Как да балансираме уравненията по химия

Химична реакция протича, когато една молекула или набор от молекули се трансформира в друг вид молекула или набор от молекули. За да опишат този процес, учените използват химични уравнения.

A химическо уравнение е символично представяне на химичната реакция. Той е написан с използване на имена на елементи, взети от периодичната таблица, и показва реагентите и продуктите.

Следното уравнение показва химическото уравнение за реакция на горене:

Вляво от стрелката са реагентите за тази реакция, докато вдясно са продуктите. Стрелката показва посоката, в която протича реакцията.

Виждате, че реакцията отнема метан и кислород, за да се получат въглероден диоксид и вода. Можете също така да видите, че има коефициент както до кислорода, така и до водата. Защо е това?

The Закон за разговор на маса гласи, че атомите нито се създават, нито се разрушават по време на химична реакция. В резултат на това общият брой на атомите от всеки тип трябва винаги да бъде еднакъв от двете страни на химичното уравнение.

Тъй като реагентите и продуктите не се променят, често единственият начин да се гарантира, че има еднакъв брой атомите са от двете страни на стрелката включва добавяне на коефициенти към отделните съединения участващи.

Погледнете отново реакцията на горене, показана по-горе. Този път той няма никакви коефициенти:

От страната на реагентите има един атом въглерод, четири атома водород и два атома кислород.

От страна на продуктите има един атом въглерод, два атома водород и три атома кислород.

Законът за опазване на масата е нарушен! Няма еднакъв брой водородни или кислородни атоми от двете страни. Страната на реагента има четири атома водород, докато страната на продукта има само два.

Това означава, че се изискват коефициенти, за да се гарантира, че има еднакъв брой атоми от двете страни. В този случай, като добавите две като коефициент към водата, завършвате с четири атома водород от двете страни, което е точно това, което е необходимо. И така, водородът е запазен.

И накрая, броят на кислородните атоми трябва да бъде балансиран. След добавяне на коефициента два към водата, има четири атома кислород от страната на продукта и само два от страна на реагента. Чрез добавяне на коефициент две към O₂ реагент, този дисбаланс може да бъде отстранен. С това сега има четири атома кислород от двете страни.

Ето балансираната версия на уравнението:

Въпреки че балансирането на уравненията винаги изисква известна работа и някои опити и грешки, има някои основни правила, които можете да следвате.

1. Съберете броя на атомите за всеки елемент от всяка страна.
2. Изберете един елемент за начало. Обикновено е най-добре да започнете, като изберете елемента, от който има най-много. Балансирайте този елемент чрез добавяне на коефициенти.
3. Преизчислете общия брой атоми за всеки елемент след добавяне на коефициенти.
4. Балансирайте следващия елемент чрез добавяне на коефициенти.
5. Продължете този процес, докато всички елементи бъдат балансирани.
6. Справете се с многоатомни йони като една единица.
7. Ако някои съединения са заредени, уверете се, че зарядите също са балансирани.
8. Винаги завършвайте, като проверявате работата си.

Например, балансирайте уравнението за цялостната реакция на фотосинтеза:

1. Отчетете броя на атомите на всеки елемент от всяка страна.

2. Изберете елемент за начало. Обикновено е добра идея да започнете с елемента, който има най-много атоми. В този случай това са 12-те водородни атома от страната на продукта. Страната на реагента трябва да се смени, така че да има 12 водородни атома и от тази страна. За да направите това, можете да добавите коефициент 6 пред водата, тъй като водата съдържа два водорода.

3. Сега преизчислете общия брой атоми.

4. След това можете да преминете към въглерода, тъй като той очевидно все още не е балансиран. За целта добавянето на коефициент 6 пред въглеродния диоксид ще доведе до 6 въглеродни атома от страната на реагента.

5. Сега преизчислете броя на атомите от всяка страна.

6. Сега единственият елемент, който остава за балансиране, е кислородът. В първия продукт има 6 кислородни атома. Тогава това ще остави 12 атома. Ако пред O се добави коефициент 6₂, това би било 12 кислородни атома.

7. За да се уверите, че това е правилно, преизчислете броя на атомите на всеки елемент от двете страни.

Сега имате балансирано уравнение за цялостната реакция на фотосинтезата.