Kemian yhtälöiden tasapainottaminen

Kemiallinen reaktio tapahtuu, kun yksi molekyyli tai molekyyliryhmä muunnetaan toisen tyyppiseksi molekyyliksi tai molekyyliryhmäksi. Tämän prosessin kuvaamiseksi tutkijat käyttävät kemiallisia yhtälöitä.

A kemiallinen yhtälö on symbolinen esitys kemiallisesta reaktiosta. Se on kirjoitettu käyttäen jaksollisesta taulukosta otettuja elementtien nimiä ja osoittaa reagenssit ja tuotteet.

Seuraava yhtälö osoittaa palamisreaktion kemiallisen yhtälön:

Nuolen vasemmalla puolella ovat tämän reaktion reagenssit, kun taas oikealla ovat tuotteet. Nuoli osoittaa suunnan, johon reaktio etenee.

Voit nähdä, että reaktio vie metaania ja happea hiilidioksidin ja veden tuottamiseksi. Voit myös nähdä, että sekä hapen että veden vieressä on kerroin. Miksi tämä on?

Maan keskustelun laki toteaa, että atomeja ei luoda eikä tuhota kemiallisen reaktion aikana. Tämän seurauksena kunkin tyypin atomien kokonaismäärän on aina oltava sama kemiallisen yhtälön kummallakin puolella.

Koska reagenssit ja tuotteet eivät muutu, on usein ainoa tapa varmistaa sama määrä atomien ollessa nuolen molemmin puolin, kertoimien lisääminen yksittäisiin yhdisteisiin mukana.

Katsotaan uudelleen yllä esitettyä palamisreaktiota. Tällä kertaa sillä ei ole kertoimia:

Reagenssipuolella on yksi hiiliatomi, neljä vetyatomia ja kaksi happiatomia.

Tuotepuolella on yksi hiiliatomi, kaksi vetyatomia ja kolme happiatomia.

Massan säilyttämislaki on rikottu! Kummallakin puolella ei ole yhtä monta vety- tai happiatomia. Reagenssipuolella on neljä vetyatomia, kun taas tuotepuolella on vain kaksi.

Tämä tarkoittaa, että kertoimia vaaditaan sen varmistamiseksi, että kummallakin puolella on yhtä monta atomia. Tällöin lisäämällä kaksi kertoimeksi veteen lopetat neljä vetyatomia kummallakin puolella, mikä on juuri sitä mitä tarvitaan. Joten vety on säilynyt.

Lopuksi happiatomien lukumäärä on tasapainotettava. Kun kahden kerroin on lisätty veteen, tuotepuolella on neljä happiatomia ja vain kaksi reaktantin puolella. Lisäämällä O: n kerroin kaksi₂ reagoiva aine, tämä epätasapaino voidaan korjata. Tämän ansiosta kummallakin puolella on nyt neljä happiatomia.

Tässä on yhtälön tasapainotettu versio:

Vaikka yhtälöiden tasapainottaminen vie aina jonkin verran arvailutyötä ja jonkin verran kokeiluja ja virheitä, voit noudattaa joitain perussääntöjä.

1. Yhdistä kummankin puolen kunkin elementin atomien määrä.
2. Valitse aluksi yksi elementti. Yleensä on parasta aloittaa valitsemalla elementti, josta on eniten. Tasapainota tämä yksi elementti lisäämällä kertoimet.
3. Laske kunkin elementin atomien kokonaismäärä uudelleen kertoimien lisäämisen jälkeen.
4. Tasapainota seuraava elementti lisäämällä kertoimet.
5. Jatka tätä prosessia, kunnes kaikki elementit ovat tasapainossa.
6. Käsittele polyatomisia ioneja yhtenä yksikkönä.
7. Jos joitain yhdisteitä ladataan, varmista, että myös varaukset ovat tasapainossa.
8. Lopeta aina tarkistamalla työsi.

Tasapainota esimerkiksi fotosynteesireaktion yhtälö:

1. Tally kunkin elementin atomien määrä kummallakin puolella.

2. Valitse aluksi elementti. Yleensä on hyvä aloittaa elementistä, jolla on eniten atomeja. Tässä tapauksessa tuotepuolella on 12 vetyatomia. Reagenssipuoli on vaihdettava siten, että myös tällä puolella on 12 vetyatomia. Voit tehdä tämän lisäämällä kertoimen 6 veden eteen, koska vesi sisältää kahta vetyä.

3. Laske nyt atomien kokonaismäärä uudelleen.

4. Seuraavaksi voit siirtyä hiileen, koska se ei selvästikään ole tasapainossa. Tätä varten kertoimen 6 lisääminen hiilidioksidin eteen tuottaa 6 hiiliatomia reaktantin puolella.

5. Laske nyt kummallakin puolella olevien atomien määrä uudelleen.

6. Ainoa tasapainoon jäänyt elementti on nyt happi. Ensimmäisessä tuotteessa on 6 happiatomia. Sitten se jättäisi 12 atomia. Jos kerroin 6 lisätään O: n eteen₂, tämä olisi 12 happiatomia.

7. Varmista, että tämä on oikein, laskemalla kummankin puolen kunkin elementin atomien määrä uudelleen.

Sinulla on nyt tasapainoinen yhtälö fotosynteesin kokonaisreaktiolle.