- стъпки
- Напишете неуравновесеното уравнение
- Прегледайте стехиометричните коефициенти и абонатите
- Балансирайте атомите в най-малка пропорция
- Баланс от кислородните атоми
- Накрая балансирайте водородните атоми
- Примери
- Упражнения
- Упражнение 1
- Упражнения 2
- Упражнение 3
- Упражнение 4
- Препратки
В пробата и грешката балансирането се състои от метода на пробата и грешката, която се стреми да гарантира, че опазването на материята е изпълнено в химическа формула за дадена реакция; тоест за изравняване на броя на атомите на реагентите и продуктите. Така те няма да изчезнат или да създадат атоми от тънък въздух.
В зависимост от бързината това обикновено е забавна операция, засилваща разбирането за стехиометричните коефициенти и абонаменти. Въпреки че може да не ви се струва, опитът и грешките включват овладяване на много концепции, прилагани почти несъзнателно върху тези, които се занимават с химия.
Балансирането на химическо уравнение чрез опити и грешки е като да се опитате да изравните пила във въздуха. Изображение на michael maggiore от Pixabay
По този начин, балансирането наподобява усилието, което би било направено за изравняване на трион (или трион), така че нито единият край да не пада на едната страна, докато другата да се издига. Скала също така илюстрира отлично.
Както имате опит, това балансиране може да бъде направено дори психически, стига химичното уравнение да не е твърде сложно. Лошият замах напълно съсипва интерпретацията на реакцията, така че е от съществено значение да го направите спокойно, за да избегнете грешки в храненето.
стъпки
Напишете неуравновесеното уравнение
Независимо за какво се изисква балансиране, винаги трябва да започнете с небалансираното уравнение. По същия начин е важно да сме наясно с неговите елементи. Да приемем следното химическо уравнение:
A + B → 3C + D
Когато видове A, B, C и D са молекулярни. Това уравнение не може да бъде балансирано, защото не ни казва нищо за неговите атоми. Атомите са балансирани, а не молекулите.
И А, В и D имат стехиометричен коефициент 1, докато С 3. Това означава, че 1 молекула или мол от А реагира с една молекула или мол от В, за да се получат 3 молекули или мола от С и една молекула или мол от D. Когато покажем атомите, въвеждаме стехиометрични абонати.
Прегледайте стехиометричните коефициенти и абонатите
Сега да предположим следното уравнение:
CH 4 + 0 2 → CO 2 + H 2 O
Стехиометричните абонати ни казват колко атома на всеки елемент съставят молекула и те се разпознават, защото са най-малките числа от дясната страна на атом. Например, СН 4 има един въглероден атом (въпреки че 1 не е посочен) и четири водородни атома.
Балансирайте атомите в най-малка пропорция
Според небалансираното уравнение по-горе, въглеродът е второстепенният атом: той е част от един реагент (СН 4) и един продукт (CO 2). Ако го погледнете, има C атом от страна на реагентите и продуктите.
Баланс от кислородните атоми
CH 4 + 0 2 → CO 2 + H 2 O
2 O 3 O
Не можем да променим абонатите, а само стехиометричните коефициенти, за да балансираме уравнение. Има повече кислород от дясната страна, затова се опитваме да добавим коефициент към O 2:
CH 4 + 2О 2 → CO 2 + H 2 O
4 или 3
Ние не искаме да повлияем на коефициента на CO 2, защото той ще дебалансира атомите С. След това променяме коефициента на H 2 O:
CH 4 + 2О 2 → CO 2 + 2Н 2 О
4 или 4
Накрая балансирайте водородните атоми
След като балансираме кислородните атоми, накрая балансираме водородните атоми. Няколко пъти те сами са балансирани в края.
CH 4 + 2О 2 → CO 2 + 2Н 2 О
4H 4H
И така уравнението е балансирано чрез опит и грешка. Редът на тези стъпки не винаги е изпълнен.
