Типы химических уравнений

Рассмотрим следующее полное уравнение: Fe(TB.) + Си804(водн.) FeSO4 (водн.) + Си(тв.)

Это уравнение описывает всю реакционную систему в целом. Однако рассматриваемую реакцию можно также представить в упрощенном виде при помощи ионного уравнения:

Fe (тв.) + Cu2 + (водн.) = Fe2 + (водн.) + Cu (тв.)

Это уравнение не включает сведений о сульфат-ионах SO2.-, которые не указаны в нем потому, что они не принимают участия в рассматриваемой реакции. Такие ионы называют ионами-наблюдателями.

Реакция между железом и медью (II) является примером окислительно-восстановительных реакций (см. гл. 10). Ее можно условно разделить на две реакции, одна из которых описывает восстановление, а другая-окисление, протекающие одновременно в общей реакции:

Восстановление Cu2+ (водн.) + 2е- = Сu(тв.)

Окисление Fe (тв.) = Fe2 + (водн.) + 2е-

Эти два уравнения называются уравнениями полуреакций. Они особенно часто используются в электрохимии для описания процессов, протекающих на электродах

Интерпретация химических уравнений

Рассмотрим следующее простое стехиометрическое уравнение: H2 (г.) + Br2 (г.) = 2HBr (г.)

Его можно интерпретировать двумя способами. Во-первых, согласно этому уравнению, один моль молекул водорода H2 реагирует с одним молем молекул брома Br2, образуя два моля молекул бромоводорода HBr. Такое истолкование химического уравнения иногда называют его молярной интерпретацией.

Однако можно истолковать данное уравнение и так, что в результирующей реакции (см. ниже) одна молекула водорода H2 реагирует с одной молекулой брома Br2, образуя две молекулы бромоводорода HBr. Подобное истолкование химического уравнения иногда называют его молекулярной интерпретацией.

И молярная, и молекулярная интерпретации одинаково правомочны. Однако было бы совершенно неправильно заключить на основании уравнения рассматриваемой реакции, что одна молекула водорода H2 сталкивается с одной молекулой брома Br2, образуя две молекулы бромоводорода НВг. Дело в том, что данная реакция, как и большинство других, осуществляется в несколько последовательных стадий. Совокупность всех этих стадий принято называть механизмом реакции (см. гл. 9). В рассматриваемом нами примере реакция включает следующие стадии:

Таким образом, рассматриваемая реакция в действительности представляет собой цепную реакцию, в которой участвуют интермедиаты (промежуточные реагенты), называемые радикалами (см. гл. 9). Механизм рассматриваемой реакции включает еще и другие стадии и побочные реакции. Таким образом, стехиометрическое уравнение указывает только результирующую реакцию. Оно не дает сведений о механизме реакции.

 

Оглавление: