Существует несколько способов записи химических реакций. С одним из них вы ознакомились в
. Приводим еще один пример:
- сера + кислород
сернистый газ
Такая запись дает мало информации; кроме того, он не указывает на химический состав реагентов и продуктов. Этого недостатка лишена другая запись, которую называют схемой химической реакции. В ней вместо названий веществ содержатся их химические формулы:

В схемах реакций над стрелками часто указывают условия, при которых происходят превращения: нагревание
, повышенное давление
, освещение
, наличие дополнительных веществ
. Если продуктов реакции является газ, то после его формулы записывают стрелку, направленную вверх
, а если образуется осадок – стрелку, направленную вниз
. В случаях, когда и продукт, и реагент – газы или нерастворимые вещества, вертикальные стрелки не ставят. Иногда под формулами реагентов и продуктов указывают их названия.
Пример схемы реакции с дополнительными обозначениями и названиями веществ:

Схема реакции дает возможность сделать важный вывод: все элементы во время реакции сохраняются.
Закон сохранения массы веществ при химической реакции
Общеизвестно, что после сжигания бумаги остается намного меньшая масса пепла. Если же сильно нагревать (прокаливать) медную пластину на воздухе, то обнаружим противоположное – масса пластины увеличится (металл покроется чёрным налетом).
Совершим оба химических превращения в закрытых сосудах. Результаты будут другими. Взвесив закрытые посудины с веществами до и после каждого эксперимента, обнаружим, что суммарная масса веществ в результате реакций не изменяется. Такую гипотезу высказал в 1748 г. российский ученый Н. В. Ломоносов, а в 1756 г. подтвердил ее, проанализировав результаты соответствующих химических экспериментов. Не зная об открытиях Ломоносова, к аналогичному выводу пришел в 1789 г. французский ученый А.-Л. Лавуазье.
Ломоносов и Лавуазье открыли закон сохранения массы вещества при химической реакции. Его формулируют так:
- масса веществ, которые вступили в химическую реакцию, равны массе веществ, которые образовались в результате реакции.
Объясним, почему массы пепла и прокаленной меди отличаются от масс бумаги и меди до её нагревания.
В процессе горения веществ, из которых состоит бумага, участвует кислород воздуха (рис. 1, а). Во время реакции, кроме твердых веществ пепла, образуются углекислый газ и вода (в виде пара). Эти два вещества попадают в воздух и рассеиваются.

Рис. 1. Реакции веществ бумаги (а) и меди (б) с кислородом
Поскольку их суммарная масса превышает массу кислорода, то масса пепла всегда будет меньше массы бумаги.
При нагревании меди кислород воздуха “соединяется” с ней (рис. 1, б). Металл постепенно превращается в вещество чёрного цвета (его химическая формула –
, а название – оксид меди (II)). Поэтому масса продукта реакции оказывается больше, чем масса меди.
Химическое уравнение
Общая масса веществ при химической реакции не меняется в результате того, что атомы химических элементов не образуются и не исчезают. Количество атомов каждого элемента до реакции равно количеству его атомов после реакции. На это указывают схемы реакций, приведенные в начале лекции. Заменим в них стрелки между левыми и правыми частями на знаки равенства:

Такие записи называют химическими уравнениями.
Химическое уравнение – это запись химической реакции при помощи формул реагентов и продуктов, которая отвечает закону сохранения массы веществ.
Схемы многих реакций не согласуются с законом Ломоносова-Лавуазье.
Это, например, касается схемы реакции образования воды из водорода и кислорода:

В обеих частях схемы содержится одинаковое количество атомов Водорода, но разное количество атомов Кислорода.
Превратим эту схему в химическое уравнение. Для того, чтобы в правой части было два атома Кислорода, поставим перед формулой воды коэффициент 2:

Теперь атомов Водорода в правой части стало четыре. Чтобы такое же количество атомов Водорода было и в левой части, запишем перед формулой водорода коэффициент 2. Получаем химическое уравнение:

Итак, чтобы превратить схему реакции в химическое уравнение, нужно сопоставить количества каждого элемента в левой и правой частях схемы, подобрать (при необходимости) коэффициенты для каждого вещества, записать их перед химическими формулами и заменить стрелку на знак равенства.
Возможно, кто-то из вас составит такое уравнение:
В нём левая и правая части содержат одинаковые количества атомов каждого элемента, но все коэффициенты можно уменьшить, поделив на 2. Это и нужно сделать.
Задача №1
Превратить схему реакции
в химическое уравнение.
Решение
В левой части схемы реакции содержится один атом Алюминия, а в правой – два. Запишем перед формулой металла коэффициент 2:

Атомов Серы справа от стрелки в три раза больше, чем слева. Добавим в левую часть схемы перед формулой соединения Серы коэффициент 3:

Теперь в левой части количество атомов Водорода увеличилось до шести
, а в правой части таких атомов только два. Чтобы и справа их было шесть, запишем перед формулой водорода коэффициент 3:

Сопоставим количество атомов Кислорода в обеих частях схемы. Они одинаковые:
. Заменяем стрелку на знак равенства и получаем химическое уравнение:

Выводы:
- Химические реакции записывают с помощью схем реакций и химических уравнений.
- Схема реакции содержит формулы реагентов и продуктов, а химическое уравнение зачастую – еще и коэффициенты.
- Химическое уравнение согласуется с законом сохранения массы веществ Ломоносова-Лавуазье: масса веществ, которые вступили в химическую реакцию, равно массе веществ, которые образовались в результате реакции.
- Атомы химических элементов при химических реакциях не возникают и не исчезают.
