- Методи за балансиране на химичните уравнения
- Пребройте и сравнете
- Алгебрично балансиране на химични уравнения
- Балансиране на редокс уравнения (метод на йон-електрон)
- Добавете електрони
- Примери за балансиране на химични уравнения
- Втори пример
- Трети пример
- Препратки
На балансиране химични уравнения означава, че всички елементи в уравнението имат същия брой атоми от всяка страна. За да се постигне това, е необходимо да се използват методи за балансиране, за да се присвоят подходящите стехиометрични коефициенти на всеки вид, присъстващ в реакцията.
Химическото уравнение представлява представянето чрез символи на това, което се случва в хода на химическа реакция между две или повече вещества. Реактивите взаимодействат помежду си и, в зависимост от реакционните условия, едно или повече различни съединения ще бъдат получени като продукт.
Когато се описва химично уравнение, трябва да се вземе предвид следното: първо, реагентите се пишат от лявата страна на уравнението, след което следва еднопосочна стрелка или две противоположни хоризонтални стрелки, в зависимост от вида на проведената реакция. нос.
Методи за балансиране на химичните уравнения
Тя се основава на стехиометрията на реакцията и се опитва да опита с различни коефициенти, за да балансира уравнението, при условие че са избрани възможно най-малките цели числа, с които се получава един и същ брой атоми на всеки елемент от двете страни. от реакцията.
Коефициентът на реагент или продукт е числото, което предхожда неговата формула и е единственото число, което може да бъде променено при балансиране на уравнение, тъй като ако промените в формулите на формулите ще бъдат променени идентичността на съединението. въпросният.
Пребройте и сравнете
След като идентифицирахме всеки елемент от реакцията и я поставихме от правилната страна, пристъпваме към преброяване и сравняване на броя на атомите на всеки елемент, присъстващ в уравнението, и определяме тези, които трябва да бъдат балансирани.
След това балансирането на всеки елемент продължава (един по един), като се поставят целочислени коефициенти пред всяка формула, съдържаща небалансирани елементи. Обикновено металните елементи са балансирани първо, след това неметалните елементи и накрая кислородните и водородните атоми.
По този начин всеки коефициент умножава всички атоми в предходната формула; така че докато един елемент балансира, другите могат да станат небалансирани, но това се коригира, тъй като реакцията балансира.
И накрая, от последно броене се потвърждава, че цялото уравнение е правилно балансирано, тоест то се подчинява на закона за опазване на материята.
Алгебрично балансиране на химични уравнения
За да се използва този метод, е създадена процедура за третиране на коефициентите на химичните уравнения като неизвестности на системата, които трябва да бъдат решени.
На първо място, специфичен елемент от реакцията се приема за еталон и коефициентите се поставят като букви (a, b, c, d…), които представляват неизвестните, според съществуващите атоми на този елемент във всяка молекула (ако вид не съдържа този елемент се поставя "0").
След получаване на това първо уравнение се определят уравненията за останалите елементи, присъстващи в реакцията; ще има толкова уравнения, колкото има елементи в споменатата реакция.
Накрая неизвестните се определят чрез един от алгебраичните методи за редукция, изравняване или заместване и се получават коефициентите, които водят до правилно балансирано уравнение.
Балансиране на редокс уравнения (метод на йон-електрон)
Общата (небалансирана) реакция се поставя на първо място в нейната форма. Тогава това уравнение се разделя на две полуреакции - окисляването и редукцията, балансирайки всяка от тях според броя на атомите, вида им и техните заряди.
Например, за реакции, които се появяват в кисела среда, се добавят молекули H 2 O да балансира кислородните атоми е добавено и Н +, за да се балансира водородните атоми.
От друга страна, в алкална среда равен брой на ОН - се добавят йони към двете страни на уравнението за всеки Н + йон, и където Н + и OH - йони възникнат, те се съединят до образуване H 2 O молекули.
Добавете електрони
След това трябва да се добавят толкова електрони, колкото е необходимо, за да се балансира зарядите, след балансиране на материята във всяка полуреакция.
След балансиране на всяка полуреакция те се прибавят заедно и крайното уравнение се балансира чрез опит и грешка. В случай на разлика в броя на електроните в двете полуреакции, един или и двата трябва да се умножат по коефициент, равен на това число.
И накрая, трябва да се потвърди, че уравнението включва един и същ брой атоми и същия тип атоми, в допълнение към това, че имат еднакви заряди от двете страни на глобалното уравнение.
Примери за балансиране на химични уравнения
Източник: wikimedia.org. Автор: Еферт.
Това е анимация на балансирано химично уравнение. Фосфорният пентоксид и вода се превръщат във фосфорна киселина.
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).
Втори пример
Имате реакция на горене на етан (небалансиран).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Използвайки метода на опита и грешките, за да го балансираме, се забелязва, че никой от елементите няма еднакъв брой атоми от двете страни на уравнението. По този начин човек започва с балансиране на въглерода, добавяйки две като стехиометричен коефициент, който го придружава от страна на продукта.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Въглеродът е балансиран от двете страни, така че водородът е балансиран чрез добавяне на три към молекулата на водата.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 О
И накрая, тъй като в дясната страна на уравнението има седем кислородни атома и това е последният елемент, оставен да балансира, фракционното число 7/2 се поставя пред молекулата на кислорода (въпреки че като цяло се предпочитат целочислени коефициенти).
C 2 H 6 + 7 / 2О 2 → 2CO 2 + 3H 2 О
Тогава се проверява, че от всяка страна на уравнението има еднакъв брой атоми въглерод (2), водород (6) и кислород (7).
Трети пример
Настъпва окисляване на желязо чрез дихроматни йони в кисела среда (небалансирана и в йонната му форма).
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Използвайки йоно-електронния метод за неговото балансиране, той се разделя на две полуреакции.
Окисляване: Fe 2+ → Fe 3+
Намаление: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+
Тъй като железните атоми са вече балансирани (1: 1), към страната на продукта се добавя електрон, който да балансира заряда.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Сега Cr атомите са балансирани, добавяйки два от дясната страна на уравнението. След това, когато настъпи реакция в кисела среда, седем молекули на Н 2 се добавят О от страната на продукт за балансиране на кислородните атоми.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
За да се балансира Н атомите, четиринадесет H + йони се добавят към страната на реагента и след изравняване на материята, зарядите се балансират чрез добавяне на шест електрона към същата страна.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Накрая се добавят и двете полуреакции, но тъй като в реакцията на окисляване има само един електрон, всичко това трябва да се умножи по шест.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
Накрая, електроните от двете страни на глобалното йонно уравнение трябва да бъдат елиминирани, като се провери дали техният заряд и материя са правилно балансирани.
Препратки
- Chang, R. (2007). Химия. (9-то изд.). McGraw-Hill.
- Хайн, М. и Арена, С. (2010). Основи на колежната химия, заместник. Възстановени от books.google.co.ve
- Tuli, GD и Soni, PL (2016). Езикът на химията или химичните уравнения. Възстановени от books.google.co.ve
- Speedy Publishing. (2015). Уравнения и отговори на химията (Ръководства за бързо изучаване). Възстановени от books.google.co.ve