Актуальні питання хімічної символіки
В.О.Воробьев, методист ІМЦ, учитель хімії ГБОУ ЗОШ №77
Для успішної здачі ЄДІ з хімії учням необхідно виконати завдання всіх частин (А, В і С), представлених в КІМах. Причому, на відміну від частин А і В, де необхідно зазначити правильну відповідь або привести послідовність цифр, частина С передбачає розгорнуті відповіді на поставлені питання і перевіряється експертами.
За допомогою знаків і чисел показують ступеня окислення і заряди іонів. Причому, для позначення ступеня окислення знак ставлять перед числом, а заряду іона - після числа. Наприклад: SO 3 -2 - оксид сірки (VI), в якому атоми кисню проявляють ступінь окислення -2, а SO 3 2- - двузарядних сульфит-аніон. Як видно, послідовність символів принципово впливає на зміст наведених записів.
Для відмінності одиничних значень прийнята запис знаків і одиниці для ступенів окислення і тільки знаків для заряду іонів. Ag +1 - атом срібла, що знаходиться в ступені окислення +1, а Ag + - однозарядний катіон срібла; Cl -1 - атом хлору в ступені окислення -1, а Cl - - однозарядний аніон хлору. Спроба не слідувати цьому правилу призводить до абсурду: NO 3 -1 - неіснуюче з'єднання азоту і кисню, в якому атоми кисню проявляють ступінь окислення -1, тоді як NO 3 - - цілком коректна формула нітрат аниона. Крім того, символи 1 чи 1 + в хімічній писемності взагалі відсутні.
Ступінь окислювання також може бути дорівнює нулю, тому, наприклад, запис С 0 цілком однозначна - в простих речовинах або в формальдегіді ступінь окислення вуглецю дійсно дорівнює нулю. Спроба подібним чином показати відсутність заряду у електронейтральної молекули також призводить до абсурду: запис H 2 O 0 говорить про те, що в молекулі води атом кисню має ступінь окислення дорівнює нулю, що, звичайно ж, не так.
У завданнях С1 в якості окислювача нерідко зустрічається перманганат калію KMnO 4. При складанні рівняння електронного балансу запис
означає, що в перманганату калію марганець нібито знаходиться в стані семизарядного катіона, що, звичайно, не так, тоді як запис
цілком коректна, адже рівняння електронного балансу описують зміни саме ступенів окислення, а не зарядів іонів.
«Стрілка або рівність»
Згідно з канонічним визначенням, хімія - наука про речовини, їх перетворення і явищах, які супроводжують ці перетворення. Склад речовин виражають хімічні формули, перетворення речовин - хімічні рівняння, що включають формули і коефіцієнти, а явища, що супроводжують перетворення - термохимические рівняння. У зв'язку з цим, під час запису власне рівнянь між лівою і правою частиною ставлять стрілку:
Якщо ж зазначений тепловий ефект, необхідний знак рівності, так як враховані не тільки матеріальні, але й енергетичні зміни, що відбуваються в ході процесу:
Іноді учні складають схему реакції, наприклад:
Al + S Al 2 S 3.
в яку після розстановки коефіцієнтів додається символ.
2Al + 3S __ → Al 2 S 3
Такий символ не зустрічається в хімічній літературі і допускає двояке тлумачення. Додамо лише, що коефіцієнти в рівняннях повинні ставитися учнями за замовчуванням, а не за вказівкою вчителя.
«Символи над стрілкою»
При записи рівнянь багатьох реакцій необхідно вказувати наявність спеціальних умов їх проведення - нагрівання (t або Δ), тиску (р), присутності каталізатора і т.п. При цьому слід розрізняти умови протікання і умови виникнення реакції. Так, наприклад, для початку процесу горіння вугілля дійсно потрібно нагрівання, проте далі реакція протікає мимовільно, тому в присутності над стрілкою позначення нагрівання немає необхідності. Навпаки, запис
вказує на ендотермічну процесу; запис ж
СаСО 3 t → СаО + СО 2
цілком правомірна, тому що розкладання карбонату кальцію процес ендотермічний.
«Стрілки вниз і вгору».
Якщо продукт реакції випадає в осад, це часто показують спрямованої вниз стрілкою. При цьому, як правило, проблем не буває, якщо учні шукають інформацію в таблиці розчинності. Інша справа, використання стрілки, спрямованої вгору, для позначення факту виділення газоподібного продукту.
Звичка завжди ставити цей знак після формули водню Н 2 ↑ може призводити до неточностей. Наприклад, в рівнянні реакції
2СН 4 t → З 2 Н 2 + 3Н 2 ↑
газоподібний стан водню чомусь підкреслюється стрілкою, тоді як агрегатний стан ацетилену залишається загадкою. Подібні записи, звичайно ж, кажуть про формальності хімічних знань і формальному використанні хімічної символіки.
На закінчення відзначимо, що грамотне застосування хімічних символів вбереже учнів від зниження оцінки їх письмової роботи в частині С при її перевірці експертами.