Что означает знак умножения в химической формуле

Что означает знак умножения в химической формуле

Когда химические вещества вступают во взаимодействие, химические связи между их атомами разрушаются и образуются новые, уже в других сочетаниях. В результате одни вещества превращаются в другие.

Рассмотрим реакцию горения метана, происходящую в конфорке газовой плиты:

Молекула метана (CH₄) и две молекулы кислорода (2O₂) вступают в реакцию, образуя молекулу углекислого газа (CO₂) и две молекулы воды (2H₂O). Связи между атомами углерода (С) и водорода (H) в метане, а также между атомами кислорода (O) разрываются, и образуются новые связи между атомами углерода и кислорода в молекуле углекислого газа (CO₂) и между атомами водорода и кислорода в молекуле воды (H₂O).

Картинка даёт наглядное представление о том, что произошло в ходе реакции. Но зарисовывать сложные химические процессы такими схемами неудобно. Вместо этого учёные используют уравнения химических реакций.

Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью формул и символов.

Их записывают в виде схемы, в которой отражён процесс превращения. В левой части располагаются формулы реагентов — веществ, вступающих в реакцию. Завершается уравнение продуктами реакции — веществом или веществами, которые получились в результате.

Новые вещества образуются потому, что изменяются связи между атомами, но сами атомы не возникают из ниоткуда и не исчезают в никуда. На рисунке видно, что атом углерода из состава метана перешёл в состав углекислого газа, атом водорода — в состав воды, а атомы кислорода распределились между молекулами углекислого газа и воды. Число атомов не изменилось.

Согласно закону сохранения массы, общая масса реагентов всегда равна общей массе продуктов реакции. Именно поэтому запись химической реакции называют уравнением.

Виды химических реакций

Вещества вступают в реакции по-разному, можно выделить четыре наиболее частых варианта:

Сложное вещество негашёная известь соединяется с водой, и образуется новое сложное вещество — гашёная известь:

Стрелка вверх означает, что образовался газ. Он улетучивается и больше не участвует в реакции.

В примере атомы цинка замещают атомы водорода в составе хлороводорода, и образуется хлорид цинка:

Стрелка вниз означает, что вещество выпало в осадок, поскольку оно нерастворимо.

Коэффициенты в уравнениях химических реакций

Чтобы составить уравнение химической реакции, важно правильно подобрать коэффициенты перед формулами веществ.

Коэффициент в химических уравнениях означает число молекул (формульных единиц) вещества, необходимое для реакции. Он обозначается числом перед формулой (например, 2NaCl в последнем примере).

Коэффициент не следует путать с индексом (числом под символом химического элемента, например, О₂). Индекс обозначает количество атомов этого элемента в молекуле (формульной единице).

Чтобы узнать общее число атомов элемента в формуле, нужно умножить его индекс на коэффициент вещества. В примере на картинке (2H₂O) — четыре атома водорода и два кислорода.

Подобрать коэффициент — значит определить, сколько молекул данного вещества должно участвовать в реакции, чтобы она произошла. Далее мы расскажем, как это сделать.

Алгоритм составления уравнений химических реакций

Для начала составим схему химической реакции. Например, образование оксида магния (MgO) в процессе горения магния (Mg) в кислороде (O₂). Обозначим реагенты и продукт реакции:

Чтобы схема стала уравнением, нужно расставить коэффициенты. В левой части схемы два атома кислорода, а в правой — один. Уравняем их, увеличив число молекул продукта:

Теперь число атомов кислорода до и после реакции одинаковое, а число атомов магния — нет. Чтобы уравнять их, добавим ещё одну молекулу магния. Когда количество атомов каждого из химических элементов в составе веществ уравнено, вместо стрелки можно ставить равно:

Уравнение химической реакции составлено.

Рассмотрим реакцию разложения. Нитрат калия (KNO₃) разлагается на нитрит калия (KNO₂) и кислород (О₂):

В обеих частях схемы по одному атому калия и азота, а атомов кислорода до реакции 3, а после — 4. Необходимо их уравнять.

Для начала удвоим коэффициент перед реагентом:

Теперь в левой части схемы шесть атомов кислорода, два атома калия и два атома азота. В левой по-прежнему по одному атому калия и азота и четыре атома кислорода. Чтобы уравнять их, в правой части схемы нужно удвоить коэффициент перед нитритом калия.

Снова посчитаем число атомов каждого химического элемента в составе веществ до и после реакции: два атома калия, два атома азота и шесть атомов кислорода. Равенство достигнуто.

Химические уравнения не только позволяют предсказать, что произойдёт при взаимодействии тех или иных веществ, но и помогают рассчитать их количественное соотношение, необходимое для реакции.

