- Pakāpieni
- Uzrakstiet nesabalansēto vienādojumu
- Pārskatiet stehiometriskos koeficientus un indeksus
- Vispirms līdzsvaro atomus mazākajā proporcijā
- Līdzsvars ar skābekļa atomiem
- Visbeidzot līdzsvaro ūdeņraža atomus
- Piemēri
- Vingrinājumi
- 1. vingrinājums
- 2. vingrinājumi
- 3. vingrinājums
- 4. vingrinājums
- Atsauces
Izmēģinājumu un kļūdu balansēšana sastāv no izmēģinājumu un kļūdu metodi, kas cenšas, lai nodrošinātu to, ka saglabāšana matērijas ir izpildīts ar ķīmisko vienādojumu noteiktā reakcijas; tas ir, lai izlīdzinātu reaģentu un produktu atomu skaitu. Tādējādi tie neizzudīs un neradīs atomus no gaisa.
Atkarībā no steigas tā parasti ir izklaidējoša darbība, kas pastiprina izpratni par stehiometriskajiem koeficientiem un indeksiem. Lai arī tas varbūt nešķiet, izmēģinājumi un kļūdas ir saistīti ar daudzu jēdzienu apgūšanu, kurus gandrīz neapzināti piemēro tiem, kas ķeras pie ķīmijas.
Ķīmiskā vienādojuma līdzsvarošana, izmantojot izmēģinājumu un kļūdu, ir tas pats, kas mēģināt izlīdzināt virves gaisu. Attēlu veidojis michael maggiore no Pixabay
Tādējādi līdzsvarošana atgādina centienus, kas tiktu veikti, lai izlīdzinātu spīli (vai pagrieziena vilcienu) tā, ka neviens no galiem nekrīt uz vienu pusi, kamēr otrs paceļas. To lieliski parāda arī mērogs.
Kā jums ir pieredze, šo līdzsvarošanu var veikt pat garīgi, ja vien ķīmiskais vienādojums nav pārāk sarežģīts. Slikts šūpoles pilnībā sabojā reakcijas interpretāciju, tāpēc ir svarīgi to darīt mierīgi, lai izvairītos no ēšanas kļūdām.
Pakāpieni
Uzrakstiet nesabalansēto vienādojumu
Neatkarīgi no tā, kāds balansēšana ir nepieciešama, jums vienmēr jāsāk ar nesabalansēto vienādojumu. Tāpat ir svarīgi tikt skaidrībā ar tā elementiem. Pieņemiet šādu ķīmisko vienādojumu:
A + B → 3C + D
Kur A, B, C un D sugas ir molekulāras. Šo vienādojumu nevar līdzsvarot, jo tas neko nesaka par tā atomiem. Atomi ir līdzsvaroti, nevis molekulas.
Gan A, B, gan D stehiometriskais koeficients ir 1, bet C ir 3. Tas nozīmē, ka 1 A molekula vai mols reaģē ar vienu B molekulu vai molu, iegūstot 3 C molekulas vai molus, un vienu molekulu vai D. molu. Kad mēs parādām atomus, mēs ieviešam stehiometriskos apakšrakstus.
Pārskatiet stehiometriskos koeficientus un indeksus
Tagad pieņemsim, ka ir šāds vienādojums:
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Stehiometriski abonenti mums norāda, cik daudz katra elementa atomu veido molekulu, un tie tiek atpazīti, jo tie ir mazākie skaitļi atoma labajā pusē. Piemēram, CH 4 ir viens oglekļa atoms (kaut gan 1 kas nav norādīts) un četri ūdeņraža atomi.
Vispirms līdzsvaro atomus mazākajā proporcijā
Saskaņā ar iepriekš minēto nesabalansēto vienādojumu ogleklis ir mazsvarīgais atoms: tas ir viena reaģenta (CH 4 ) un viena produkta (CO 2 ) daļa. Ja paskatās uz to, tad reaģentu un produktu pusē ir C atoms.
Līdzsvars ar skābekļa atomiem
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
2 O 3 O
Mēs nevaram mainīt abonentus, bet tikai stehiometriskos koeficientus, lai līdzsvarotu vienādojumu. Labajā pusē ir vairāk skābekļa, tāpēc mēs cenšamies pievienot koeficientu O 2 :
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + H 2 O
4 vai 3
Mēs nevēlamies ietekmēt CO 2 koeficientu, jo tas nesabalansētu C atomus. Pēc tam mainīsim H 2 O koeficientu :
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4 vai 4
Visbeidzot līdzsvaro ūdeņraža atomus
Kad skābekļa atomi ir līdzsvaroti, mēs beidzot sabalansējam ūdeņraža atomus. Vairākas reizes tās pašas ir līdzsvarotas beigās.
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
Tātad vienādojumu līdzsvaro izmēģinājumi un kļūdas. Šo darbību secība ne vienmēr tiek izpildīta.
