- Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošanas metodes
- Skaitiet un salīdziniet
- Ķīmisko vienādojumu algebriskā balansēšana
- Balansēšanas redoksvienādojumi (jonu-elektronu metode)
- Pievienojiet elektronus
- Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošanas piemēri
- Otrais piemērs
- Trešais piemērs
- Atsauces
Par balansēšana ķīmijas vienādojumus nozīmē, ka visi elementi vienādojumā ir tāda pati atomu skaitu katrā pusē. Lai to panāktu, ir jāizmanto balansēšanas metodes, lai katrai reakcijā esošajai sugai piešķirtu atbilstošus stehiometriskos koeficientus.
Ķīmiskais vienādojums ir simbolu attēlojums, kas notiek ķīmiskās reakcijas laikā starp divām vai vairākām vielām. Reaģenti mijiedarbojas viens ar otru, un atkarībā no reakcijas apstākļiem kā produktu tiks iegūts viens vai vairāki dažādi savienojumi.
Raksturojot ķīmisko vienādojumu, jāņem vērā sekojošais: pirmkārt, reaģenti tiek rakstīti vienādojuma kreisajā pusē, kam seko vienvirziena bultiņa vai divas pretējas horizontālas bultiņas, atkarībā no veiktās reakcijas veida. apmetnis.
Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošanas metodes
Tas ir balstīts uz reakcijas stehiometriju un mēģina izmēģināt dažādus koeficientus, lai līdzsvarotu vienādojumu, ar nosacījumu, ka tiek izvēlēti mazākie iespējamie veseli skaitļi, ar kuriem abās pusēs iegūst vienādu katra elementa atomu skaitu. reakcijas.
Reaģenta vai produkta koeficients ir skaitlis, kas ir pirms tā formulas, un tas ir vienīgais skaitlis, ko var mainīt, līdzsvarojot vienādojumu, jo, ja tiek mainīti formulu abonenti, mainīsies savienojuma identitāte. jautājumā.
Skaitiet un salīdziniet
Pēc katra reakcijas elementa identificēšanas un novietošanas pareizajā pusē mēs turpinām saskaitīt un salīdzināt katra vienādojumā esošā elementa atomu skaitu un noteikt tos, kuriem jābūt līdzsvarotiem.
Pēc tam tiek turpināts katra elementa balansēšana (pa vienam), ievietojot veselu skaitļu koeficientus pirms katras formulas, kas satur nesabalansētus elementus. Parasti vispirms tiek līdzsvaroti metāliskie elementi, pēc tam nemetāliskie elementi un visbeidzot skābekļa un ūdeņraža atomi.
Tādējādi katrs koeficients reizina visus iepriekšējās formulas atomus; tāpēc, kamēr viens elements līdzsvaro pārējos, tas var kļūt nelīdzsvarots, bet tas tiek koriģēts, reaģējot uz līdzsvaru.
Visbeidzot, pēdējais skaitlis apstiprina, ka viss vienādojums ir pareizi līdzsvarots, tas ir, tas, ka tas ievēro matērijas saglabāšanas likumu.
Ķīmisko vienādojumu algebriskā balansēšana
Lai izmantotu šo metodi, ir izveidota procedūra ķīmisko vienādojumu koeficientu uzskatīšanai par sistēmas nezināmajiem, kas jāatrisina.
Pirmkārt, par atsauci tiek ņemts noteikts reakcijas elements, un koeficienti tiek izvietoti kā burti (a, b, c, d …), kas apzīmē nezināmos, atbilstoši šī elementa atomiem katrā molekulā (ja suga nesatur šo elementu ievieto "0").
Pēc šī pirmā vienādojuma iegūšanas tiek noteikti vienādojumi citiem reakcijā esošajiem elementiem; būs tikpat vienādojumu, cik daudz būs minētajā reakcijā.
Visbeidzot, nezināmos nosaka ar vienu no algebriskajām redukcijas, izlīdzināšanas vai aizstāšanas metodēm un iegūst koeficientus, kuru rezultātā tiek iegūts pareizi sabalansēts vienādojums.
Balansēšanas redoksvienādojumi (jonu-elektronu metode)
Vispārējā (nesabalansētā) reakcija vispirms tiek ievietota jonu formā. Tad šo vienādojumu sadala divās pusreakcijās, oksidācijā un reducēšanā, sabalansējot katru pēc atomu skaita, to veida un lādiņiem.