Учите химию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду CHEMISTRY892021 вы получите бесплатный недельный доступ к курсам химии за 8 класс и 9 класс.

У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.

Попробовать бесплатно

Интересное по рубрике

Найдите необходимую статью по тегам

Подпишитесь на нашу рассылку

Мы в инстаграм

Домашняя онлайн-школа
Помогаем ученикам 5–11 классов получать качественные знания в любой точке мира, совмещать учёбу со спортом и творчеством

Посмотреть

Рекомендуем прочитать

Реальный опыт семейного обучения

Звонок по России бесплатный

Посмотреть на карте

Если вы не нашли ответ на свой вопрос на нашем сайте, включая раздел «Вопросы и ответы», закажите обратный звонок. Мы скоро свяжемся с вами.

Источник

Соломонов суд

Внеклассное мероприятие по теме
«Основные химические понятия»

Присяжные заседатели и свидетели обвинения занимают два первых ряда в зале. На сцене стулья с высокими спинками, на которых надписи «Закон», «Химия», «Оценка», скамья подсудимых, стол с реактивами и стол для демонстрации опытов.

На сцену выходит Химия.

Химия. Встать, суд идет!

Присяжные заседатели и свидетели обвинения встают. Входят Закон и Оценка.

Химия. Всемогущий Закон, займите место по правую руку, а вы, справедливая Оценка, – по левую.

Закон. Разрешите представить состав суда.

Присяжные заседатели: Кислота, Щелочь, Соль, Отличник.

Свидетели обвинения: Химический Знак, Индекс, Формула, Валентность, Масса, Задача.

Химия. Защитник обвиняемого – Химический Эксперимент.

Оценка. Стража, введите обвиняемого!

Закон. Обвиняемый, назовите свое имя, возраст, класс и оценку по химии.

Обвиняемый. Соломонов Федот, 15 лет, 8-й класс, оценка по химии «два».

Химия. Обвиняемый, признаете ли вы свою вину? Отвечайте «да» или «нет».

Обвиняемый. Нет!

Оценка. А какие у вас будут доказательства своей невиновности? Ведь незнание законов химии является тягчайшим преступлением.

Обвиняемый. А кому она нужна, ваша химия? Я и без законов проживу. У меня свои законы.

Закон. Это интересно. Какие же, позвольте вас спросить?

Обвиняемый.

1. Пусть дураки учатся.

2. Много будешь знать – скоро состаришься.

3. Век живи, век учись – дураком умрешь.

Химия. Да, это действительно особо опасный преступник. Придется его судить по всей строгости закона.

Закон. Приступим к выслушиванию показаний свидетелей обвинения. Сядьте, подсудимый.

Обвиняемый. Ну вот еще, тоже мне свидетели! Боюсь я их, как же! И вообще, мне все это надоело. Я домой хочу. Некогда мне с вами тут воду в ступе толочь. (Пытается уйти.)

Химия. Слово предоставляется Химическому Знаку.

Химический знак. Обвиняемый не знает химических знаков. Не умеет их правильно читать и писать.

Обвиняемый. Это неправда. Я их знаю. Хоть сейчас могу написать.

Химический знак. Ну это легко проверить. Напишите-ка мне химический знак лоуренсия.

Обвиняемый. Чего, чего? Вы не имеете права задавать такие вопросы. Я не академик, а ученик. Ну спросили бы химический знак водорода, кислорода или углерода – это еще куда ни шло. А то – лоуренсия. Да я и не слышал о нем никогда. Да вы и сами его не сможете написать.

Химия. Обвиняемый, не забывайтесь! Здесь судим мы. Еще раз спрашиваю: признаете ли вы свою вину?

Обвиняемый. Нет! Лоуренсий – это ничего не значит. Да его химический знак ни один ученик не напишет.

Химический знак. Ребята, знает ли кто-нибудь из вас химический знак лоуренсия?

Ответ из зала. Нет!

Обвиняемый. Вот видите! А я что говорил?

Химия. Неужели так никто и не напишет? А если Отличника спросить?

Отличник. Конечно, напишу.

Обвиняемый. Отличник – это не в счет. Отличников-то у нас – раз-два и обчелся.

Химический эксперимент. Правильное замечание, позволю себе заметить. Прошу данный факт истолковать в пользу обвиняемого.

Оценка. Мы все учтем, можете не беспокоиться. А ответ Соломонова оценивается двойкой.

Закон. Слово предоставляется Валентности.

Валентность. Уважаемые судьи! Обвиняемый совершенно не знает валентности – даже таких элементов, как водород и кислород.

