Практическая работа 1. Химические реакции ,соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции; изменение степени окисления атомов выделение или поглощение теплоты, катализатора, наличие границы раздела фаз кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции, изменение степени окисления атомов, выделение или поглощение теплоты, направление протекания реакции, участие катализатора, наличие границы раздела фаз , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Неорганическая химия.

Реактивы: цинк, железо, медь и уголь; кислоты серная и хлороводородная; гидроксиды натрия и кальция; соли калия — хлорид, сульфат и карбонат; соли меди(II) — сульфат и хлорид; фенолфталеин.

Проведите химические реакции согласно заданиям 1–4, составьте уравнения реакций и охарактеризуйте каждую из них по признакам:

• 1) соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции ;
• 2) изменение степени окисления атомов ;
• 3) выделение или поглощение теплоты ;
• 4) направление протекания реакции ;
• 5) участие катализатора ;
• 6) наличие границы раздела фаз (см. § 18).

В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты. Укажите окислители и восстановители.

Задание 1. Раскалите в пламени спиртовки уголек, воспользовавшись пинцетом. Положите уголек в фарфоровую чашку. Через некоторое время поднесите к нему ладонь, ощутите выделение теплоты. Отметьте признаки реакции.

Задание 2. Раствор щелочи с 1–2 каплями индикатора нейтрализуйте кислотой.

Задание 3. Проведите реакцию соли меди(II) с имеющимся металлом.

Задание 4. Проведите любые две реакции между имеющимися у вас сложными веществами.

Задание 1. Раскалите в пламени спиртовки уголек, воспользовавшись пинцетом. Положите уголек в фарфоровую чашку. Через некоторое время поднесите к нему ладонь, ощутите выделение теплоты. Отметьте признаки реакции.

Задание 1. Нагревание уголека (углерода) на воздухе

Наблюдения

• уголек раскаляется и тлеет
• выделяется тепло (ощущается рукой)
• может наблюдаться слабое свечение
• образуется газ (углекислый газ, без запаха)

Уравнение реакции

$$\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q}$$

(Q — выделение теплоты)

Характеристика реакции по признакам

1. Соотношение числа и состава веществ

• из двух веществ образуется одно
• это реакция соединения

2. Изменение степеней окисления

• C⁰ → C⁴⁺ (в CO₂) — углерод окисляется
• O₂⁰ → O²⁻ — кислород восстанавливается
  реакция окислительно-восстановительная

Окислитель: O₂
Восстановитель: C

3. Тепловой эффект

• выделяется тепло
  реакция экзотермическая

4. Направление протекания

• реакция практически необратимая (идет до конца при доступе кислорода)

5. Катализатор

• катализатор не участвует

6. Граница раздела фаз

• углерод — твердое вещество
• кислород — газ
  реакция гетерогенная (есть граница фаз)

Итог

Это реакция соединения, окислительно-восстановительная, экзотермическая, необратимaя, гетерогенная, без катализатора.

Задание 2. Раствор щелочи с 1–2 каплями индикатора нейтрализуйте кислотой.

К раствору щелочи (например, NaOH) добавляют 1–2 капли индикатора (фенолфталеин), затем приливают кислоту (например, HCl) до изменения окраски.

Уравнение реакции

Молекулярное:

$$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$$

Полное ионное:

$$Na^+ + OH^- + H^+ + Cl^- \rightarrow Na^+ + Cl^- + H_2O$$

Сокращенное ионное:

$$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$$

Характеристика реакции

1) Соотношение веществ

• Два вещества → два продукта
  реакция обмена (двойного замещения)

2) Степени окисления

• Na: +1 → +1
• Cl: −1 → −1
• H: +1 → +1
• O: −2 → −2

не изменяются → не ОВР

3) Тепловой эффект

Реакция сопровождается выделением тепла
(экзотермическая)

4) Направление реакции

Реакция идет до конца, так как образуется слабый электролит — вода

5) Катализатор

не требуется

6) Граница раздела фаз

Все вещества в растворе
гомогенная реакция

Наблюдения (индикатор)

• Фенолфталеин:
  • в щелочи → малиновый
  • после добавления кислоты → обесцвечивается

признак нейтрализации

Вывод

Это типичная реакция нейтрализации:

• обменная
• не ОВР
• экзотермическая
• необратимая
• протекает в растворе

Задание 3. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Проведите реакцию соли меди(II) с имеющимся металлом.

