Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

§ 1.7. Химические символы, формулы и уравнение

Элементы принято обозначать химическими символами (знаками). Символ элемента состоит из первой буквы или с первой и одной из следующих букв латинского названия элемента; первая буква всегда большая, вторая - маленькая. Например, латинское название водорода Hydrogenium, обозначение - Н, кислорода - Oxygenium - О, алюминия - Aluminium - Аl, железа - Ferrum - Fe, цинк - Zincum - Zn и т.д.

Сложные вещества изображают с помощью химических формул. Например, формула H₂SO₄ показывает, что это сульфатная кислота; 1 моль ее образован из 2 моль атомов водорода, 1 моль атомов серы и 4 моль атомов кислорода.

Формулами сказываются также молекулы простых веществ, если известно, из скольких атомов состоит молекула. Например, Н₂, О₂, F₂. Однако если простое вещество имеет атомную или металлическую структуру или атомный состав молекулы неизвестен, то его изображают химическим символом элемента. Например, Не, Аl, С. Химическую формулу вещества можно установить по результатам анализа ее состава (см. § 1.12). Химические уравнения записывают с помощью химических формул и символов. Они служат для изображения химических реакций и отражают закон сохранения массы вещества. В каждом уравнении есть две части, соединенные знаком равенства. В левой части записывают формулы веществ, вступающих в реакцию, в правой - формулы веществ, образуются в результате реакции. Число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым.

Складываем, например, уравнение реакции взаимодействия хлорида железа(III) с гидроксидом натрия. Сначала запишем схему этой реакции, то есть формулы исходных и конечных веществ реакции, обозначив стрелкой направление:

FeCl₃ + NaOH -> Fe(OH)₃ + NaCl.

Чтобы уравнять число атомов железа, натрия, хлора, кислорода и водорода в левой и правой частях уравнения, следует перед формулами NaCl и NaOH поставить коэффициенты 3:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl.

В этом уравнении число атомов каждого элемента в левой части равно числу таких же атомов в правой части. Это означает, что уравнение удовлетворяет закон сохранения массы вещества (см. § 1.9), следовательно, оно написано правильно. Коэффициенты перед формулами веществ в уравнениях химических реакций называются стехиометрическими коэффициентами.

Стехиометрии - раздел химии, в котором рассматриваются массовые и объемные отношения между веществами, что реагируют. Стехиометрические количества - количества веществ, которые соответствуют уравнению реакции или формуле. Стехиометрические расчеты - это расчеты по химическим формулами и уравнениями, а также вывод формул веществ и уравнений реакций.

Коэффициенты в обеих частях химического уравнения можно увеличивать или уменьшать в одинаковое число раз. Так, если сравнивать коэффициенты, исходя из одного моля гидроксида натрия, то уравнение будет иметь вид:

В этом случае оно также будет правильным, поскольку соблюдается закон сохранения массы вещества. Коэффициент ¹ обычно опускают.

¹ В некоторых учебных пособиях по химии (особенно органической химии) в уравнениях реакций вместо знака равенства пользуются стрелке.

Следовательно, подбор коэффициентов в химическом уравнении осуществляется путем простых рассуждений после того, как записана схема реакции. Во время подбора коэффициентов для уравнений окисновідновних реакций удобно пользоваться другими методами (см. § 7.3).

По химическим формулам и уравнениям выполняют различные количественные расчеты в промышленном и сельскохозяйственном производствах, а также в лабораторной практике (см. § 1.12).