Обвиняемый. А вот и неправда, знаю. У кислорода валентность равна единице, а у водорода – двум.

Валентность. Неправильно! Все наоборот: водород одновалентен, а кислород двухвалентен.

Обвиняемый. Подумаешь, перепутал. Подумаешь, важность какая.

Оценка. А если учитель перепутает и вместо оценки «три» поставит в журнал оценку «два»?

Обвиняемый. Такие вещи сравнивать нельзя. То валентность, а это – оценка.

Оценка. Вот я и ставлю вам за валентность оценку «два».

Обвиняемый. Зато я все остальное знаю. Вот еще увидите.

Химия. К сожалению, это невозможно. Без знания основных химических понятий нельзя научиться химии.

Закон. Слово предоставляется формуле.

Формула. Как уже было установлено следствием, Обвиняемый не знает валентности. Поэтому неудивительно, что он не умеет составлять и химические формулы. Вот его последняя контрольная работа. Вы только посмотрите, что он пишет: формула воды – НО, формула углекислого газа – СО. Глядя на эти безобразия, просто плакать хочется. Я прошу уважаемый суд приговорить обвиняемого к повторному году обучения.

Обвиняемый. А вы сначала скажите мне, что же в этих формулах неправильно?

Индекс. Индексы не проставлены. А все потому, что вы не знаете валентности элементов и правила составления формул. Формула воды – Н₂О, а углекислого газа – СО₂. Вы, любезный, хоть знаете, что такое индекс?

Обвиняемый. Знаю – это маленькая цифра после химического знака.

Химический эксперимент. Вот видите, господа! Кое-что он все-таки знает. Положение не совсем безнадежное. Его можно спасти.

Оценка. Отметка за ответ низшей категории сложности – «три с минусом».

Закон. Суд продолжается. Слово предоставляется Массе.

Масса. Как вам известно, господа судьи, господа присяжные заседатели, свидетели и защитник, масса атома – это… важнейшая характеристика химического элемента. Д.И.Менделеев за основу классификации химических элементов взял именно массу атома и благодаря этому открыл периодический закон.

Химия. Прошу не отвлекаться. Короче, пожалуйста. Переходите к сути дела.

Масса. Я прошу извинить меня за столь лирическое отступление. Массу химического соединения необходимо правильно находить по атомным массам при решении расчетных задач. Так вот, Соломонов Федот не знает, как правильно вычислять массу по химической формуле вещества.

Обвиняемый. Да знаю я. Что там трудного – посмотри в таблицу Д.И.Менделеева, выпиши и сложи атомные массы. Вот и все.

Масса. Пожалуйста, вычислите относительную массу… железного купороса FeSO₄•7H₂O.

Обвиняемый. 19 152 граммов. Вот сколько!

Все. Какой ужас, какой кошмар!

Обвиняемый. Что же, скажите, опять неправильно? Вы, наверное, специально такие сложные вопросы задаете? Массу такого вещества никто правильно не вычислит.

Химия. Ребята, докажите ему обратное и объясните Соломонову, почему у него получилось такое большое число.

Отличник. Относительная масса железного купороса – 278, а не 19 152. Соломонов, очевидно, перемножил массу сульфата железа(II) на массу семи молекул воды. Эту ошибку многие допускают.

Обвиняемый. Конечно, умножил. Ведь там точка стоит, а это – знак умножения.

Масса. Точка в химической формуле не имеет ничего общего со знаком умножения в математике. А формула читается так: «феррум эс о четыре на семь молекул аш два о».

Чтобы правильно вычислить массу такого вещества – кристаллогидрата – надо сложить массы сульфата железа(II) и семи молекул воды. А вы этого не знали.

Оценка. Отметка за вычисление массы – «два».

Химический эксперимент. Позвольте возразить. Я не совсем согласен. Ведь масса сульфата железа и масса семи молекул воды вычислены правильно. По-моему, можно поставить «три».

Оценка. После совещания высочайший суд пришел к единогласному решению: поставить оценку «три с двумя минусами».

Закон. Суд продолжается.

Химия. Слово имеет Задача.

Задача. Ранее выступавшие свидетели уже установили, что обвиняемый не знает химических знаков, валентности, не умеет составлять химические формулы, расставлять индексы, не умеет вычислять массу молекулы. Поэтому он не в состоянии решить хотя бы одну химическую задачу.

Химия. А теперь ответьте на последний вопрос: какие законы химии вам известны?

Обвиняемый. Периодический закон.

Химия. А как он читается?

Обвиняемый. Я забыл. Да разве все упомнишь. Что я – академик?

