Фізичні і хімічні явища. Рівняння хімічних реакцій

У природі відбувається безліч змін. Усі вони мають спільну назву — явища. Серед явищ природи розрізняють фізичні, хімічні, біологічні та інші.

Фізичні явища — це такі явища, під час яких змінюється агрегатний стан речовини або форма тіла, але склад речовин залишається незмінним. Тобто одні речовини не перетворюються на інші.

З приклади фізичних явищ: танення льоду, розчинення цукру у воді, записи крейдою на дошці чи олівцем на папері ви знайомі. Малюнок 2 знайомить вас з іншими фізичними явищами.

Приклади фізичних явищ:

а) блискавка; б) веселка; в) хвиля на воді; г) коливання маятника; д) переливання рідкого металу; е) рух повітряних куль

Хімічні явища, або хімічні реакції, — це такі зміни, під час яких одні речовини перетворюються на і ниті.

Приклади хімічних явищ: горіння вугілля, згіркнення масла, скисання молока, утворення осаду при пропусканні вуглекислого газу через вапняну воду (пригадайте цей дослід з уроків природознавства)та інші (мал. 3).

Приклади хімічних явищ: а) горіння; б) ржавіння заліза; в) фотосинтез

Наведіть інші приклади фізичних і хімічних явищ.

Хімічне рівняння — це умовний запис хімічної реакції (хімічного явища) за допомогою хімічних формул, коефіцієнтів і знаків «+» та «=».

Цифри, написані перед формулами речовин, називаються коефіцієнтами.

Коефіцієнти в рівнянні хімічної реакції записують перед хімічною формулою речовини (у жодному разі не всередині неї між символами двох елементів!) арабськими цифрами. Коефіцієнти записують в один рядок із формулою, їх висота однакова з висотою символів хімічних елементів.

Коефіцієнт 1 у рівняннях не пишеться.

Коефіцієнт відноситься до всіх хімічних елементів, що є у складі формули, та до їхніх індексів, наприклад, у записі 3H₂SO^ коефіцієнт 3 відноситься і до двох атомів Гідрогену, і до одного атома Сульфуру, і до чотирьох атомів Оксигену. Тож записом позначено 6 атомів Гідрогену, 3 атоми Сульфуру і 12 атомів Оксигену.

У рівнянні реакції розрізняють ліву та праву частини. У лівій записують формули речовин, що вступають у хімічну реакцію. їхня загальна назва — реагенти. У правій — формули тих речовин, що утворилися внаслідок реакції. їхня назва — продукти реакції.

У різних реакціях можуть брати участь один або кілька реагентів й утворюватись один чи кілька продуктів реакції. Перш ніж написати рівняння хімічної реакції, пишуть її схему. У ній також є ліва і права частини, але між ними стоїть стрілка ->,ане знак рівності:

Урівняти — означає перетворити схему на рівняння реакції. Необхідно домогтися, щоб кількість атомів кожного елемента до та після реакції була однаковою.

Хімічні рівняння записують із дотриманням закону збереження маси речовин (закону М. В. Ломоносова).

Знак «=» у рівнянні хімічної реакції вказує нате, що кількістьатомів кожного хімічного елемента в лівій та правій частині хімічного рівняння є однаковою. А щоб це було дійсним, у рівнянні реакції добирають і записують коефіцієнти. Наприклад, із наведеної вище схеми хімічної реакції між кальцієм і киснем бачимо, що атомів Оксигену до реакції 2, а після реакції — 1. У рівнянні 2Са + O₂ = 2СаО коефіцієнтом 2 перед формулою CaO довелося урівняти Оксиген. А щоб кількість атомів Кальцію до та після реакції була однаковою, поставлено коефіцієнт 2 і перед формулою металу кальцію.

Якщо в рівнянні реакції перед хімічною формулою речовини є коефіцієнт, кількість атомів кожного елемента в такому записі визначається добутком коефіцієнта на індекс.

Послідовність дій із написання рівнянь хімічних реакцій буде такою:

1)    записують формули речовин, що вступають у реакцію (реагентів), і між ними ставлять знак «+»;

2)    формули реагентів відділяють від формул продуктів реакції знаком « = »;

3)    записують формули продуктів реакції, ставлячи між ними знак «+»;

4)    зрівнюють кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій та правій частинах хімічного рівняння за допомогою відповідних коефіцієнтів — арабських цифр, що пишуться перед формулою й відносяться до атомів усіх хімічних елементів формули.

Хімічні реакції поділяють на групи за різними ознаками. У 7-му класі ви вже дізналися про реакції сполучення та реакції розкладу.

Реакції, у яких із двох чи більше речовин утворюється одна речовина, називають реакціями сполучення. Реакції, у яких з однієї речовини утворюється дві чи більше речовин, називають реакціями розкладу.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КИСНЮ, з написанням рівнянь хімічних реакцій ви ознайомились, вивчаючи в 7 класі хімічні властивості кисню O₂. Можна переконатися, що кисень легко вступає у взаємодію з простими і складними речовинами. Продуктами цих реакцій є складні речовини оксиди:

Як бачимо, формули оксидів складаються з атомів двох хімічних елементів, один із яких — Оксиген.

