Глава 7. Резюме (Summary)

7.1 Запись и уравнивание химических уравнений

Химические уравнения — это символьная запись химических и физических превращений. Формулы веществ, претерпевающих превращение (исходных веществ), и веществ, образующихся в результате превращения (продуктов), разделяются стрелкой и снабжаются целочисленными коэффициентами, указывающими относительные количества частиц. Уравненными называют уравнения, коэффициенты в которых обеспечивают одинаковое число атомов каждого элемента в исходных веществах и продуктах. Химические реакции в водных растворах, в которых участвуют ионные исходные вещества или продукты, удобнее представлять полными ионными уравнениями, а в наиболее сжатой форме — краткими ионными уравнениями.

7.2 Классификация химических реакций

Химические реакции классифицируют по сходным закономерностям их протекания. Большое число важных реакций объединяют в три класса: реакции осаждения, кислотно-основные реакции и окислительно-восстановительные (редокс-) реакции. Реакции осаждения связаны с образованием одного или нескольких нерастворимых продуктов. Кислотно-основные реакции связаны с переносом ионов водорода между исходными веществами. Редокс-реакции связаны с изменением степени окисления одного или нескольких элементов исходных веществ. Запись уравнённых уравнений для некоторых редокс-реакций, протекающих в водных растворах, упрощается применением систематического подхода, называемого методом полуреакций.

7.3 Стехиометрия реакций

Уравненное химическое уравнение позволяет описать стехиометрию реакции (соотношения между количествами исходных веществ и продуктов). По коэффициентам уравнения получают стехиометрические множители, которые затем используют в расчётах, связывающих массы исходных веществ и продуктов, их молярные количества и другие количественные характеристики.

7.4 Выход реакции

Если реакцию проводят с количествами исходных веществ, меньшими стехиометрических, количество образующегося продукта определяется лимитирующим (ограничивающим) исходным веществом. Количество продукта, фактически образующееся в химической реакции, называется её практическим выходом. Эта величина часто оказывается меньше количества продукта, предсказываемого стехиометрией уравнённого химического уравнения реакции (теоретического выхода). Степень, в которой реакция даёт теоретическое количество продукта, выражают в виде процентного выхода.

7.5 Количественный химический анализ

Стехиометрия химических реакций может служить основой методов количественного химического анализа. При титровании измеряют объём раствора титранта, необходимый для полного взаимодействия с раствором пробы. По этому объёму с использованием стехиометрии реакции титрования рассчитывают концентрацию аналита в пробе. Гравиметрический анализ предполагает выделение аналита из пробы физическим или химическим путём, определение его массы и последующий расчёт его концентрации в пробе по стехиометрии соответствующего процесса. Анализ сжиганием — гравиметрический метод определения элементного состава соединения путём сбора и взвешивания газообразных продуктов его сгорания.