После ряда наблюдений я установил с исключительной точностью, что каждая селедка — рыба, но не каждая рыба — селедка. А. Некрасов, «Приключения капитана Врунгеля».
Сегодня мы обсудим два распространенных заблуждения, которые касаются химических реакций:
если в уравнении реакции удается расставить коэффициенты, то она точно протекает;
если реакцию не получается уравнять, то исходные вещества не реагируют друг с другом.
Когда речь идет об уравнениях химических реакций, необходимо понимать, что они отображают реально протекающие в природе, в лаборатории, в реакторе или где-то еще процессы. Символы в них несут определенный смысл, как буквы в словах или числа в математических операциях, поэтому их невозможно просто хаотически переставить и получить верное уравнение, отражающее осуществимое превращение.
Сравните: «осуществимый» и «сущемыйвисто» 2K + 2HCl = 2KCl + H2 и K2 + 2HCl = K2H2 + Cl2 Для химика второе уравнение выглядит так же пугающе, неверно и непонятно, как второе слово для людей, разговаривающих на русском языке.
Таким образом, верное с точки зрения баланса элементов химическое уравнение не может считаться верным по своей сути, если не отражает реальных свойств вещества.
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 – это верно, а 2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2 – неверно, хотя и уравнено.
С другой стороны, если коэффициенты не получается расставить, это далеко не всегда означает, что взятые реагенты не взаимодействуют между собой. Давайте рассмотрим несколько пар реакций и обсудим, что в них пошло не так.
CuO + H2 = Cu(OH)2
CuO + H2 = Cu + H2O
Во второй реакции все коэффициенты единичные, с балансом элементов нет никаких проблем. В первом случает коэффициенты словно «зацикливаются» – при постановке, казалось бы, финального коэффициента сбивается соотношение между уже уравненными элементами. Такое положение вещей может сигнализировать о том, что продукты указаны неверно. Реакция между водородом и оксидом меди (II) является окислительно-восстановительной, но при записи CuO + H2 = Cu(OH)2 заряд меняется только у атомов водорода, что противоречит здравому смыслу.
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O
2FeO + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
С первой реакцией все в порядке, а во второй не получается сбалансировать кислород. Это связано с тем, что при составлении формулы соли в правой части уравнения железу присвоена неверная степень окисления. При взаимодействии оксида железа с раствором серной кислоты его степень окисления не должна изменяться, а в примере (2) она выросла с +2 до +3. Не надо так!
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
CaCO3 + 2HCl = 2CaCl + H2O + CO2
Первое уравнение составлено верно, во втором «зацикливаются» коэффициенты. В этом примере ошибка допущена при составлении (если точнее, то в несоставлении) формулы хлорида кальция. При записи реакций не забывайте смотреть в таблицу растворимости и проверять индексы в каждой формуле.
Для тренировки попробуйте исправить ошибки в уравнениях (ответы будут ниже):
MnO2 + 2HCl = MnCl2 + 2H2O
2NaOH + Br2O = 2NaBr + H2O
NaOH + SO3 = NaSO3 + H2O
Fe2O3 + 4HNO3 = 2Fe(NO3)2 + 2H2O
Ba(OH)2 + HBr = BaBr + 2H2O
Учите химию, будьте бдительны и помните – чтобы реакция уравнялась, правильно запишите ее продукты.
Ответы (выделены вещества, из-за которых все пошло не так):
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2
2NaOH + Br2O = 2NaBrO + H2O
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O
Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Ba(OH)2 + 2HBr = BaBr2 + 2H2O