Hvordan balansere kjemiligninger

En kjemisk reaksjon finner sted når ett molekyl eller et sett med molekyler blir transformert til en annen type molekyl eller et sett med molekyler. For å beskrive denne prosessen bruker forskere kjemiske ligninger.

EN kjemisk ligning er en symbolsk fremstilling av den kjemiske reaksjonen. Den er skrevet ved hjelp av elementnavn som er hentet fra det periodiske systemet og indikerer reaktanter og produkter.

Følgende ligning viser den kjemiske ligningen for en forbrenningsreaksjon:

På venstre side av pilen er reaktantene for denne reaksjonen, mens til høyre er produktene. Pilen indikerer retningen reaksjonen fortsetter.

Du kan se at reaksjonen tar metan og oksygen for å gi karbondioksid og vann. Du kan også se at det er en koeffisient ved siden av både oksygenet og vannet. Hvorfor er det sånn?

De Loven om messesamtaler sier at atomer verken skapes eller ødelegges under en kjemisk reaksjon. Som et resultat må det totale antallet atomer av hver type alltid være det samme på hver side av den kjemiske ligningen.

Siden reaktantene og produktene ikke endres, ofte den eneste måten å sikre det samme antallet atomer er på hver side av pilen innebærer å legge koeffisienter til de enkelte forbindelsene involvert.

Ta en titt på forbrenningsreaksjonen vist ovenfor igjen. Denne gangen har den ingen koeffisienter:

På reaktantsiden er det et karbonatom, fire hydrogenatomer og to oksygenatomer.

På produktsiden er det et karbonatom, to hydrogenatomer og tre oksygenatomer.

Loven om bevaring av masse er brutt! Det er ikke like mange hydrogen- eller oksygenatomer på hver side. Reaktantsiden har fire hydrogenatomer mens produktsiden bare har to.

Dette betyr at koeffisienter er nødvendige for å sikre at det er like mange atomer på hver side. I dette tilfellet, ved å legge til to som en koeffisient til vann, ender du med fire hydrogenatomer på hver side, som er nøyaktig det som trengs. Så, hydrogen er konservert.

Til slutt må antall oksygenatomer balanseres. Etter å ha tilsatt koeffisienten på to til vannet, er det fire oksygenatomer på produktsiden og bare to på reaktantsiden. Ved å legge til en koeffisient på to til O₂ reaktant, kan denne ubalansen løses. Med dette er det nå fire oksygenatomer på hver side.

Her er den balanserte versjonen av ligningen:

Selv om balansering av ligninger alltid tar noe gjetningsarbeid og litt prøving og feiling, er det noen grunnleggende regler du kan følge.

1. Tell antall atomer for hvert element på hver side.
2. Velg ett element til å begynne med. Det er vanligvis best å begynne med å velge det elementet det er mest av. Balansere det ene elementet ved å legge til koeffisienter.
3. Beregn det totale antallet atomer for hvert element på nytt etter tilsetning av koeffisienter.
4. Balansere neste element ved å legge til koeffisienter.
5. Fortsett denne prosessen til alle elementene er balansert.
6. Håndter polyatomiske ioner som en enhet.
7. Hvis noen forbindelser er ladet, må du sørge for at ladningene også er balansert.
8. Avslutt alltid med å sjekke arbeidet ditt.

For eksempel, balanser ligningen for den totale fotosyntese-reaksjonen:

1. Tell antall atom for hvert element på hver side.

2. Velg et element til å begynne med. Det er vanligvis en god ide å begynne med det elementet som har flest atomer. I dette tilfellet er det de 12 hydrogenatomene på produktsiden. Reaktantsiden må endres slik at det også er 12 hydrogenatomer. For å gjøre dette kan du legge til en koeffisient på 6 foran vannet siden vann inneholder to hydrogener.

3. Nå beregner du totalt antall atomer.

4. Deretter kan du gå videre til karbon siden det tydeligvis fortsatt ikke er balansert. For å gjøre dette vil tilsetning av en koeffisient på 6 foran karbondioksidet gi 6 karbonatomer på reaktantsiden.

5. Nå beregner du antall atomer på hver side.

6. Nå er det eneste elementet som er igjen å balansere oksygen. Det er 6 oksygenatomer i det første produktet. Da ville det etterlatt 12 atomer. Hvis en koeffisient på 6 legges til foran O₂, ville dette være 12 oksygenatomer.

7. For å være sikker på at dette er riktig, beregner du antall atomer til hvert element på hver side på nytt.

Nå har du en balansert ligning for den samlede reaksjonen av fotosyntese.