n(BaSO4)/3 = 0,0573 = 0,0191 моль,

3. M(Ме2(SO4)3) = m/n = 10,81/0,0191 = 566 г/моль.

4. Mr(Ме2(SO4)3) = 566; Ar(Ме) = (566-96*3)/2 = 139

По ПСХЭ: Ме – лантан (La)

M(BaSO4) = 233 г/моль

Осмысление результата: Один из способов проверки нахождения химического элемента является сравнение его свойств, описанных в задаче (металл – неметалл, валентность или степень окисления), с описанием элемента по положению в ПСХЭ. В данном случае: Лантан – элемент побочной подгруппы III группы, металл, характерная степень окисления +3 – что отвечает условию задачи.

Сложнее становится решение задачи, если в условии не указана степень окисления металла.

Задача 3. При растворении образца неизвестного металла массой 6,3 г в избытке серной кислоты выделился газ, объем которого, приведенный к н. у. составил 5,6 л. Определите металл и напишите уравнение реакции.

Анализ условия и план решения: Один из способов решения задачи – представить металл одновалентным, для такого условного металла составить уравнение и найти относительную массу частицы, отвечающую единице валентности*. Затем, используя ПСХЭ нужно подобрать такую валентность, чтобы атомная масса отвечала реальному элементу.

Уравнение реакции: 2MeI + H2SO4 = МеI2SO4 + H2

Решение. 1. Количество вещества водорода n=V/VM:

n(H2) = 7,84/22,4 = 0,35 моль;

2. По уравнению реакции: n(MeI) = 2*n(H2) = 0,35*3 = 0,7 моль
3. M(МеI) = m/n = 6,3/0,7 = 9 г/моль.

4. Ar(МеI) = 9 – элемент с такой атомной массой есть в ПСХЭ, это бор. Однако это неметалл, и валентность I для него не характерна. Поэтому продолжаем поиск по ПСХЭ:

Ar(МеII) = 9*2 = 18 – соответствующего элемента нет.

Ar(МеIII) = 9*3 = 27 – Алюминий, металл, характерная степень окисления +3, взаимодействует с серной кислотой, что отвечает условию задачи.

Следует отметить, что иногда олимпиадные задачи могут иметь несколько решений, поэтому, найдя по ПСХЭ один возможный ответ, есть смысл продолжить поиск, чтобы найти другие или исключить такую возможность.

Сложнее решаются задачи, в которых все численные данные относятся к неизвестным веществам. Прямой метод решения в этом случае невозможен и используется алгебраический метод, где в качестве неизвестной может выступать относительная молекулярная или относительная атомная масса.

Задача 4. Оксид металла, для которого характерна степень окисления +2, массой 3,55 г растворили в соляной кислоте. После выпаривания раствора было получено 13,88 г кристаллического вещества X, дальнейшее нагревание которого привело к уменьшению массы на 49,3%. Определите металл и формулу вещества X.

Анализ условия: Растворение оксида в соляной кислоте должно привести к образованию хлорида металла. Поскольку хлориды в большинстве случаев устойчивы, потерю массы при нагревании можно объяснить тем, что X – кристаллогидрат, разлагающийся с выделением воды. Уменьшение массы равно массовой доле воды в кристаллогидрате:

m(кр-г)= 13,88 г
w(H2O)= 49,3%=0,493

Уравнения реакций: MeO + 2HCl = MeCl2 + H2O (1);

MeCl2*xH2O = MeCl2 + xH2O (2)

План решения. Найдем массу воды и безводного хлорида металла в полученном кристаллогидрате (1). Введем неизвестную величину А – относительная атомная масса металла. Составим алгебраическое уравнение, выразив через А количество вещества оксида и хлорида (2), определим А и металл (3). Определим количество вещества воды на 1 моль хлорида металла и найдем величину х и формулу X (4).

Решение. 1. m(H2O)= m(кр-г)*w(H2O) = 13,88*0,493 = 6,843 г;

n(H2O) = m/M = 6,843/18 = 0,3802 моль; m(MeCl2) = 13,88 — 6,843 = 7,037 г

2. По уравнениям реакций: n(MeO) = n(MeCl2);

n(MeO) = m/M = 3,55/(A+16) моль, n(MeCl2) = m/M = 7,037/(A+71) моль.

3. Алгебраическое уравнение: 3,55/(A+16) = 7,037/(A+71), откуда

3,55*(A+71) = 7,037*(A+16); (7,037-3,55)A = 3,55*71-7,037*16; A = 40; металл – кальций.

4. n(CaCl2) = 7,037/(A+71) = 7,037/111 моль = 0,0634 моль.

х = n(H2O)/ n(CaCl2) = 0,3802/0,0634 = 6. X = CaCl2*6H2O

Часто в заданиях олимпиад встречаются также комбинированные задачи, где неизвестное вещество входит в состав смеси. В этом случае тоже приходится использовать алгебраический метод решения.

Задача 5. Смесь нитратов натрия и металла, проявляющего в степень окисления +3 и стоящего в ряду напряжений до меди, прокалили до постоянной массы, равной 35,9 г. Объем газов, полученных при этом, составил 20,16 л (н. у.). После обработки твердого остатка водой его масса уменьшилась на 57,66%.Найти неизвестный металл и массовую долю его нитрата в исходной смеси.

Анализ условия: Разложение нитратов протекает в зависимости от активности металлов: нитраты щелочных металлов разлагаются до нитритов, нитраты менее активных металлов до меди включительно – с образованием оксидов. Это позволяет написать уравнения реакций. Уменьшение массы при обработке полученной смеси водой обусловлено растворением нитрита, уменьшение массы равно его массовой доле в продуктах разложения.

V(г)= 20,16 л (н. у.)
w(NaNO2)= 57,66% =0,5766

Уравнения реакций: 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 (1);

4Me(NO3)3 = 2Me2O3 + 12NO2 + 3O2 (2)

План решения. Найдем общее количество вещества газов, массу нитрита натрия и оксида металла в полученном остатке и их количества вещества, введя неизвестную величину А – относительная атомная масса металла (1). Проведем расчет количества вещества газов по уравнениям реакций и составим алгебраическое уравнение, используя общее количество вещества газов (2), определим А и металл (3). Определим исходную массу смеси и массу нитрата металла в ней (4).

Решение. 1. n(газ)общ = V/VM = 20,16/22,4= 0,9 моль

m(NaNO2)= m(ост)*w(NaNO2) = 35,9*0,5766 = 20,7 г;

m(Me2O3) = 35,9- 20,7 = 15,2 г; M(Me2O3) = 2A+48

n(Me2O3) = m/M = 15,2 / (2A+48); n(NaNO2) = 20,7 /69 = 0,3 моль;

2. По уравнениям реакций: n1(газ) = n(NaNO2)/2 = 0,3/2 = 0,15 моль;

n2(газ) = 15/2*n(Me2O3) = 15/2*15,2 / (2A+48) = 114/(2A+48) (моль).

3. Алгебраическое уравнение: 0,15 + 114/(2A+48) = 0,9, откуда

114 = 0,75*/(2A+48); 1,5A = 114-36; A = 52; металл – хром.

4. n(NaNO3) = n(NaNO2) = 0,3 моль; m(NaNO3) = n*M = 0,3*85 = 25,5 г;

n(Cr(NO3)3) = 2n(Cr2O3) = 2*15,2 / (2A+48) = 2*15,2 / 152 = 0,2 моль

m(Cr(NO3)3) = n*M = 0,2*238= 47,6 г; m(см) = 47,6 +25,5 = 73,1 г

w(Me(NO3)3) = m(Cr(NO3)3)/ m(см) = 47,6 / 73,1 = 0,651 = 65,1%

В заключение – еще одна задача из заданий ЕГЭ по химии:

Задача 6. При сжигании предельного одноатомного спирта израсходовано 84 л (н. у.) кислорода и получен углекислый газ и 60 г водяных паров. Определите молекулярную формулу исходного спирта.

Анализ условия: Формулу предельного одноатомного спирта можно представить в таком виде: CxH2x+1OH. Определить формулу – значит определить х — число атомов углерода. Для этого желательно использовать уравнение реакции, но оно имеет буквенные коэффициенты. Для их определения сначала ставим коэффициенты перед формулами воды и углекислого газа, затем подсчитываем, сколько атомов кислорода необходимо для их образования, и определяем коэффициент для кислорода:

Уравнение реакции: CxH2x+1OH + 1,5xO2 = хCO2 + (x+1)H2O ;

План решения. Найдем количество вещества воды и углекислого газа (1). Составим алгебраическое уравнение, учтя, что количества вещества участников реакции относятся как их коэффициенты (2), решим уравнение, найдем величину х и формулу спирта (3).

Решение. 1.n(H2O) = m/M = 60/18 = 3,333 моль; n(O2) = 84/22,4 = 3,75 моль

2. По уравнению реакции: n(H2O)/n(O2) = (x+1)/1,5x;

Алгебраическое уравнение: 3,333/3,75 = (x+1)/1,5x, откуда

1,333x = x+1; 0,333x=1; х = 3; Формула спирта — C3H7OH. (пропанол)

Задание № 6. Найдите решения следующих задач.

Задача 1. Сульфид массой 22 г, в состав которого входит металл в степени окисления +1. обработали избытком разбавленного раствора серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через 100 г 24 % раствора гидроксида натрия, в результате чего получился раствор, в котором количество вещества щелочи стало равным количеству вещества соли. Укажите порядковый номер металла, входившего в состав сульфида.

Задача 2. Неизвестный металл массой 13 г обработали избытком разбавленного раствора азотной кислоты. К полученному раствору добавили избыток горячего раствора гидроксида калия; при этом выделилось 1,12 л газа (измеренного при н. у.) с характерным запахом. Какой металл был растворен в азотной кислоте?

Задача 3. При взаимодействии металла массой 701 мг с избытком кислорода получен оксид массой 829 мг. Полученный оксид растворили в небольшом количестве воды, а затем раствор охладили до 0oC градусов. При этом выпал белый кристаллический осадок массой 1,60 г, прокаливание которого в атмосфере азота привело к уменьшению массы на 61,02%. Определите металл и формулу кристаллического осадка

Задача 4. При растворении в избытке воды смеси гидридов двух щелочных металлов массой 3,5 г выделилось 5,88 л водорода Гидриды каких металов были взяты если известно что количества (моль) полученных щелочей в растворе относятся как 5 :1.

Задача 5. Смесь карбоната и сульфата одного и того же металла со степенью окисления +1, растворили в воде и обработали избытком хлорида бария, при этом образовалось 62,7 г осадка. Такую же порцию смеси обработали в водном растворе избытком хлорида магния, при этом образовалось 16,8 г осадка. Определите металл и вычислите массовые доли солей в исходной смеси, если масса каждой порции была равна 32,4 г.

Задача 6. 4,48 л смеси паров алкана и метана требуют для своего полного сгорания 25,09 л кислорода (н. у.). Определить, о каком алкане идет речь, если относительная плотность исходной смеси по водороду равна 24,8.

Если полное решение какой-либо задачи осуществить не удалось, принимаются частичные решения, которые будут оценены меньшим числом баллов.

Решение каждой задачи нужно аккуратно записать на отдельном листе бумаги, затем сфотографировать или отсканировать и вставить в документ WORD. Чтобы размер файла не был чрезмерно большим, изображения нужно сжать. Документ сохраняется в файле с именем Familija-Z-6. (Familija— фамилия руководителя команды, англ).

Работы отправляются электронной почтой на адрес *****@***ru, с обязательным указанием в Теме письма слов «Мастер-класс» и указанием номера задания. (Например: Мастер-класс, Z6).

Контрольный срок выполнения задания №6 до 19-00 мск вр, 21.11.2011 (понедельник).

* Условная частица, отвечающая единице валентности элемента называется его эквивалентом, поэтому речь пойдет об нахождении относительной массы эквивалента металла. Связь между относительной атомной и относительной эквивалентной массой (Э) может быть выражена формулой: А = Э*валентность

Видео:УЧИТЕЛЯ ХИМИИ ЖЕСТОКО УБИЛИ В ШКОЛЕ! Уравнение с неизвестными. Химия убийства!Скачать

Как решать химические уравнения — схемы и примеры решения для разных реакций

Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Основные термины и понятия

Составление уравнений химических реакций невозможно без знания определённых обозначений, показывающих, как проходит реакция. Объединение атомов, имеющих одинаковый ядерный заряд, называют химическим элементом. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Первые совпадают с числом атомного номера элемента, а значение вторых может варьироваться. Простейшими веществами называют элементы, состоящие из однотипных атомов.

Любой химический элемент описывается с помощью символов, условно обозначающих структуру веществ. Формулы являются неотъемлемой частью языка науки. Именно на их основе составляют уравнения и схемы. По своей сути они отражают количественный и качественный состав элементов. Например, запись HNO3 сообщает, что в соединении содержится одна молекула азотной кислоты, а оно само состоит из водорода, азота и кислорода. При этом в состав одного моля азотной кислоты входит по одному атому водорода и азота и 3 кислорода.

Символика элементов, условное обозначение, представляет собой химический язык. В значке содержится информация о названии, массовом числе и порядковом номере. Международное обозначение принято, согласно периодической таблице Менделеева, разработанной в начале 1870 года.

Взаимодействующие между собой вещества называются реагентами, а образующиеся в процессе реакции — продуктами. Составление и решение химических уравнений фактически сводится к определению результатов реакций, поэтому просто знать формулы веществ мало, нужно ещё уметь подбирать коэффициенты. Располагаются они перед формулой и указывают на количество молекул или атомов, принимающих участие в процессе. С правой стороны от химического вещества ставится индекс, указывающий место элемента в системе.

Записывают уравнения в виде цепочки, в которой указываются все стадии превращения вещества начиная с левой части. Вначале пишут формулы элементов в исходном состоянии, а затем последовательно их преобразование.

Видео:Уравнение с неизвестнымиСкачать

Виды химических реакций

Химические явления характеризуются тем, что из двух и более элементов образуются новые вещества. Уравнения описывают эти процессы. Впервые с объяснениями протекания реакций знакомят в восьмом классе средней образовательной школы на уроках неорганической химии. Ученикам демонстрируют опыты, в которых явно наблюдаются различия в протекании реакций.

Всего существует 4 типа химического взаимодействия веществ:

1. Соединение. В реакцию могут вступать 2 простых вещества: металл и неметалл или неметалл и неметалл. Например, алюминий с серой образуют сульфид алюминия. Кислород, взаимодействуя с водородом, превращается в воду. Объединятся могут 2 оксида с растворимым основанием, как оксид кальция с водой: CaO + H2O = Ca (OH)2 или основной оксид с кислотным: CaO + SO3 = CaSO4.
2. Разложение. Это процесс обратный реакции соединения: было одно вещество, а стало несколько. Например, при пропускании электрического тока через воду получается водород и кислород, а при нагревании известняка 2 оксида: CaCO3 = CaO + CO2.
3. Замещение. В реакцию вступают 2 элемента. Один из них простой, а второй сложный. В итоге образуются 2 новых соединения, при котором атом простого вещества заменяет сложный, как бы вытесняя его. Условие протекания процесса: простое вещество должно быть более активным, чем сложное. Например, Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Величину активности можно узнать из таблицы ряда электрохимических напряжений.
4. Обмен. В этом случае между собой реагируют 2 сложных элемента, обменивающиеся своими составными частями. Условием осуществления такого типа реакции является обязательное образование воды, газа или осадка. Например, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Чтобы узнать, смогут ли вещества прореагировать, используют таблицу растворимости.

Основными признаками химических реакций является изменение цвета, выделение газа или образование осадка. Различают их по числу веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся продуктов. Правильное определение типа реакции особо важно при составлении химических уравнений, а также определения свойств и возможностей веществ.

Видео:КРИМИНАЛЬНЫЙ ДЕТЕКТИВ! УБИЙСТВО УЧИТЕЛЯ В ШКОЛЕ! Уравнение с неизвестными. Химия убийства. 1 серияСкачать

Окислительно-восстановительный процесс

Составление большинства реакций сводится к подбору коэффициентов. Но при этом могут возникнуть трудности с установлением равновесия, согласно закону сохранения массы веществ. Чаще всего такая ситуация возникает при решении заданий, связанных с расстановкой количества атомов в уравнениях окислительно-восстановительных процессов.

Под ними принято понимать превращения, протекающие с изменением степени окисления элементов. При окислении происходит процесс передачи атомом электронов, сопровождающийся приобретением им положительного заряда или ионом, после чего он становится нейтральным. При этом также происходит процесс восстановления, связанный с присоединением элементарных частиц атомом.

Для составления уравнений необходимо определить восстановитель, окислитель и число участвующих в реакции электронов. Коэффициенты же подбирают с помощью метода электронно-ионного баланса (полуреакций). Его суть состоит в установлении равенства путём уравнивания количества электронов, отдаваемых одним элементом и принимаемым другим.

Видео:Математика это не ИсламСкачать

Классический алгоритм

В основе решения задач этим методом — закон сохранения массы. Согласно ему, совокупная масса элементов до реакции и после остаётся неизменной. Другими словами, происходит перегруппировка частиц. Если рассматривать решение химического уравнения поэтапно, оно будет состоять из трёх шагов:

1. Написания формул элементов, вступающих в реакцию с левой стороны.
2. Указания справа формулы образующихся веществ.
3. Уравнивания числа атомов с добавлением коэффициентов.

Перед тем как переходить к сложным соединениям, лучше всего потренироваться на простых. Например, нужно составить уравнение, описывающее взаимодействие двух сложных веществ: гидроксида натрия и серной кислоты. При таком соединении образуется сульфат натрия и вода.

Согласно алгоритму, в левой части уравнения необходимо записать реагенты, а в правой продукты реакции: NaOH + H2SO 4 → Na 2SO4 + H2O. Теперь следует уравнять коэффициенты. Начинают с первого элемента. В примере это натрий. В правой части содержится 2 его атома, а в левой один, поэтому необходимо возле реагента поставить цифру 2. Затем нужно уровнять водород. В результате получится выражение: 2 NaOH + H2SO 4 → Na2 SO4 +2H2O.

Ещё одним наглядным примером является процесс реакции тринитротолуола с кислородом. При их взаимодействии образуется: C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2. Исходя из того, что слева находится нечётное число атомов H и N, а справа чётное, нужно их уравнять: 2C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2.

Теперь становится понятным, что 14 и 10 атомов углерода и водорода должны образовать 14 долей диоксида и 5 молекул воды. При этом 6 атомов азота превратятся в 3. Итоговое уравнение будет выглядеть как 2C7H5N3O6 + 10,5O2 → 14CO2 + 5H2O + 3N2.

Перед тем как начинать тренировку по составлению уравнений, следует научиться расставлять валентность. Это параметр, равный числу соединившихся атомов каждого элемента. Фактически это способность к соединению. Например, в формуле NH3 валентность атома азота равна 3, а водорода 1.

Видео:ФИЛЬМ 2022 ВЫШЕЛ ЗА РАМКИ ДОЗВОЛЕННОГО! Уравнение с неизвестными. Химия убийства! Русский фильмСкачать

Решение методом полуреакций

Алгоритм для решения примеров химических уравнений проще рассмотреть на конкретном задании. Пускай необходимо описать процесс окисления пирита азотной кислоты с малой концентрацией: FeS2 + HNO3. Решать этот пример необходимо в следующей последовательности:

1. Определить продукты реакции. Так как кислота является сильным окислителем, сера получит максимальную степень оксидации S6+, а железо Fe3+. HNO3 может восстановиться до одного из двух состояний NO2 или NO.
2. Исходя из состава ионов и правила, что вещества, переходящие в газовую форму или плохо растворимые, записываются в молекулярном виде, верным будет записать: FeS2 — Fe3+ + 2SO2−4. Гидролизом можно пренебречь.
3. В записи уравнивают кислород. Для этого в левую часть добавляют 8 молекул воды, а в правую 16 ионов водорода: FeS2 + 8H20 — Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+. Так как заряда в левой части нет, а в правой он равный +15, то серное железо должно будет отдать 15 электронов. Значит, уравнение примет вид: FeS2 + 8H20 — 15e → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+.
4. Теперь переходят к реакции восстановления нитрата иона: NO-3 →NO. Для её составления нужно отнять у оксида азота 2 атома кислорода. Делают это путём прибавления к левой части 4 ионов водорода, а правой — 2 молекул воды. В итоге получится: NO-3 + 4H+ → NO + 2H2O.
5. Полученную формулу уравнивают добавлением к левой части 3 электронов: NO-3 + 4H+ 3e → NO + 2H2O.
6. Объединяют найденные выражения и записывают результат: FeS2 + 8H20 + 5NO-3 + 20H+ → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+ + 5NO + 10H2O.

Уравнение можно сократить на 16H + и 8H2O. В итоге получится сокращённое выражение окислительно-восстановительной реакции: FeS2 + 5NO — 3 + 4 H + = Fe3 + + 2SO 2- 4 + 5NO + 2H2O.

Такой алгоритм считается классическим, но для упрощения понимания лучше использовать способ электронного баланса. Процесс восстановления переписывают как N5+ + 3e → N2+. Степень же окисления составить сложнее. Сере нужно приписать степень 2+ и учесть, что на 1 атом железа приходится 2 атома серы: FeS2 → Fe3++ 2S6+. Запись общего баланса будет выглядеть: FeS2 + 5N5+ = Fe3+ + 2S6+ + 5N2+.

Пять молекул потратятся на окисление серного железа, а ещё 3 на образование Fe (NO3)3. После уравнения двух сторон запись реакции примет вид, аналогичный полученному с использованием предыдущего метода.

Видео:Как ПРОЩЕ решать Уравнения Реакции? #shorts #youtubeshortsСкачать

Использование онлайн-расчёта

Простые уравнения решать самостоятельно довольно просто. Но состоящие из сложных веществ могут вызвать трудности даже у опытных химиков. Чтобы получить точную формулу и не подбирать вручную коэффициенты, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. При этом их использовать сможет даже пользователь, не особо разбирающийся в науке.

Чтобы расстановка коэффициентов в химических уравнениях онлайн происходила автоматически, нужно лишь подключение к интернету и исходные данные. Система самостоятельно вычислит продукты реакции и уравняет обе стороны формулы. Интересной особенностью таких сайтов является не только быстрый и правильный расчёт, но и описание правил с алгоритмами, по которому выполняются действия.

После загрузки калькулятора в веб-обозревателе единственное, что требуется от пользователя — правильно ввести реагенты в специальные формы латинскими буквами и нажать кнопку «Уравнять». Иногда возникает ситуация, когда запись сделана верно, но коэффициенты не расставляются. Это происходит, если суммы в уравнении могут быть подсчитаны разными способами. Характерно это для реакций окисления. В таком случае нужно заменить фрагменты молекул на любой произвольный символ. Таким способом можно не только рассчитать непонятное уравнение, но и выполнить проверку своих вычислений.

🎦 Видео

КРИМИНАЛЬНЫЙ ДЕТЕКТИВ! УБИЙСТВО УЧИТЕЛЯ В ШКОЛЕ! Уравнение с неизвестными. Химия убийства. 2 серияСкачать

💯 ПРЕМЬЕРА! |УРАВНЕНИЯ С НЕИЗВЕСТНЫМИ. СЕГОДНЯ ТЫ УМРЕШЬ | РУССКИЙ ДЕТЕКТИВСкачать

Уравнение с неизвестными 3 сезон 1 серия - Дата выхода (2022)Скачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

ОН ЕЩЕ НЕ ЗНАЕТ, КТО ЕМУ НАСТАВИТ "НАСТОЯЩИЕ РОГА" УРАВНЕНИЕ С НЕИЗВЕСТНЫМИ. СЕГОДНЯ ТЫ УМРЁШЬСкачать

Уравнение с неизвестными. Сегодня ты умрёшь. 1 Серия. Детектив. Лучшие сериалыСкачать

Видеоурок. 7 класс. Решение линейных уравнений с одним неизвестнымСкачать

Типы химических реакций#shortsСкачать

ДЕТЕКТИВ ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЕЙ УВЛЕКАТЕЛЬНЫХ РАССЛЕДОВАНИЙ! Уравнение с неизвестными. Сегодня ты умрёшьСкачать