Jak vyvážit chemické rovnice

Chemická reakce nastává, když je jedna molekula nebo sada molekul transformována na jiný typ molekuly nebo sady molekul. K popisu tohoto procesu vědci využívají chemické rovnice.

A chemická rovnice je symbolické znázornění chemické reakce. Je zapsán pomocí názvů prvků, jak jsou převzaty z periodické tabulky, a označuje reaktanty a produkty.

Následující rovnice ukazuje chemickou rovnici pro spalovací reakci:

Vlevo od šipky jsou reaktanty pro tuto reakci, zatímco vpravo jsou produkty. Šipka označuje směr, kterým reakce probíhá.

Vidíte, že reakce vyžaduje metan a kyslík, aby se získal oxid uhličitý a voda. Můžete také vidět, že vedle kyslíku i vody existuje koeficient. Proč je to?

The Zákon o hromadné konverzaci uvádí, že atomy nejsou vytvářeny ani ničeny během chemické reakce. Výsledkem je, že celkový počet atomů každého typu musí být vždy stejný na obou stranách chemické rovnice.

Protože reaktanty a produkty se nemění, často jediným způsobem, jak zajistit stejný počet atomy jsou na obou stranách šipky, zahrnuje přidání koeficientů k jednotlivým sloučeninám zapojen.

Podívejte se znovu na výše uvedenou reakci spalování. Tentokrát nemá žádné koeficienty:

Na straně reaktantů je jeden atom uhlíku, čtyři atomy vodíku a dva atomy kyslíku.

Na straně produktů je jeden atom uhlíku, dva atomy vodíku a tři atomy kyslíku.

Zákon zachování mše byl porušen! Na obou stranách není stejný počet atomů vodíku nebo kyslíku. Strana reaktantů má čtyři atomy vodíku, zatímco strana produktu jen dva.

To znamená, že jsou potřebné koeficienty, které zajistí, že na obou stranách bude stejný počet atomů. V tomto případě přidáním dvou jako koeficientu do vody skončíte se čtyřmi atomy vodíku na obou stranách, což je přesně to, co je potřeba. Vodík je tedy zachován.

Nakonec je třeba vyrovnat počet atomů kyslíku. Po přidání koeficientu dvou do vody jsou na straně produktu čtyři atomy kyslíku a pouze dva na straně reaktantů. Přidáním koeficientu dva k O₂ reaktant, lze tuto nerovnováhu opravit. Díky tomu jsou nyní na obou stranách čtyři atomy kyslíku.

Zde je vyvážená verze rovnice:

Ačkoli vyvažování rovnic vždy vyžaduje určitou práci s odhady a pokusy a omyly, můžete dodržovat některá základní pravidla.

1. Vypočítejte počet atomů pro každý prvek na každé straně.
2. Vyberte jeden prvek pro začátek. Obvykle je nejlepší začít výběrem prvku, jehož je nejvíce. Vyvažte tento jeden prvek přidáním koeficientů.
3. Po přidání koeficientů přepočítejte celkový počet atomů pro každý prvek.
4. Vyvažte další prvek přidáním koeficientů.
5. Pokračujte v tomto procesu, dokud nejsou všechny prvky vyvážené.
6. S polyatomovými ionty zacházejte jako s jednou jednotkou.
7. Pokud jsou některé sloučeniny nabité, ujistěte se, že náboje jsou také vyvážené.
8. Dokončete to vždy kontrolou práce.

Vyvažte například rovnici pro celkovou reakci fotosyntézy:

1. Vypočítejte počet atomů každého prvku na každé straně.

2. Vyberte prvek pro začátek. Obvykle je dobrý nápad začít s prvkem, který má nejvíce atomů. V tomto případě je to 12 atomů vodíku na straně produktu. Strana reaktantu musí být změněna tak, aby na této straně bylo také 12 atomů vodíku. Za tímto účelem můžete před vodu přidat koeficient 6, protože voda obsahuje dva vodíky.

3. Nyní přepočítejte celkový počet atomů.

4. Dále můžete přejít na uhlík, protože to zjevně stále není vyvážené. Za tímto účelem se přidáním koeficientu 6 před oxid uhličitý získá 6 atomů uhlíku na straně reaktantu.

5. Nyní přepočítejte počet atomů na každé straně.

6. Jediným prvkem, který zbývá do rovnováhy, je kyslík. V prvním produktu je 6 atomů kyslíku. Pak by to zanechalo 12 atomů. Pokud je před O přidán koeficient 6₂, to by bylo 12 atomů kyslíku.

7. Abyste se ujistili, že je to správné, přepočítejte počet atomů každého prvku na obou stranách.

Nyní máte vyváženou rovnici pro celkovou reakci fotosyntézy.