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: