- Методи балансування хімічних рівнянь
- Порахуйте та порівняйте
- Алгебраїчне врівноваження хімічних рівнянь
- Балансування відновно-відновних рівнянь (іонно-електронний метод)
- Додайте електрони
- Приклади балансування хімічних рівнянь
- Другий приклад
- Третій приклад
- Список літератури
У балансувальних хімічних рівняннях слід , що всі елементи в рівнянні мають однакову кількість атомів на кожній стороні. Для цього необхідно використовувати методи балансування, щоб призначити відповідні стехіометричні коефіцієнти кожному виду, присутньому в реакції.
Хімічне рівняння - це представлення символами того, що відбувається в ході хімічної реакції між двома або більше речовинами. Реагенти взаємодіють один з одним і, в залежності від умов реакції, в якості продукту буде отримано одне або більше різних сполук.
Описуючи хімічне рівняння, слід враховувати наступне: спочатку реакційні речовини записуються з лівого боку рівняння, а потім стрілка в одну сторону або дві протилежні горизонтальні стрілки, залежно від типу проведеної реакції. накидка.
Методи балансування хімічних рівнянь
Він ґрунтується на стехіометрії реакції і намагається спробувати різні коефіцієнти, щоб збалансувати рівняння, за умови вибору найменших цілих чисел, з якими з обох сторін виходить однакова кількість атомів кожного елемента. реакції.
Коефіцієнт реагенту або продукту - це число, яке передує його формулі, і це єдине число, яке можна змінити при врівноваженні рівняння, оскільки якщо змінити підписи формул, то ідентичність сполуки буде змінена. розглянутий.
Порахуйте та порівняйте
Визначивши кожен елемент реакції та розмістивши її на правильній стороні, переходимо до підрахунку та порівняння кількості атомів кожного елемента, присутніх у рівнянні, та визначаємо ті, які повинні бути збалансовані.
Потім балансування кожного елемента продовжується (по одному), розміщуючи цілі коефіцієнти, що передують кожній формулі, що містить незбалансовані елементи. Зазвичай металічні елементи спочатку збалансовані, потім неметалічні елементи, і нарешті, атоми кисню та водню.
Таким чином, кожен коефіцієнт множує всі атоми у попередній формулі; тож хоча один елемент врівноважує, інші можуть стати незбалансованими, але це виправляється у міру врівноваження реакції.
Нарешті, останнім підрахунком підтверджено, що все рівняння правильно збалансовано, тобто воно підкоряється закону збереження речовини.
Алгебраїчне врівноваження хімічних рівнянь
Для використання цього методу встановлюється процедура, що розглядає коефіцієнти хімічних рівнянь як невідомі системи, яку необхідно вирішити.
В першу чергу конкретний елемент реакції приймається за еталонний, а коефіцієнти розміщуються як літери (a, b, c, d …), які представляють невідомі, відповідно до наявних атомів цього елемента в кожній молекулі (якщо вид не містить, що елемент розміщується "0").
Після отримання цього першого рівняння визначають рівняння для інших елементів, присутніх у реакції; буде стільки рівнянь, скільки є елементів у зазначеній реакції.
Нарешті, невідомі визначаються одним із алгебраїчних методів відновлення, вирівнювання чи заміщення та отримуються коефіцієнти, в результаті яких виходить правильно збалансоване рівняння.
Балансування відновно-відновних рівнянь (іонно-електронний метод)
Загальна (незбалансована) реакція ставиться першою в її іонній формі. Потім це рівняння ділиться на дві напівреакції - окислення та відновлення, врівноважуючи кожен відповідно до кількості атомів, їх типу та їх зарядів.
Наприклад, для реакцій, що відбуваються в кислому середовищі, додають молекули H 2 O для збалансування атомів кисню і H + для врівноваження атомів водню.
З іншого боку, в лужному середовищі, рівну кількість ОН - іони додають до обом сторонам рівняння для кожного Н + іонів , і де Н + і ОН - іони виникають, вони з'єднані з утворенням H 2 O молекули .
Додайте електрони
Потім потрібно додати стільки електронів, щоб збалансувати заряди, після врівноваження речовини в кожній половинній реакції.
Після врівноваження кожної напівреакції їх додають разом, а остаточне рівняння врівноважується методом проб і помилок. У разі різниці у кількості електронів у двох напівреакціях один або обидва повинні бути помножені на коефіцієнт, що дорівнює цьому числу.
Нарешті, слід підтвердити, що рівняння включає однакову кількість атомів та однаковий тип атомів, крім того, що мають однакові заряди з обох сторін глобального рівняння.
Приклади балансування хімічних рівнянь
Джерело: wikimedia.org. Автор: Еферт.
Це анімація збалансованого хімічного рівняння. Пентоксид фосфору та вода перетворюються на фосфорну кислоту.
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 кДж).
Другий приклад
У вас реакція горіння етану (незбалансована).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Використовуючи метод проб і помилок, щоб збалансувати це, спостерігається, що жоден з елементів не має однакової кількості атомів з обох сторін рівняння. Таким чином, почнемо з балансування вуглецю, додаючи два як стехіометричний коефіцієнт, який супроводжує його на стороні продукту.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Вуглець збалансований з обох сторін, тому водень врівноважується, додаючи до молекули води три.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Нарешті, оскільки в правій частині рівняння є сім атомів кисню, і це останній елемент, що залишився для врівноваження, дробове число 7/2 розміщується перед молекулою кисню (хоча загальні переваги є цілими коефіцієнтами).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Потім перевіряється, що на кожній стороні рівняння є однакова кількість атомів вуглецю (2), водню (6) та кисню (7).
Третій приклад
Відбувається окислення заліза іонами дихромату в кислому середовищі (незбалансованому та в його іонній формі).
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Використовуючи іонно-електронний метод для його врівноваження, його поділяють на дві напівреакції.
Окислення: Fe 2+ → Fe 3+
Зменшення: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+
Оскільки атоми заліза вже врівноважені (1: 1), до сторони продукту додається електрон, щоб збалансувати заряд.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Тепер атоми Cr врівноважуються, додаючи два з правого боку рівняння. Потім, коли реакція відбувається в кислому середовищі, на сторону продукту додають сім молекул H 2 O, щоб збалансувати атоми кисню.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Для врівноваження атомів Н до складу реагенту додають чотирнадцять іонів Н + і після вирівнювання речовини заряди врівноважуються додаванням шести електронів на ту саму сторону.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Нарешті, додаються обидві напівреакції, але оскільки в реакції окислення є лише один електрон, все це треба помножити на шість.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
Нарешті, електрони з обох сторін глобального іонного рівняння повинні бути усунені, переконавшись, що їх заряд і речовина правильно врівноважені.
Список літератури
- Чанг, Р. (2007). Хімія. (9-е видання). McGraw-Hill.
- Хайн, М. та Арена, С. (2010). Основи хімії коледжу, альтернативний. Відновлено з books.google.co.ve
- Tuli, GD, і Soni, PL (2016). Мова хімії або хімічні рівняння. Відновлено з books.google.co.ve
- Швидке видавництво. (2015). Рівняння та відповіді з хімії (посібники з швидкого вивчення). Відновлено з books.google.co.ve