Химическое уравнение реакции - условная запись химической реакции

Для упрощения записи химических процессов и лучшего их восприятия используется уравнение реакции. Оно представляет собой условную запись взаимодействия веществ между собой и, как следствие, образование новых продуктов. При таком схематическом «изображении», для соблюдения закона сохранения массы вещества, используют числовые коэффициенты. Такое описание химических реакций с помощью цифр и символов предложил в 1615 г. Жан Бегун. Позже, после открытия законов стехиометрии стали использовать количественные значения.

Химическое уравнение реакции записывают так:

1. В левой части схематического «изображения» находятся вещества, между которыми происходит взаимодействие, между ними ставится знак «+». В левой части – продукты реакции, т.е. новые соединения, которые образовались. Между левой и правой частями ставится стрелка, указывающая направление реакции. Например, С+Е → СЕ.
2. Затем расставляются коэффициенты, задача которых «уровнять», т.е. сделать так, чтобы количество каждого типа атомов до реакции было равно количеству атомов после нее. Таким образом «работает» закон сохранения массы. Например, 2HCl – H₂+Cl₂.

Существует кинетическое уравнение реакции, которое выражает зависимость скорости протекания химического процесса от концентрации веществ, вступивших во взаимодействие. Простую такую реакцию, идущую в одну стадию, схематически записывают так: V= k[ A₁] n¹* [A₂]n², где

V – скорость реакции;

[А₁],[А₂] – концентрации веществ;

K – константа скорости реакции, которая зависит от природы вступивших во взаимодействие веществ и температуры;

n¹, n² – порядок реакции.

Если же реакция идет в несколько стадий, то составляют систему кинетических уравнений, каждое из которых будет описываться отдельно.

Также отдельным видом является ионное уравнение реакции, которое при своем составлении имеет особенности, т.к. записанные в нем вещества находятся в виде ионов. Такая схематическая запись химического взаимодействия типична только для реакций замещения и обмена, в водных растворах или сплавах, в ходе которых образуется осадок, плохо диссоциирующие вещества (вода) или выделяется газ. Например: в химическую реакцию вступает соляная кислота и гидроксид калия, при этом образуется соль и вода.

HCl + KOH– KCl + H₂O

Записываем данные вещества в виде ионов, за исключением воды, т.к. она не диссоциирует. Такое уравнение реакции будет называться полным ионным.

Н⁺ + Cl^- + К⁺+ OH^- --K⁺+Cl^-+H₂O

Теперь в этой схеме, по принципу подобия, с правой и левой стороны «сокращаем» повторяющиеся ионы и получаем:

Н⁺ + ОН^- -- Н₂О.

Еще и окислительно-восстановительные реакции, характеризующиеся изменением степеней окисления атомов, будут иметь особенности в составлении схематической записи. Необходимо определить атомы, изменившие степень окисления, и составить электронный баланс, на основании которого затем расставить коэффициенты.

Таким образом, химическое уравнение реакции является схематической записью всего сложного процесса образования новых веществ путем разложения, соединения, замещения и обмена. Также оно дает качественную и количественную информацию о реагирующих веществах и продуктах реакции.