Piemēram, reakcijām, kas notiek skābā vidē, molekulām pievieno H 2 O, lai līdzsvarotu skābekļa atomus, un H +, lai līdzsvarotu ūdeņraža atomus.
No otras puses, sārmainā vidē, ir vienāds skaits OH - joni tiek pievienotas abās pusēs vienādojuma katram H + jonu , un kur H + un OH - joni rodas, tie savienojas, lai veidotu H 2 O molekulas .
Pievienojiet elektronus
Pēc tam, kad viela ir līdzsvarota katrā pusreakcijā, lādiņu līdzsvarošanai jāpievieno tik daudz elektronu, cik nepieciešams.
Kad katra pusreakcija ir līdzsvarota, tās saskaita un galīgo vienādojumu līdzsvaro ar izmēģinājumu un kļūdu. Ja abās pusreakcijās ir atšķirīgs elektronu skaits, viens vai abi ir jāreizina ar koeficientu, kas ir vienāds ar šo skaitli.
Visbeidzot, jāapstiprina, ka vienādojumā ir vienāds atomu skaits un viena veida atomi, turklāt tam ir vienādi lādiņi abās globālā vienādojuma pusēs.
Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošanas piemēri
Avots: wikimedia.org. Autors: Eferts.
Šī ir līdzsvarota ķīmiskā vienādojuma animācija. Fosfora pentoksīds un ūdens tiek pārveidoti par fosforskābi.
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).
Otrais piemērs
Jums ir etāna sadegšanas reakcija (nesabalansēta).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Izmantojot izmēģinājumu un kļūdu metodi, lai to līdzsvarotu, tiek novērots, ka nevienā no elementiem nav vienāds atomu skaits abās vienādojuma pusēs. Tādējādi vispirms sāk sabalansēt oglekli, pievienojot du kā stehiometrisko koeficientu, kas tam pievienots produkta pusē.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Ogleklis ir līdzsvarots abās pusēs, tāpēc ūdeņradis tiek līdzsvarots, ūdens molekulai pievienojot trīs.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Visbeidzot, tā kā vienādojuma labajā pusē ir septiņi skābekļa atomi un tas ir pēdējais elements, kas palicis līdzsvarā, frakcionētais skaitlis 7/2 tiek novietots skābekļa molekulas priekšā (lai gan parasti priekšroka tiek dota veseliem skaitļiem).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Tad tiek pārbaudīts, vai katrā vienādojuma pusē ir vienāds oglekļa (2), ūdeņraža (6) un skābekļa (7) atomu skaits.
Trešais piemērs
Notiek dzelzs oksidēšana ar dihromātu joniem skābā vidē (nesabalansētā un jonu formā).
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Izmantojot jonu elektronu metodi tā līdzsvarošanai, to sadala divās pusreakcijās.
Oksidācija: Fe 2+ → Fe 3+
Samazināšana: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+
Tā kā dzelzs atomi jau ir līdzsvaroti (1: 1), izstrādājuma pusē tiek pievienots elektrons, lai līdzsvarotu lādiņu.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Tagad Cr atomi ir līdzsvaroti, pievienojot divus no vienādojuma labās malas. Tad, kad reakcija notiek skābā vidē, produkta pusē pievieno septiņas H 2 O molekulas, lai līdzsvarotu skābekļa atomus.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Lai līdzsvarotu H atomus, reaģenta pusei pievieno četrpadsmit H + jonus, un pēc vielas izlīdzināšanas lādiņi tiek līdzsvaroti, pievienojot sešus elektronus tai pašai pusei.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Visbeidzot tiek pievienotas abas pusreakcijas, bet, tā kā oksidācijas reakcijā ir tikai viens elektrons, tas viss jāreizina ar sešām.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
Visbeidzot, ir jānovērš elektroni abās globālā jonu vienādojuma pusēs, pārliecinoties, ka to lādiņš un matērija ir pareizi līdzsvaroti.
Atsauces
- Čans, R. (2007). Ķīmija. (9. ed.). Makgreivs.
- Heins, M., un Arēna, S. (2010). Alternatīvās koledžas ķīmijas pamati. Atkopts no books.google.co.ve
- Tuli, GD un Soni, PL (2016). Ķīmijas vai ķīmisko vienādojumu valoda. Atkopts no books.google.co.ve
- Ātra publicēšana. (2015). Ķīmijas vienādojumi un atbildes (ātro pētījumu ceļveži). Atkopts no books.google.co.ve