Как уравнивать записи со скобками и не потерять атомы?

Опорная карта

Схема модели

Только бумага и готовые данные. Не получайте газы, не нагревайте вещества, не используйте электрическое оборудование; неизвестные вещества не трогайте, не пробуйте и не нюхайте.

Ситуация и вопрос

Схема Ca(OH)₂ + HCl → CaCl₂ + H₂O содержит знакомые скобки. Но если поставить коэффициент 2 перед водой, что случится с числом H и O? Не смешивайте вещества: это задача по данным. Названия реагентов не являются приглашением брать кислоты или гидроксиды дома.

Новые слова без пропусков

Сначала раскрытие скобок даёт состав одной формульной единицы. Затем коэффициент умножает всё целиком. Ca(OH)₂ содержит Ca=1, O=2, H=2. Группу можно временно считать как целое при уравнивании только тогда, когда она в неизменном составе встречается по обе стороны; после этого всё равно проверяют отдельные элементы.

Предскажите

Предскажите, можно ли считать OH неизменной группой, если справа дана вода H₂O. Что означает aq после HCl? В водном растворе частицы могут быть ионами: условная молекулярная запись уравнения не доказывает, что там плавают отдельные молекулы всех перечисленных солей.

Исследуйте или разберите данные

Для схемы найдите сначала Ca и Cl. Одна CaCl₂ требует двух HCl. Слева теперь H=2+2=4, O=2, поэтому справа две H₂O. Составьте строки Ca, H, O, Cl с суммами по каждой стороне. Слова «водный раствор» и s, l, g, aq не включаются в арифметику атомов.

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

Разобранный пример

Получаем Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O. С каждой стороны Ca=1, H=4, O=2, Cl=2. Мы не сохраняли группу OH как готовый блок: её H и O вошли в воду. Коэффициент 2 перед HCl относится и к H, и к Cl. Это школьная суммарная запись для данных продуктов, не описание всех частиц раствора.

Где легко ошибиться

Ошибка: умножить только последний символ в скобках; прибавить индекс к количеству вместо умножения; записать воду H₂O₂ ради баланса. Состояния веществ и условия реакции задаются отдельно. Осадок — образовавшаяся твёрдая фаза; знак s не является самостоятельным доказательством, что осадок обязательно появится при любом разбавлении.

Перенос в новый случай

Новая схема с заданными продуктами: Fe₂(SO₄)₃ + NaOH → Fe(OH)₃ + Na₂SO₄. По условию в растворе образуется осадок Fe(OH)₃. Попробуйте сначала считать неизменённые группы SO₄, затем Fe и Na, а в конце раскройте скобки и проверьте O и H. Работайте только на бумаге.

Ответ и проверка памяти

Проверка: Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄. В обеих частях Fe=2, S=3, Na=6, O=18, H=6. Уравнение не предписывает получать осадок самостоятельно. По памяти объясните, почему SO₄ здесь удобно считать группой, а OH в первом примере нельзя переносить целиком в воду без пересчёта.

Задание

1. Сколько O в Fe₂(SO₄)₃?
2. Сколько H в 6NaOH?
3. Сохраняется ли группа OH в продуктах Ca(OH)₂ + 2HCl?

Ответы

Дневник исследователя

Для каждой ошибки отметьте причину: неверно определён состав, изменён индекс, пропущен атом, не учтена граница системы или перепутаны теплота и температура. Исправьте объяснение и проверьте другой пример без подсказки.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: writing and balancing equations
• OpenStax: classifying reactions

Как уравнять реакцию, не меняя формулы веществ?

Почему масса на весах может измениться, хотя атомы сохраняются?