Piemēri
Sabalansēti vienādojumi ir parādīti zemāk, lai pārbaudītu, vai tā atomu skaits ir vienāds ar abām bultiņas pusēm:
SO 2 + 2H 2 → S + 2H 2 O
P 4 + 6F 2 → 4PF 3
2HCl → H 2 + Cl 2
C + O 2 → CO 2
Vingrinājumi
Daži ierosinātie vingrinājumi tiks atrisināti zemāk. Dažos no tiem būs redzams, ka dažreiz ir ērti pārtraukt soļu secību un līdzsvarot mazākuma atomu.
1. vingrinājums
Līdzsvarojiet, izmantojot izmēģinājumu un kļūdu, ar šādu ķīmisko vienādojumu:
SO 3 → SO 2 + O 2
1S 1S
3 vai 4
Ir svarīgi uzsvērt, ka koeficienti reizina indeksus, lai iegūtu kopējo elementa atomu skaitu. Piemēram, 6N 2 dod mums kopā 12 N atomus.
Sērs sākumā jau ir līdzsvarots, tāpēc mēs turpinām ar skābekli:
3 O 4 O
Mēs esam spiesti mainīt koeficientu uz SO 3, lai līdzsvarotu skābekli kreisajā pusē:
2SO 3 → SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
Tagad mēs esam ieinteresēti sēra atomu līdzsvarošanā vispirms pirms skābekļa atomiem:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2
2S 2S
6 VAI 6O
Ņemiet vērā, ka skābekļa atomi galu galā bija līdzsvaroti.
2. vingrinājumi
Līdzsvarojiet, izmantojot izmēģinājumu un kļūdu, ar šādu ķīmisko vienādojumu:
CH 4 + H 2 O → CO + H 2
Oglekļi un skābeklis jau ir līdzsvaroti, nevis ūdeņradis:
6H 2H
Viss, kas mums jādara, ir jāmaina H 2 koeficients, lai labajā pusē būtu vairāk ūdeņraža:
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2
6H 6H
Un vienādojums ir pilnīgi līdzsvarots.
3. vingrinājums
Līdzsvarojiet, izmantojot izmēģinājumu un kļūdu, ar šādu ķīmisko vienādojumu:
C 2 H 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Mēs atkal sākam līdzsvarot oglekli:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
2C 2C
2O 5O
4H 2H
Ņemiet vērā, ka šoreiz ir vieglāk līdzsvarot ūdeņradi nekā skābekli:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
2O 6O
Tagad mēs modificējam O 2 koeficientu, lai līdzsvarotu skābekli:
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
6O 6O
Un vienādojums jau ir līdzsvarots.
4. vingrinājums
Visbeidzot, izaicinošs vienādojums tiks līdzsvarots ar izmēģinājumu un kļūdu:
N 2 + H 2 O → NH 3 + NO
Slāpeklis un skābeklis jau ir līdzsvaroti, bet ne ūdeņradis:
2H 3H
Mēģināsim mainīt H 2 O un NH 3 koeficientu :
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + NO
6H 6H
3O O
2N 3N
Pēc izmēģinājuma un kļūdas mēs mainām NO koeficientu:
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
6H 6H
3O 3O
2N 5N
Un tagad slāpeklis ir nesabalansēts. Šeit ir ērti veikt pēkšņas izmaiņas: četrkāršot koeficientu N 2 :
5N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
10 N 5N
6H 6H
3O 3O
Tādējādi mums atliek spēlēties ar NH 3 un NO koeficientiem tādā veidā, lai tie pievienotu 10 slāpekli un vienlaikus līdzsvarotu skābekļa un ūdeņraža atomus. Izmēģināsim šo rezultātu:
5N 2 + 3H 2 O → 5NH 3 + 5NO
10 N 10 N
6H 15H
3O 5O
Tomēr ūdeņradis izskatās ļoti nesabalansēts. Tāpēc mainīsim koeficientus vēlreiz:
5N 2 + 3H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
6H 12H
3O 6O
Ņemiet vērā, ka tagad kreisajā pusē divreiz ir skābeklis un ūdeņradis. Šajā brīdī, tas ir pietiekami, lai divreiz koeficientu H 2 O:
5N 2 + 6H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
12H 12H
6O 6O
Un vienādojums beidzot ir līdzsvarots.
Atsauces
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- Organiskā ķīmija. (sf). Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošana ar izmēģinājumu un kļūdu - atrisināti vingrinājumi. Atgūts no: quimica-organica.com
- Nisa Garsija. (2020). Sabalansēts ķīmiskais vienādojums: definīcija un piemēri. Pētījums. Atgūts no: study.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. gada 21. oktobris). Kā līdzsvarot ķīmiskos vienādojumus. Atgūts no: domaco.com
- Studiju ceļvedis. (2019. gada 11. maijs). Ķīmisko reakciju izmēģinājumu līdzsvarošana. Atrisinātie vingrinājumi. Atgūts no: quimicaencasa.com
- Kolorādo Universitātes Bouldera universitāte. (2019. gads). Ķīmisko vienādojumu līdzsvarošana. Atgūts no: phet.colorado.edu