! Оксиди — бінарні сполуки елемента з Оксигеном (є винятки).

Існують й інші способи одержання оксидів.

За наведеними схемами пригадайте та напишіть рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості кисню.

ВЗАЄМОДІЯ ВОДИ З ОКСИДАМИ МЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. На гадаємо хімічні властивості найпоширенішого в природі оксиду — води, вивчені в 7-му класі.

Оксиди таких металічних елементів, як Літій, Натрій, Калій, Кальцій, Барій вступають у реакцію сполучення з водою:

Літій гідроксид і кальцій гідроксид є представниками складних речовин, що мають загальну назву основи. Обидва продукти реакцій розчинні у воді (зверніть увагу, що розчинність першої речовини є значно більшою). Такі основи називають луги. Виявити їх наявність у розчині можна за допомогою індикаторів фенолфталеїну, лакмусу, метилоранжу.

Серед основ більшість — нерозчинні у воді речовини. Наприклад, магній гідроксид Mg(OH)₂, купрум(ІІ) гідроксид Cu(OH)₂. Наведені гідроксиди не розчиняються у воді. Добути їх взаємодією оксиду з водою, як луги, не можна.

Як бачимо, спільним для формул утворених речовин є наявність металічного елемента, записаного першим, та одновалентної гідроксильної

X

групи атомів ОН, записаної після нього. Загальна формула основ Me(OH)_x.

ВЗАЄМОДІЯ ВОДИ З ОКСИДАМИ НЕМЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. Оксиди неметалічних елементів взаємодіють з водою з утворенням кислот, що є речовинами молекулярної будови, наприклад:

Приклади інших кислот, що утворюються взаємодією води з оксидами: сульфатна кислота H₂SO₄, нітратна HNO₃, карбонатна H₂CO₃.

У складі кислот розрізняють атоми Гідрогену та кислотний залишок. Так, кислотним залишком ортофоефатної кислоти є PO₄, сульфатної — SO₄, нітратної — NO₃.

Молекули кислот складаються з одного чи кількох атомів Гідрогену та кислотного залишку.

Кислотний залишок розглядають як цілісну складову частину кислот, її валентність дорівнює кількості атомів Гідрогену.

Існують оксиди неметалічних елементів, які не реагують з водою з утворенням кислот, наприклад SiO₂

Індикатори. Наявність основ (лугів) і кислот у розчині виявляють за допомогою індикаторів.

Індикатори — речовини, які під дією лугів і кислот змінюють свій колір. До індикаторів належать лакмус, фенолфталеїн, метиловий оранжевий (метилоранж).

Таблиця З

Забарвлення індикаторів у різних середовищах

Користуючись таблицею 3, пригадайте, як змінюються кольори індикаторів у розчинах кислот і лугів.

Щоб у домашніх умовах визначити наявність лугу чи кислоти, можна скористатися соком квіток, плодів, коренеплодів. Забарвлення їм надають різноманітні речовини-барвники. Вони здатні змінювати свій колір у присутності кислоти чи лугу. Наприклад, сік вишні чи смородини в лужному середовищі посиніє, а в кислому — набуде рожево-червоного кольору. Перевірте це, виконавши такі досліди:

Сік вишні чи смородини по черзі додайте до розчину питної соди, оцту, лимонної кислоти, кефіру. Спостерігайте за змінами, що відбудуться.

^'^{к вишн}'^чи смородини по черзі додайте до розчину у воді (в теплій воді розчинення відбудеться швидше) мила (господарського чи туалетного), прального порошку. Спостерігайте за змінами, що відбудуться.

Одержані результати спробуйте пояснити.

Набуті знання можуть вам знадобитися в житті, коли виникне потреба з’ясувати наявність чи відсутність кислот і лугів у деяких продуктах харчування, засобах побутової хімії.

IlI₁O називають хімічним явищем? Яка інша назва хімічних явищ?

У чому полягає головна відмінність між фізичними та хімічними явищами? Наведіть приклади.

Чим рівняння хімічної реакції відрізняється від її схеми?

З дотриманням якого закону пишуть рівняння хімічних реакцій?

Назвіть відомі вам фізичні і хімічні властивості води.

Кисень у лабораторії одержують із речовин, що легко розкладаються при нагріванні. Перетворіть схеми цих реакцій на рівняння:

У якому з рівнянь реакцій сума коефіцієнтів є найбільшою, а в якому — найменшою?

В одну посудину без етикетки помістили водний розчин соку лимона, в іншу (також без етикетки) — розчин натрій гідроксиду. Як розпізнати ці розчини за допомогою індикаторів?

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Ярошенко