Примери
Балансираните уравнения са показани по-долу, за да се провери дали броят на неговите атоми е равен от двете страни на стрелката:
SO 2 + 2Н 2 → S + 2Н 2 О
P 4 + 6F 2 → 4PF 3
2HCl → Н 2 + Cl 2
C + O 2 → CO 2
Упражнения
Някои предложени упражнения ще бъдат решени по-долу. В някои от тях ще се види, че понякога е удобно да се наруши редът на стъпките и да се балансира последния атом на малцинството.
Упражнение 1
Балансирайте чрез изпитване и грешка следното химическо уравнение:
SO 3 → SO 2 + O 2
1S 1S
3 или 4
Важно е да се подчертае, че коефициентите умножават абонатите, за да ни дадат общия брой атоми за даден елемент. Например 6N 2 ни дава общо 12 N атома.
Сярата в началото вече е балансирана, така че продължаваме с кислорода:
3 O 4 O
Принудени сме да променим коефициента на SO 3, за да балансираме оксигените от лявата страна:
2SO 3 → SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
Сега сме заинтересовани да балансираме сярните атоми първо преди кислородните атоми:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2
2S 2S
6 ИЛИ 6О
Обърнете внимание, че в края на краищата атомите на кислорода са били балансирани сами.
Упражнения 2
Балансирайте чрез изпитване и грешка следното химическо уравнение:
CH 4 + H 2 O → CO + Н 2
Въглеродите и кислородите вече са балансирани, а не по същия начин хидрогените:
6Н 2Н
Всичко, което трябва да направим, е да променим коефициента на H 2, за да има повече водород отдясно:
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2
6H 6H
И уравнението е напълно балансирано.
Упражнение 3
Балансирайте чрез изпитване и грешка следното химическо уравнение:
C 2 H 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Започваме отново да балансираме въглерода:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
2С 2С
2O 5O
4H 2H
Обърнете внимание, че този път е по-лесно да се балансира водорода първо от кислородите:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + 2Н 2 О
4H 4H
2O 6O
Сега модифицираме коефициента на O 2, за да балансираме кислородите:
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2Н 2 О
6O 6O
И уравнението вече е балансирано.
Упражнение 4
И накрая, предизвикателното уравнение ще бъде балансирано чрез опит и грешка:
N 2 + H 2 O → NH 3 + NO
Азотът и кислородът вече са балансирани, но не и водородите:
2H 3H
Нека опитаме да променим коефициента на H 2 O и NH 3:
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + NO
6H 6H
30 О
2N 3N
По опит и грешка варираме коефициента на NO:
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
6H 6H
300 30
2N 5N
И сега нитрогените са небалансирани. Тук е удобно да направите внезапна промяна: удвойте коефициента на N 2:
5N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
10 N 5N
6H 6H
300 30
По този начин остава да си играем с коефициентите на NH 3 и NO по такъв начин, че те да добавят 10 нитрогена и да балансират едновременно кислородните и водородните атоми. Нека опитаме този резултат:
5N 2 + 3H 2 O → 5NH 3 + 5NO
10 N 10 N
6H 15H
300 5O
Водородите обаче изглеждат много небалансирани. Следователно, нека отново да променим коефициентите:
5N 2 + 3H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
6H 12H
306 6O
Обърнете внимание, че сега в лявата страна има два пъти кислород и водород. В този момент е достатъчно да се удвои коефициентът на H 2 O:
5N 2 + 6H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
12H 12H
6O 6O
И уравнението най-накрая е балансирано.
Препратки
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Органична химия. (SF). Балансиране на химични уравнения чрез опит и грешка - Решени упражнения. Възстановено от: quimica-organica.com
- Ниса Гарсия. (2020). Балансирано химическо уравнение: Определение и примери. Изследване. Възстановено от: study.com
- Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (21 октомври 2019 г.). Как да балансираме химичните уравнения. Възстановено от: thinkco.com
- Ръководство за проучване (11 май 2019 г.). Пробно балансиране на химичните реакции. Решени упражнения. Възстановена от: quimicaencasa.com
- Университет на Колорадо Боулдър. (2019). Балансиране на химични уравнения. Възстановено от: phet.colorado.edu