Для соли меди(II) можно взять любой более активный металл из набора: цинк или железо (медь не реагирует, уголь — только при нагревании).
Ниже — пример с цинком (самый наглядный опыт)

Реакция соли меди(II) с цинком

(например, раствор сульфата меди(II))

Уравнение реакции:

$$\mathrm{Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu}$$

Электронный баланс (ОВР)

• Zn⁰ − 2e⁻ → Zn²⁺ (окисление)
• Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰ (восстановление)

Окислитель: Cu²⁺ (ион меди)
Восстановитель: Zn (цинк)

Характеристика реакции по признакам

1) Соотношение числа и состава веществ

• Реакция замещения
• Один металл вытесняет другой из соли

2) Изменение степеней окисления

• Zn: 0 → +2 (окисляется)
• Cu: +2 → 0 (восстанавливается)
  Это окислительно-восстановительная реакция

3) Тепловой эффект

• Реакция экзотермическая (выделяется теплота)

4) Направление протекания

• Реакция необратимая, идет до конца
• Причина: более активный металл вытесняет менее активный

5) Участие катализатора

• Катализатор не требуется

6) Наличие границы раздела фаз

• Реакция гетерогенная
• Граница:
  • твердый Zn
  • раствор CuSO₄

Наблюдения в опыте

• Голубой раствор постепенно обесцвечивается
• На цинке появляется красный налет меди
• Цинк постепенно растворяется

Если взять железо

$$\mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}$$

Характеристика аналогичная, только:

• Fe — восстановитель
• раствор становится зеленым (FeSO₄)

Задание 4. Проведите любые две реакции между имеющимися у вас сложными веществами.

Нужно выбрать две реакции между сложными веществами (кислоты, щелочи, соли) и охарактеризовать их. Вот готовый пример оформления.

Реакция 1 Между кислотой и щелочью (реакция нейтрализации)

Уравнение:

$$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$$

Характеристика реакции

1. Соотношение числа и состава веществ
   Реакция обмена (двойного замещения). Образуется соль и вода.
2. Изменение степеней окисления
   Степени окисления не меняются → не ОВР.
3. Тепловой эффект
   Реакция экзотермическая (выделяется тепло)
4. Направление реакции
   Идет до конца, т.к. образуется слабый электролит — вода.
5. Катализатор
   Катализатор не требуется.
6. Граница раздела фаз
   Все вещества в растворе → реакция гомогенная.

Реакция 2 Между солью и щелочью (образование осадка)

Уравнение:

$$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$$

(выпадает голубой осадок гидроксида меди(II))

Характеристика реакции

1. Соотношение числа и состава веществ
   Реакция обмена (двойного замещения), образуется осадок.
2. Изменение степеней окисления
   Cu²⁺ → Cu²⁺ (не меняется)
   ОВР отсутствует.
3. Тепловой эффект
   Слабый тепловой эффект, практически без заметного выделения тепла.
4. Направление реакции
   Идет до конца, так как образуется нерастворимое вещество — осадок.
5. Катализатор
   Катализатор не требуется.
6. Граница раздела фаз
   Есть граница фаз: раствор + твердый осадок → реакция гетерогенная.

Вывод:

• Обе реакции — реакции обмена
• Не являются окислительно-восстановительными
• Первая идет из-за образования воды
• Вторая идет из-за образования осадка

Исследование, описанное в статье про соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции, изменение степени окисления атомов, выделение или поглощение теплоты, направление протекания реакции, участие катализатора, наличие границы раздела фаз и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Неорганическая химия

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про соотношение числа и состава исходных веществ и продуктов реакции