Представим себе ситуацию, когда не происходит никаких химических реакций. Земной шар, вода, дома и т. д. продолжают существовать, но вся наша жизнь остановилась. Наше тело больше не функционирует, мы не дышим, не передвигаемся, не усваиваем еду. В комнатах не горит свет, на плите не готовится еда, и нет Интернета. Стоит весь транспорт – не работают бензиновые, газовые, дизельные двигатели, не дают энергию аккумуляторы машин. Растения не растут и не гниют.
Физические превращения
Очень важно понимать различия между физическими и химическими превращениями.
В ходе физического превращения изменяется агрегатное состояние вещества. Например лёд, вода и водяной пар – это агрегатные состояния вещества воды. Таяние льда и кипение воды – это физические процессы, так как вещество остаётся неизменным.
В ходе физического превращения вещество не разлагается, а переходит из одного агрегатного состояния в другое или меняет форму.
Химические превращения
В ходе химического превращения, или химической реакции образуются новые вещества. Ржавление железа – это хороший пример химической реакции. Серебристый цвет железа пропадает и металл превращается в легко рассыпающееся вещество рыжего цвета. Как и у процесса ржавления, так и у других процессов есть ряд признаков, по которым можно определить, что имеет место химическая реакция.
Химическая реакция – процесс, в ходе которого одни вещества превращаются в другие.
В ходе превращения вещество не разлагается, а переходит из одного агрегатного состояния в другое или меняет форму. Например, железа является физическим превращением. Напротив, химическое превращение, или химическая реакция – это процесс, в ходе которого вещество в другое вещество. Например, химическая реакция происходит, когда бензин
- физическое превращение.
- химическое превращение.
Признаки химических реакций
Для химических реакций всегда характерны некоторые признаки, такие как выделение тепла, свечение, образование осадка, выделение запахов или газообразных веществ, изменение цвета. Эти признаки могут быть не всегда заметны, например, в ходе химической реакции выделяется мало тепла и человек не может его почувствовать.
- изменение формы
- изменение цвета
- появление запаха
- выделение тепла
- изменение агрегатного состояния
- выделение газа
Подумай!
- На основе чего мы можем утверждать, что горение – это химическая реакция?
- Назови три химических реакции, с которыми ты сталкиваешься в течение дня.
Уравнение химической реакции
Химическую реакцию можно в целом представить в виде уравнения. В уравнении химической реакции вещества, которые реагируют, называются исходными веществами, а образующиеся – продуктами. Стрелкой обозначается процесс превращения веществ. В левой части уравнения записываются исходные вещества, в правой части – продукты реакции. В некоторых случаях над стрелкой подписывают условия протекания реакции.
Элементы в составе вещества записываются с помощью символов химических элементов, число атомов одного элемента в веществе обозначается индексом. Коэффициент в уравнении реакции показывает, сколько частиц вещества участвует в реакции.
В уравнение химической реакции добавляются символы, обозначающие агрегатное состояние исходных веществ и продуктов реакции. Для этого используются буквы или стрелки, но не то и другое вместе. Например, если в ходе реакции выделяется газообразный кислород, то это можно обозначить заключённой в скобки буквой (г) или направленной вверх стрелкой ↑.
Символы химических реакций
Символ | Значение |
(т) | Твёрдое вещество |
(г) | Газообразное вещество |
(ж) | Жидкое вещество |
(р) | Растворённое вещество |
→ | Вещество превращается |
↑ | Вещество выделяется в виде газа |
↓ | Вещество выделяется в твёрдом виде (в виде осадка) |
В уравнении химической реакции вступающие в реакцию вещества называются веществами, а образующиеся вещества – реакции. показывает, сколько частиц вещества участвует в реакции. Число атомов одного элемента в веществе обозначается . В некоторых случаях над подписывают условия прохождения реакции.
Пояснение
Необходимо правильно указывать индексы и коэффициенты в химических уравнениях. Если ошибиться с индексом, то «получится» другое вещество. Например, символом О обозначается атомарный кислород, О2 – обозначение необходимого для дыхания кислорода, О3 – обозначение озона, в больших количествах являющегося опасным для живых организмов. Если ошибиться с коэффициентом, окажется, что вещество и атомы, из которых оно состоит, как будто бы пропали или наоборот, образовались из ничего. Лавуазье уже доказал, что вещество не может образоваться из пустоты и исчезнуть в никуда (см. главу 1.1).
Подумай!
- Почему при составлении химического уравнения очень важна правильная расстановка индексов?
Примеры уравнений реакции
Напишем реакцию идущего в растениях фотосинтеза. Фотосинтез – это химическая реакция, исходными веществами в которой выступают углекислый газ и вода, а продуктами – столь необходимые для жизнедеятельности глюкоза и кислород. Одним из необходимых условий прохождения реакции фотосинтеза является наличие солнечной энергии.
Уравнение химической реакции для процесса разрушения озонового слоя под действием УФ-излучения.
Две частицы натрия реагируют с двумя частицами воды. В результате этой реакции образуются следующие продукты:
1) две частицы гидроксида натрия, содержащие один атом натрия, один атом кислорода и один атом водорода;
2) одна молекула водорода, состоящая из двух атомов водорода. Вещество выделяется в виде газа.
- Na₂ + 2H₂O → Na₂OH + H₂ ↓
- 2Na + 2H₂O → NaOH + 2H ↑
- 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ ↑
- Na₂ + 2H₂O → 2NaOH + 2H ↓
Дополнительный материал
Экзо- и эндотермические химические реакции
Химическая реакция происходит самопроизвольно в том случае, если является энергетически выгодной, т. е. продукты более химически стабильны, чем исходные вещества. Такая реакция называется экзотермической (греч. exo - наружу). В ходе процесса выделяется энергия, потому что исходные вещества имеют бóльшую энергию, чем продукты реакции.
Как в природе (фотосинтез), так и в лаборатории, и на производстве (изготовление многих пластмасс) происходят реакции, в ходе которых из исходных веществ образуются менее стабильные продукты. Эти реакции происходят благодаря дополнительной энергии, т. е. исходным веществам сообщается тепловая, световая или электрическая энергия. Такие реакции называются эндотермическими (греч. endon — внутри).
Я знаю, что ...
- В ходе физического превращения вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое или изменяется его форма, но само вещество остаётся неизменным.
- Химической реакцией называется процесс, в ходе которого одни вещества превращаются в другие.
- Уравнение реакции показывает участвующие в реакции вещества, их состав и число частиц вещества.
- Исходными веществами называются те вещества, из которых в ходе реакции образуются новые вещества.
- Продуктами реакции называются вещества, образовавшиеся в ходе реакции из исходных веществ.
- Индекс показывает количество атомов одного элемента в частице данного вещества.
- Коэффициент показывает количество частиц вещества, участвующих в химической реакции.
