📖 Теоретичний матеріал
Що таке хімічне рівняння?
Хімічне рівняння — це символічний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул. Воно показує, які речовини вступають у реакцію (реагенти) і які утворюються (продукти):
Закон збереження маси
Маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі продуктів реакції. Тому хімічне рівняння потрібно балансувати — ставити коефіцієнти так, щоб кількість атомів кожного елемента була однаковою зліва і справа:
Ліворуч: 4 атоми H, 2 атоми O. Праворуч: 4 атоми H, 2 атоми O ✅
📘 Приклад 1: Балансування рівняння горіння метану
Незбалансоване: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
Збалансоване: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
Перевірка: C (1 = 1), H (4 = 4), O (4 = 4) ✅
Стехіометрія
Стехіометрія — розділ хімії, який займається кількісними співвідношеннями речовин у реакціях. Коефіцієнти в рівнянні показують, у якому молярному співвідношенні реагують речовини:
Це означає: 1 моль N₂ реагує з 3 моль H₂, утворюючи 2 моль NH₃
Розрахунки за хімічними рівняннями
Для розрахунків використовуємо формулу:
де: m — маса речовини (г), n — кількість речовини (моль), M — молярна маса (г/моль)
📘 Приклад 2: Розрахунок маси продукту
Скільки грамів води утвориться при згорянні 4 г водню за рівнянням:
2H₂ + O₂ → 2H₂O
1. n(H₂) = m / M = 4 / 2 = 2 моль
2. За рівнянням: n(H₂O) = n(H₂) = 2 моль
3. m(H₂O) = n · M = 2 · 18 = 36 г
Типи хімічних реакцій
1. Реакції сполучення: A + B → AB
Приклад: 2Mg + O₂ → 2MgO
2. Реакції розкладу: AB → A + B
Приклад: 2H₂O → 2H₂ + O₂
3. Реакції заміщення: A + BC → AC + B
Приклад: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
4. Реакції обміну: AB + CD → AD + CB
Приклад: NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
Практичні поради
• Завжди перевіряйте збалансованість рівняння
• Коефіцієнти ставте перед формулами, а не індекси в формулах
• Для розрахунків потрібно знати молярні маси речовин
• Використовуйте пропорції: n₁/k₁ = n₂/k₂, де k — коефіцієнти в рівнянні
Алгоритм балансування
Крок за кроком:
1. Запишіть схему реакції (реагенти → продукти)
2. Підрахуйте атоми кожного елемента зліва та справа
3. Починайте з елемента, що зустрічається в найменшій кількості сполук
4. Підберіть коефіцієнти, щоб зрівняти кількість атомів
5. Перевірте — всі елементи мають бути збалансовані
📘 Приклад 3: Складне балансування
Збалансувати: Fe₂O₃ + C → Fe + CO₂
Крок 1: Fe: 2 ліворуч, 1 праворуч → ставимо 2 перед Fe
Fe₂O₃ + C → 2Fe + CO₂
Крок 2: O: 3 ліворуч, 2 праворуч → НСК(3,2) = 6:
2Fe₂O₃ + C → 4Fe + 3CO₂ (O: 6 = 6)
Крок 3: C: 1 ліворуч, 3 праворуч → ставимо 3:
2Fe₂O₃ + 3C → 4Fe + 3CO₂
Перевірка: Fe(4=4), O(6=6), C(3=3) ✅
Окисно-відновні реакції (ОВР)
Реакції, в яких змінюються ступені окиснення атомів:
Відновлення: набуття електронів (↓ ступінь окиснення)
Окисник — приймає електрони (відновлюється)
Відновник — віддає електрони (окиснюється)
📘 Приклад 4: Метод електронного балансу
Zn + HNO₃(розб.) → Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O
Zn⁰ → Zn²⁺ + 2e⁻ (окиснення) | ×4
N⁺⁵ + 8e⁻ → N⁻³ (відновлення) | ×1
4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
Ступінь окиснення
Правила визначення:
| Прості речовини | 0 (H₂⁰, O₂⁰, Fe⁰) |
| H у сполуках | +1 (крім гідридів: NaH → H⁻¹) |
| O у сполуках | -2 (крім F₂O → O⁺², пероксидів H₂O₂ → O⁻¹) |
| F завжди | -1 |
| Метали I групи | +1 (Na, K, Li) |
| Метали II групи | +2 (Ca, Mg, Ba) |
Тепловий ефект реакції
Екзотермічні реакції (виділяють тепло) позначаються +Q, ендотермічні (поглинають) -Q:
CaCO₃ → CaO + CO₂ - 178 кДж (ендотермічна)
Розрахунки з надлишком
Якщо дано кількості обох реагентів, потрібно визначити, який в надлишку:
📘 Приклад 5: Задача з надлишком
Змішали 10 г H₂ і 32 г O₂. Скільки води утвориться?
2H₂ + O₂ → 2H₂O
n(H₂) = 10/2 = 5 моль; n(O₂) = 32/32 = 1 моль
За рівнянням: на 2 моль H₂ потрібен 1 моль O₂
На 5 моль H₂ потрібно 2.5 моль O₂, але є лише 1 моль → O₂ в нестачі
Рахуємо за O₂: n(H₂O) = 2 × n(O₂) = 2 моль
m(H₂O) = 2 × 18 = 36 г
Розрахунки з виходом реакції
m_практ = m_теор × η / 100%
📘 Приклад 6: Вихід реакції
При взаємодії 23 г Na з водою утворилось 30 г NaOH. Який вихід?
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
n(Na) = 23/23 = 1 моль → n(NaOH) = 1 моль
m_теор(NaOH) = 1 × 40 = 40 г
η = (30/40) × 100% = 75%
Типові помилки
• Змінюють індекси у формулах замість коефіцієнтів при балансуванні
• Забувають про закон збереження маси при перевірці
• Не визначають речовину в нестачі при задачах з надлишком
• Плутають молярну масу з кількістю речовини
• Забувають, що утвориться ≠ прореагує (різні коефіцієнти в рівнянні)
Про ці вправи
Цей тренажер допомагає перевірити та закріпити знання через серію задач з миттєвим зворотним зв'язком. Кожна відповідь супроводжується детальним поясненням — незалежно від того, правильна вона чи хибна.
Вправи розвивають: розрахунки за хімічними рівняннями, визначення рН, обчислення молярних концентрацій, виходу реакцій.
Як ефективно тренуватися
Виконуйте вправи регулярно, навіть по 10–15 хвилин на день. Не пропускайте пояснення — вони містять ключові ідеї, що виходять за межі конкретної задачі. Повертайтесь до складних питань через кілька днів.