Τρόπος εξισορρόπησης εξισώσεων χημείας

Μια χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα όταν ένα μόριο ή ένα σύνολο μορίων μετατρέπεται σε άλλο τύπο μορίου ή σύνολο μορίων. Για να περιγράψουν αυτήν τη διαδικασία, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν χημικές εξισώσεις.

ΕΝΑ χημική εξίσωση είναι μια συμβολική αναπαράσταση της χημικής αντίδρασης. Γράφεται χρησιμοποιώντας ονόματα στοιχείων όπως λαμβάνονται από τον περιοδικό πίνακα και υποδεικνύει αντιδραστήρια και προϊόντα.

Η ακόλουθη εξίσωση δείχνει τη χημική εξίσωση για μια αντίδραση καύσης:

Στα αριστερά του βέλους βρίσκονται τα αντιδραστήρια αυτής της αντίδρασης, ενώ στα δεξιά είναι τα προϊόντα. Το βέλος υποδεικνύει την κατεύθυνση που προχωρά η αντίδραση.

Μπορείτε να δείτε ότι η αντίδραση παίρνει μεθάνιο και οξυγόνο για να δώσει διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Μπορείτε επίσης να δείτε ότι υπάρχει ένας συντελεστής δίπλα στο οξυγόνο και στο νερό. Γιατί είναι αυτό?

ο Νόμος της συνομιλίας της μάζας δηλώνει ότι τα άτομα δεν δημιουργούνται ούτε καταστρέφονται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Ως αποτέλεσμα, ο συνολικός αριθμός ατόμων κάθε τύπου πρέπει πάντα να είναι ο ίδιος και στις δύο πλευρές της χημικής εξίσωσης.

Δεδομένου ότι τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα δεν αλλάζουν, συχνά ο μόνος τρόπος για να βεβαιωθείτε για τον ίδιο αριθμό τα άτομα βρίσκονται και στις δύο πλευρές του βέλους περιλαμβάνει την προσθήκη συντελεστών στις μεμονωμένες ενώσεις εμπλεγμένος.

Ρίξτε μια ματιά στην αντίδραση καύσης που φαίνεται παραπάνω. Αυτή τη φορά, δεν έχει συντελεστές:

Στην πλευρά των αντιδραστηρίων υπάρχει ένα άτομο άνθρακα, τέσσερα άτομα υδρογόνου και δύο άτομα οξυγόνου.

Από την πλευρά των προϊόντων υπάρχει ένα άτομο άνθρακα, δύο άτομα υδρογόνου και τρία άτομα οξυγόνου.

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας έχει παραβιαστεί! Δεν υπάρχει ίσος αριθμός ατόμων υδρογόνου ή οξυγόνου και στις δύο πλευρές. Η πλευρά του αντιδραστηρίου έχει τέσσερα άτομα υδρογόνου ενώ η πλευρά του προϊόντος έχει μόνο δύο.

Αυτό σημαίνει ότι απαιτούνται συντελεστές για να διασφαλιστεί ότι υπάρχουν ίσοι αριθμοί ατόμων και στις δύο πλευρές. Σε αυτήν την περίπτωση, προσθέτοντας δύο ως συντελεστές στο νερό, καταλήγετε με τέσσερα άτομα υδρογόνου και στις δύο πλευρές, πράγμα που είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεται. Έτσι, το υδρογόνο διατηρείται.

Τέλος, ο αριθμός των ατόμων οξυγόνου πρέπει να είναι ισορροπημένος. Μετά την προσθήκη του συντελεστή δύο στο νερό, υπάρχουν τέσσερα άτομα οξυγόνου στην πλευρά του προϊόντος και μόνο δύο στην πλευρά του αντιδρώντος. Προσθέτοντας έναν συντελεστή δύο στο O₂ αντιδραστήριο, αυτή η ανισορροπία μπορεί να διορθωθεί. Με αυτό, υπάρχουν τώρα τέσσερα άτομα οξυγόνου και στις δύο πλευρές.

Εδώ είναι η ισορροπημένη έκδοση της εξίσωσης:

Αν και οι εξισώσεις εξισορρόπησης χρειάζονται πάντα κάποια δουλειά εικασίας και κάποια δοκιμή και σφάλμα, υπάρχουν μερικοί βασικοί κανόνες που μπορείτε να ακολουθήσετε.

1. Υπολογίστε τον αριθμό ατόμων για κάθε στοιχείο σε κάθε πλευρά.
2. Επιλέξτε ένα στοιχείο για να ξεκινήσετε. Συνήθως είναι καλύτερο να ξεκινήσετε επιλέγοντας το στοιχείο στο οποίο υπάρχουν τα περισσότερα. Ισορροπήστε ένα στοιχείο προσθέτοντας συντελεστές.
3. Υπολογίστε εκ νέου τον συνολικό αριθμό ατόμων για κάθε στοιχείο μετά την προσθήκη συντελεστών.
4. Ισορροπήστε το επόμενο στοιχείο προσθέτοντας συντελεστές.
5. Συνεχίστε αυτήν τη διαδικασία μέχρι να ισορροπηθούν όλα τα στοιχεία.
6. Αντιμετωπίστε τα πολυατομικά ιόντα ως μία μονάδα.
7. Εάν χρεώνονται ορισμένες ενώσεις, βεβαιωθείτε ότι οι χρεώσεις είναι επίσης ισορροπημένες.
8. Να τελειώνετε πάντα ελέγχοντας την εργασία σας.

Για παράδειγμα, ισορροπήστε την εξίσωση για τη συνολική αντίδραση φωτοσύνθεσης:

1. Ορίστε τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου σε κάθε πλευρά.

2. Επιλέξτε ένα στοιχείο για να ξεκινήσετε. Συνήθως είναι καλή ιδέα να ξεκινήσετε με το στοιχείο που έχει τα περισσότερα άτομα. Στην περίπτωση αυτή είναι τα 12 άτομα υδρογόνου στην πλευρά του προϊόντος. Η πλευρά του αντιδραστηρίου πρέπει να αλλάξει έτσι ώστε να υπάρχουν και 12 άτομα υδρογόνου σε αυτήν την πλευρά. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να προσθέσετε έναν συντελεστή 6 μπροστά από το νερό, καθώς το νερό περιέχει δύο υδρογόνα.

3. Τώρα, υπολογίστε ξανά τον συνολικό αριθμό ατόμων.

4. Στη συνέχεια, μπορείτε να προχωρήσετε στον άνθρακα, καθώς αυτό είναι σαφώς ακόμη δεν είναι ισορροπημένο. Για να γίνει αυτό, η προσθήκη ενός συντελεστή 6 μπροστά από το διοξείδιο του άνθρακα θα δώσει 6 άτομα άνθρακα στην πλευρά του αντιδρώντος.

5. Τώρα, υπολογίστε ξανά τον αριθμό των ατόμων σε κάθε πλευρά.

6. Τώρα, το μόνο στοιχείο που μένει να ισορροπήσει είναι το οξυγόνο. Υπάρχουν 6 άτομα οξυγόνου στο πρώτο προϊόν. Τότε αυτό θα άφηνε 12 άτομα. Εάν προστεθεί συντελεστής 6 μπροστά από το O₂, θα ήταν 12 άτομα οξυγόνου.

7. Για να βεβαιωθείτε ότι αυτό είναι σωστό, υπολογίστε ξανά τον αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου και στις δύο πλευρές.

Τώρα, έχετε μια ισορροπημένη εξίσωση για τη συνολική αντίδραση της φωτοσύνθεσης.