Химиялық реакция теңдеулерін құру. Заттар массасының сақталу заңы. Химия, 8 сынып, дидактикалық материал.

ХИМИЯЛЫҚ ТЕҢДЕУ ЖӘНЕ ЗАТ МАССАСЫН САҚТАУ ЗАҢЫ БОЙЫНША ДИДАКТИКАЛЫҚ МАТЕРИАЛ

Зат массасының сақталу заңының негізінде химиялық реакциялар теңдеуін құрады. Химиялық теңдеу – химиялық формулалар мен белгілердің көмегімен химиялық реакцияны шартты түрде жазу.

Теңдеудің сол жағына химиялық реакцияға түсетін заттың формулаларын немесе формуласын жазады. Оларды бастапқы заттар деп аталады, олардың арасына «қосу» белгісін қояды, теңдеудің оң жағына реакция өнімдерінің формулаларын немесе формуласын жазады, яғни реакция нәтижесінде түзілетін заттардың, олардың арасына «қосу» белгісін, ал теңдеудің сол және оң бөлігіне бағдарша қояды.

Бастапқы Реакция

заттар өнімдері

Химиялық реакцияны молекулярлық теңдеумен көрсетуге болады. Яғни молекулалық теңдеу – бастапқы заттар мен реакция өнімдері молекулалар түрінде жазылған теңдеу. Егер ракция нәтижесінде тұнба түзілсе, онда оның жанына оң жағынан төмен белгіленген бағдарша (↓) қояды, ал егер газ бөлінсе, оның жанына оң жағынан (↑) жоғары бағытталған бағдарша қояды.

Теңдеу сызбасын жазғаннан кейін коэффициенттерді, яғни атомдардың саны реакцияға дейін және одан кейін бірдей болуы үшін заттардың формулалары алдында тұратын сандар қояды.

Мысалы, сутегінің оттегімен реакциясының теңдеуін жазамыз. Басында химиялық реакцияға түскен заттардың формуласын көрсетеміз - бұл сутегі (Н₂) мен оттегі (О₂), олардың арасына «қосу» белгісін қоямыз, реакция нәтижесінде су – Н₂О түзіледі. Сол және оң бөліктері арасына стрелка қоямыз. Сол және оң бөліктерінде сутегі атомдары қанша екендігін көрейік. Реакцияға дейін және кейін сутегінің екі атомы, ал оттегінің реакцияға дейін 2 атом, реакциядан соң бір атом болады. Сондықтан теңдеудің оң бөлігіне судың формуласының алдына 2 коэффициентін қоямыз. Бірақ енді теңдеудің оң бөлігінде 4 сутегі атомы, ал сол жағында 2 болады. Сутегі атомдарының санын теңестіру үшін теңдеудің сол жақ бөлігінде сутегі алдына 2 коэффициентін қою керек. Өйткені біз теңдеудің сол және оң бөлігіндегі барлық атомдардың санын теңестірдік, онда енді стрелка емес, теңдік белгісін қоямыз.

Реакция теңдеуінде коэффициенттерді дұрыс таңдау үшін кейбір шарттарды орындау керек:

Қарапайым зат формуласының алдына бөлшектік коэффициентті жазуға болады. Мысалы, бутанның жану реакциясында:

С₄Н₁₀ + О₂ → СО₂ + Н₂О.

СО₂ формуласының алдына 4 коэффициентін қоямыз, өйткені реакцияға 4 көміртегі атомы түседі, судың формуласының алдына 5 коэффициентін қоямыз, өйткені 10 сутегі атомы реакцияға түседі. Реакция нәтижесінде 13 оттегі атомы түзіледі, ал реакцияға дейін 2 атом түзіледі, яғни оттегі формуласының алдына 6,5 коэффициентін қою керек. Ал коэффициент атомдардың ғана емес, молекулалардың санын көрсетсе, онда теңдеудегі коэффициентті екі еселеу керек. Теңдеу мынадай түрде болады: 

2С₄Н₁₀ + 13О₂ → 8СО₂ + 10Н₂О.

Егер реакция схемасында тұз болса, онда алдымен тұз түзетін иондар санын теңестіреді. Мысалы, фосфор қышқылы мен кальций гидроксидінің реакциясы нәтижесінде тұз - кальций фосфаты мен су түзіледі.

Н₃РО₄ + Са(ОН)₂ → Са₃(РО₄)₂ + Н₂О. Бұл тұз иондар фосфаттарынан 3- және 2+ зарядты кальций иондарынан тұрады. Фосфор қышқылы формуласының алдына 2 коэффициентін, ал кальций гидроксидінің формуласының алдына 3 коэффициентін қойып, олардың санын теңестіреміз.

Егер реакция схемасында сутегі мен оттегі атомдары болса, онда алдымен сутегі атомдары, одан соң оттегі атомдары теңеседі. Алдыңғы схемадан теңдеудің сол бөлігінде 12 сутегі атомы, ал оң бөлігінде тек 2 екені көрініп тұр, яғни судың формуласының алдына 6 коэффициентін қою керек. оттегі атомдарының санын есептейміз. Реакцияға дейін олар 14, реакциядан соң да 14. Сондықтан стрелканың орнына теңдік белгісін қоюға болады.

Егер реакция схемасында тұздардың бірнеше формулалары болса, онда теңдеуді тұздың құрамына кіретін оның көп саны бар иондардан бастау керек. Мысалы, барий нитраты мен алюминий сульфатының реакциясында екі тұз – барий сульфаты мен алюминий нитраты түзіледі. Иондардың көп саны тұзда – алюминий нитратында болады,. сондықтан алдымен осы тұз түзілген иондарды теңестіру керек, яғни алюминий иондары мен нитрат-иондарды. Ba(NO₃)₂ + Al₂(SO₄)₃ → BaSO₄ + Al(NO₃)₃. Алюминийдің заряды 3+, нитрат-иондарда  – 1-. Сондықтан теңдеудің сол жағында Ba(NO₃)₂ формуласының алдына 3 коэффициентін қоямыз. Al₂(SO₄)₃ формуласының алдына 1 коэффициентін қою керек, бірақ ол қойылмайды. Қалған иондарды теңестіреміз. Барий иондарын 3 реакцияға дейін, реакциядан соң 1, сондықтан BaSO₄ формуласының алдына 3коэффициентін қоямыз, нитрат-иондарды 6 реакцияға дейін, сондықтан теңдеудің оң жақ бөлігінде Al(NO₃)₃ алдына 2 коэффициентін қоямыз. Алюминий атомдарының саны реакцияға дейін және кейін бірдей, яғни 2. Барий иондары мен сульфат-иондар реакцияға дейін және кейін бірдей – 3-ке тен.

Егер қандай да бір элементтің атомдар саны теңдеу схемасының бір бөлігінде жұп, ал басқасында тақ болса, онда тақ сандар атомдары бар формуланың алдына 2 коэффициентін, ал одан соң барлық атомдар санын теңестіру керек. Мысалы, алюминийдің оттегімен реакциясында коэффициенттерді қоямыз. Al + O₂ → Al₂O₃. Реакция нәтижесінде алюминий оксиді түзіледі – Al₂O₃. Реакцияға дейін оттегі атомдарының саны жұп, яғни екіге тең, ал реакциядан соң тақ – 3. Сондықтан алюминий тотығы формуласының алдына 2 коэффициентін қоямыз. Нәтижесінде реакциядан соң бізде 6 оттегі атомы болды, яғни теңдеудің сол жақ бөлігінде оттегі формуласының алдына 3 коэффициентін қоямыз. Реакцияға дейін және одан кейін алюминий атомдарының санын теңестіре бастаймыз. Реакцияға дейін 1 атом, реакциядан соң – 4. Сәйкесінше, теңдеудің сол жақ бөлігінде алюминий формуласының алдына 4 коэффициентін қоямыз. Енді теңдеу схемасының сол жән оң бөлігінде әр химиялық элементтің атомдар саны бірдей, стрелканы теңдік белгісімен ауыстыру керек.

Қалыптастырушы бағалауға арналған тапсырма