Jak zrównoważyć równania chemiczne

Reakcja chemiczna ma miejsce, gdy jedna cząsteczka lub zestaw cząsteczek jest przekształcany w inny typ cząsteczki lub zestawu cząsteczek. Do opisu tego procesu naukowcy posługują się równaniami chemicznymi.

ZA równanie chemiczne jest symbolicznym przedstawieniem reakcji chemicznej. Jest napisany przy użyciu nazw pierwiastków zaczerpniętych z układu okresowego i wskazuje reagenty i produkty.

Poniższe równanie przedstawia równanie chemiczne reakcji spalania:

Po lewej stronie strzałki znajdują się reagenty tej reakcji, a po prawej produkty. Strzałka wskazuje kierunek, w którym przebiega reakcja.

Widać, że reakcja zabiera metan i tlen, aby uzyskać dwutlenek węgla i wodę. Widać również, że obok tlenu i wody jest współczynnik. Dlaczego to?

Prawo konwersacji o mszy stwierdza, że ​​atomy nie są ani tworzone, ani niszczone podczas reakcji chemicznej. W rezultacie całkowita liczba atomów każdego typu musi być zawsze taka sama po obu stronach równania chemicznego.

Ponieważ reagenty i produkty się nie zmieniają, często jedynym sposobem, aby upewnić się, że ta sama liczba atomy znajdują się po obu stronach strzałki polega na dodaniu współczynników do poszczególnych związków zaangażowany.

Spójrz ponownie na reakcję spalania pokazaną powyżej. Tym razem nie ma żadnych współczynników:

Po stronie reagentów znajduje się jeden atom węgla, cztery atomy wodoru i dwa atomy tlenu.

Po stronie produktów znajduje się jeden atom węgla, dwa atomy wodoru i trzy atomy tlenu.

Prawo Zachowania Mszy zostało złamane! Po obu stronach nie ma równej liczby atomów wodoru lub tlenu. Strona reagenta ma cztery atomy wodoru, podczas gdy strona produktu ma tylko dwa.

Oznacza to, że wymagane są współczynniki, aby zapewnić równą liczbę atomów po obu stronach. W tym przypadku, dodając dwa jako współczynnik do wody, otrzymujesz cztery atomy wodoru po obu stronach, co jest dokładnie tym, czego potrzeba. Tak więc wodór jest zachowany.

Na koniec należy zbilansować liczbę atomów tlenu. Po dodaniu do wody współczynnika dwa, po stronie produktu znajdują się cztery atomy tlenu, a po stronie reagenta tylko dwa. Dodając współczynnik dwa do O₂ reagent, ta nierównowaga może zostać naprawiona. Dzięki temu po obu stronach znajdują się teraz cztery atomy tlenu.

Oto zrównoważona wersja równania:

Chociaż równoważenie równań zawsze wymaga trochę zgadywania i prób i błędów, istnieje kilka podstawowych zasad, których możesz przestrzegać.

1. Zliczaj liczbę atomów dla każdego pierwiastka po każdej stronie.
2. Wybierz jeden element na początek. Zazwyczaj najlepiej zacząć od wybrania elementu, którego jest najwięcej. Zrównoważ ten jeden element, dodając współczynniki.
3. Po dodaniu współczynników ponownie oblicz całkowitą liczbę atomów dla każdego pierwiastka.
4. Zrównoważ następny element, dodając współczynniki.
5. Kontynuuj ten proces, aż wszystkie elementy zostaną zrównoważone.
6. Zajmij się jonami wieloatomowymi jako jedną jednostką.
7. Jeśli niektóre związki są naładowane, upewnij się, że ładunki są również zrównoważone.
8. Zawsze kończ sprawdzając swoją pracę.

Na przykład zrównoważ równanie dla ogólnej reakcji fotosyntezy:

1. Zliczaj liczbę atomów każdego pierwiastka po każdej stronie.

2. Wybierz element na początek. Zwykle dobrym pomysłem jest rozpoczęcie od pierwiastka, który ma najwięcej atomów. W tym przypadku jest to 12 atomów wodoru po stronie produktu. Strona reagentów musi zostać zmieniona, aby po tej stronie znajdowało się również 12 atomów wodoru. Aby to zrobić, możesz dodać przed wodą współczynnik 6, ponieważ woda zawiera dwa wodory.

3. Teraz ponownie oblicz całkowitą liczbę atomów.

4. Następnie możesz przejść na włókno węglowe, ponieważ nadal nie jest ono zrównoważone. Aby to zrobić, dodanie współczynnika 6 przed dwutlenkiem węgla da 6 atomów węgla po stronie reagenta.

5. