Приложение а.

Правила составления формул веществ и уравнений химических реакций

Правила составления формул веществ

Составные части молекулы должны быть уравнены по валентностям. Валентность – это мера способности элемента или частицы к образованию химической связи. Если элемент одновалентный, то он образует одну химическую связь, двухвалентный – две, и так далее.

Важно запомнить, что водород и гидроксид-ион – одновалентные, а кислород в оксидах двухвалентный.

Например, металл калий одновалентный, а кальций двухвалентный. Значит, оксид первого будет К₂О, а второго – СаО. А если нужно составить соли калия и кальция, кислотным остатком которых будет Cl^¯, то формулы этих солей будут соответственно КСl и CaCl₂, потому что кислотный остаток одновалентный.

Если нужно составить формулы гидроксидов калия и кальция, то они будут выглядеть следующим образом: КОН и Са(ОН)₂, потому что гидроксид-ион одновалентный.

Если нужно составить формулу кислоты, то нужно выяснить валентность кислотного остатка и соединить его с соответствующим числом водородов. Например, кислотный остаток соляной кислоты Сl^¯, значит, формула соляной кислоты – НСl; кислотный остаток серной кислоты SO₄^2–, значит, формула серной кислоты Н₂SO₄.

Правила составления химических уравнений

Составляя уравнения, нужно помнить о том, что количество атомов одного и того же элемента в левой и правой части уравнения должно быть одинаково:

НСl + KOH = KCl + H₂O

Если количество атомов не совпадает, его нужно уравнять, поставив коэффициенты перед формулами веществ (а не дополнительные индексы внутри формул):

Н₂SO₄ + KOH = K₂SO₄ + H₂O без уравнивания

Н₂SO₄ + 2 KOH = K₂SO₄ + 2 H₂O после уравнивания

Н₂SO₄ + K₂OH = K₂SO₄ + H₂O а не вот так: внутри формул, если они написаны правильно, никаких индексов подставлять нельзя!

Если уравнение не уравнивается, то какие-то формулы веществ составлены неправильно.

Правила составления ионно-молекулярных уравнений

В ионно-молекулярных уравнениях те вещества, которые в растворах диссоциируют на ионы, записываются в виде этих ионов, а те, которые не диссоциируют, записываются в виде молекул.

Чтобы выяснить, какие вещества распадаются на ионы, а какие не распадаются, нужно искать соли и гидроксиды в таблице растворимости, для кислот нужно помнить, что сильные кислоты распадаются на ионы, а слабые нет. Оксиды, в том числе вода, металлы и газообразные вещества ионов не образуют.

То есть, если у нас идет химическое взаимодействие с участием металла:

Zn + 2 HCl = ZnCl₂ + H₂↑

то в ионно-молекулярном уравнении атом цинка и будет записываться как атом цинка, как он был в молекулярном уравнении Zn, а не Zn²⁺. Zn²⁺ – это уже ион цинка, получившийся при диссоциации соли.

Точно также газообразный водород Н₂ и будет записываться в ионно-молекулярном уравнении как Н₂, а не как 2 Н⁺. 2 Н⁺ – это ионы водорода, получившиеся при диссоциации кислоты.

Значит, ионно-молекулярное уравнение будет выглядеть следующим образом:

Zn + 2 H⁺ + 2 Cl^¯ = Zn²⁺ + 2 Cl^¯ + H₂↑

а не так: Zn²⁺ + 2 H⁺ + 2 Cl^¯ = Zn²⁺ + 2 Cl^¯ + 2H⁺

И сокращаться между собой Zn и Zn²⁺ не могут; атом простого вещества цинка и ион цинка, получившийся при диссоциации соли – это две большие разницы. Точно так же не могут сокращаться 2 Н⁺ и Н₂; ионы водорода, получившиеся при диссоциации кислоты, и газообразный водород – это тоже две большие разницы.

Значит, сокращаться в данном случае будут только ионы Cl^¯ и сокращённое ионно-молекулярное уравнение будет выглядеть следующим образом:

Zn + 2 H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑

Кроме того, следует еще раз обратить внимание на то, что соль ZnCl₂ распадается на ион Zn²⁺ и два иона Cl^¯, а не на ионы Zn²⁺ и Сl₂^¯. Иона Сl₂^¯ не существует, так же как и иона К₂⁺ и т.п., то есть индекс, стоящий после металла, водорода, гидроксогрупп или кислотного остатка, в ионно-молекулярных уравнениях ставится как коэффициент перед символом иона.

Например, вещества К₂SO₄, H₃PO₄, Ва(ОН)₂, Al₂(SO₄)₃ будут диссоциировать следующим образом:

К₂SO₄ = 2 К⁺ + SO₄^2-

H₃PO₄ = 3 Н⁺ + РО₄^3-

Ва(ОН)₂ = Ва²⁺ + 2 ОН^¯

Al₂(SO₄)₃ = 2 Al³⁺ + 3 SO₄^2-

Если в уравнении реакции есть коэффициенты перед формулами веществ, то они относятся ко всем ионам, на которые распадается данная молекула. Если при этом есть еще и индексы, которые относятся только к части молекулы, например, к кислотному остатку, как в молекуле СаCl₂, то они перемножаются с коэффициентами, стоящими перед формулой вещества. Например, взаимодействие солей хлорида кальция и фосфата калия будет записываться следующим образом:

3 СаCl₂ + 2 K₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6 KCl

3 Ca²⁺ + 6 Cl^¯ + 6 K⁺ + 2 PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6 K⁺ + 6 Cl^¯

3 Ca²⁺ + 2 PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂↓

Обратите внимание, что перед ионом Ca²⁺ стоит коэффициент «3», а перед ионом Cl^¯ коэффициент «6» с учетом перемножения коэффициента, который стоит перед молекулой СаCl₂, и индекса после атома хлора в молекуле. А коэффициент «6», стоящий перед молекулой KCl, относится в равной степени и к калию и к хлору, поэтому в виде ионов это вещество будет записано как 6 K⁺ + 6 Cl^¯.