Hoe chemische vergelijkingen in evenwicht te brengen

Een chemische reactie vindt plaats wanneer een molecuul of een reeks moleculen wordt omgezet in een ander type molecuul of een reeks moleculen. Om dit proces te beschrijven, maken wetenschappers gebruik van chemische vergelijkingen.

EEN reactievergelijking is een symbolische weergave van de chemische reactie. Het is geschreven met elementnamen zoals ontleend aan het periodiek systeem en geeft reactanten en producten aan.

De volgende vergelijking toont de chemische vergelijking voor een verbrandingsreactie:

Links van de pijl staan ​​de reactanten voor deze reactie, terwijl rechts de producten staan. De pijl geeft de richting aan waarin de reactie verloopt.

Je kunt zien dat de reactie methaan en zuurstof kost om koolstofdioxide en water op te leveren. Je kunt ook zien dat er een coëfficiënt is naast zowel de zuurstof als het water. Waarom is dit?

De Wet van het gesprek van de mis stelt dat atomen niet worden gemaakt of vernietigd tijdens een chemische reactie. Als gevolg hiervan moet het totale aantal atomen van elk type altijd hetzelfde zijn aan weerszijden van de chemische vergelijking.

Aangezien de reactanten en de producten niet veranderen, is dit vaak de enige manier om ervoor te zorgen dat hetzelfde aantal atomen aan weerszijden van de pijl zijn het toevoegen van coëfficiënten aan de afzonderlijke verbindingen the betrokken.

Kijk nog eens naar de hierboven weergegeven verbrandingsreactie. Deze keer heeft het geen coëfficiënten:

Aan de kant van de reactanten is er één atoom koolstof, vier atomen waterstof en twee atomen zuurstof.

Aan de productzijde is er één atoom koolstof, twee atomen waterstof en drie atomen zuurstof.

De wet van behoud van massa is overtreden! Er zijn aan weerszijden niet evenveel waterstof- of zuurstofatomen. De reactantzijde heeft vier waterstofatomen, terwijl de productzijde er slechts twee heeft.

Dit betekent dat er coëfficiënten nodig zijn om ervoor te zorgen dat er aan beide kanten evenveel atomen zijn. In dit geval, door een twee toe te voegen als een coëfficiënt aan water, eindig je met vier waterstofatomen aan weerszijden, en dat is precies wat nodig is. Dus waterstof blijft behouden.

Ten slotte moet het aantal zuurstofatomen in evenwicht worden gebracht. Na het toevoegen van de coëfficiënt van twee aan het water, zijn er vier zuurstofatomen aan de productzijde en slechts twee aan de reactantzijde. Door een coëfficiënt van twee toe te voegen aan de O₂ reactant, kan deze onbalans worden verholpen. Hiermee zijn er nu aan weerszijden vier atomen zuurstof.

Hier is de gebalanceerde versie van de vergelijking:

Hoewel het balanceren van vergelijkingen altijd wat giswerk en wat vallen en opstaan ​​vergt, zijn er enkele basisregels die u kunt volgen.

1. Tel het aantal atomen voor elk element aan elke kant.
2. Kies een element om mee te beginnen. Het is meestal het beste om te beginnen met het kiezen van het element waar het meeste van is. Breng dat ene element in evenwicht door coëfficiënten toe te voegen.
3. Bereken het totale aantal atomen voor elk element opnieuw na het optellen van de coëfficiënten.
4. Breng het volgende element in evenwicht door coëfficiënten toe te voegen.
5. Ga door met dit proces totdat alle elementen in evenwicht zijn.
6. Behandel polyatomaire ionen als één eenheid.
7. Als sommige verbindingen geladen zijn, zorg er dan voor dat de ladingen ook in evenwicht zijn.
8. Eindig altijd met het controleren van je werk.

Breng bijvoorbeeld de vergelijking voor de algehele fotosynthesereactie in evenwicht:

1. Tel het aantal atomen van elk element aan elke kant op.

2. Kies een element om mee te beginnen. Het is meestal een goed idee om te beginnen met het element met de meeste atomen. In dit geval zijn dat de 12 waterstofatomen aan de productzijde. De reactantkant moet worden veranderd zodat er ook 12 waterstofatomen aan die kant zijn. Om dit te doen, kunt u een coëfficiënt van 6 voor het water toevoegen, omdat water twee waterstofatomen bevat.

3. Bereken nu het totale aantal atomen opnieuw.

4. Vervolgens kun je overgaan op de koolstof, want die is duidelijk nog steeds niet in balans. Om dit te doen, zal het toevoegen van een coëfficiënt van 6 voor het koolstofdioxide 6 koolstofatomen opleveren aan de kant van de reactant.

5. Bereken nu het aantal atomen aan elke kant opnieuw.

6. Het enige element dat nog in evenwicht moet zijn, is zuurstof. Er zijn 6 zuurstofatomen in het eerste product. Dan blijven er 12 atomen over. Als een coëfficiënt van 6 wordt toegevoegd voor de O₂, zou dit 12 zuurstofatomen zijn.

7. Om er zeker van te zijn dat dit correct is, herberekent u het aantal atomen van elk element aan weerszijden.

Nu heb je een uitgebalanceerde vergelijking voor de algemene reactie van fotosynthese.