Закон. Все запоминать никому не следует. В химии надо больше понимать и уметь применять законы. Но вот формулировки химических законов действительно надо выучивать наизусть. Тем более что их не так уж много.

Химия. Закон сохранения массы, закон постоянства состава, закон Авогадро и периодический закон.

Закон. Слово предоставляется защите.

Химический эксперимент. Уважаемые судьи, присяжные заседатели, свидетели и просто заинтересованные лица! Позвольте мне просить вас о смягчении меры наказания виновному. Ведь в том, что он почти ничего не знает, виноваты больше мы, т.к. не сумели заинтересовать его такой удивительной наукой, как химия – древнейшей и самой современнейшей из всех наук, вечно молодой и вечно развивающейся. Наша задача состоит в том, чтобы раскрыть перед учениками красоту науки, ее значение, научить радоваться умению самостоятельно добывать знания. Так пусть Соломонов Федот вместе с другими учениками убедится в том, что химия может творить чудеса. Покажем химические опыты с участием основных классов неорганических соединений.

Опыт «Превращение красного вина в белое».

Опыт «Получение молока».

Опыт «Получение индиго».

Опыт «Получение крови».

Опыт «Эскимо на палочке».

Опыт «Факел Прометея».

Опыт «Гиена огненная».

Опыт «Несгораемый платочек».

Опыт «Окрашивание роз».

(Описание опытов см. в приложении.)

Химия. Обвиняемому предоставляется последнее слово.

Обвиняемый. Я признаю свою вину перед наукой. Я не смогу провести ни одного из этих опытов, т.к. у меня нет знаний. Химия действительно очень интересная наука. Ее надо любить и понимать. Я виноват в том, что ленился. Но теперь торжественно обещаю, что с завтрашнего дня буду серьезно заниматься химией. Прошу меня простить.

Закон. Суд удаляется на совещание.

Химия. Встать, суд идет!

Закон. Разрешите зачитать решение суда. Соломонова Федота оставить в своем классе для дальнейшего изучения курса химии. 8-му «А» классу взять Соломонова Федота на поруки.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Опыт «Получение красного вина»

На дно стакана поместить несколько капель фенолфталеина. Прилить раствор щелочи. Появится малиновое окрашивание.

Опыт «Превращение красного вина в белое»

К полученному раствору малинового цвета приливать раствор кислоты до исчезновения малиновой окраски.

Опыт «Получение молока»

На дно стакана налить раствор хлорида бария и приливать раствор сульфата натрия до появления молочно-белого осадка.

Опыт «Получение индиго»

К свежеприготовленному осадку гидроксида меди(II) добавлять раствор глицерина до образования раствора ярко-синего цвета.

Опыт «Получение крови»

На дно стакана налить раствор роданида аммония и приливать слабый раствор хлорида железа(III) до образования раствора кроваво-красного цвета. Интенсивность окраски подобрать опытным путем.

Опыт «Эскимо на палочке»

В узкий стакан поместить примерно 20 г (одну треть стакана) сахарной пудры. При непрерывном помешивании стеклянной палочкой приливать концентрированную серную кислоту. Сахар начнет обугливаться до углерода и будет вспениваться выделяющимися газами и парами. Черная масса по стеклянной палочке полезет из стакана. В конце опыта можно отломить часть столбика обугленного сахара и показать детям – напоминает эскимо на палочке.

Опыт «Факел Прометея»

В стеклянную трубку диаметром примерно 2,5 см и длиной примерно 50 см поместить тампон, смоченный ацетоном (спиртом). Подуть в противоположный конец и поджечь тампон горящей лучинкой. Факел будет гореть, пока не кончится ацетон.

Опыт «Геенна огненная»

В фарфоровую ступку насыпать речной песок, смочить его спиртом. В центре проделать лунку и поместить в нее смесь 12 г сахарной пудры с 2 г питьевой соды. Спирт поджечь. Сахар будет сгорать, а пепел – вспениваться углекислым газом. Пламя спирта будет ограничивать расширение пепла. Из пламени будет вылезать масса пепла, похожая на многоголового змея.

Опыт «Несгораемый платочек»

Тонкий батистовый платочек смочить в воде и отжать. Затем смочить его в ацетоне, расправить, закрепить за кончики в щипцах и поджечь. Ацетон вспыхнет, но платочек не сгорит.

Опыт «Окрашивание роз»

Розы сделать из гофрированной бумаги, пропитать их фенолфталеином. В химический стакан налить концентрированный раствор аммиака, прикрыть стакан стеклом, нагреть, через некоторое время внести по очереди в стакан розы. Они окрасятся в малиновый цвет.

Мероприятие можно разнообразить викториной, играми, песнями и стихами.

Источник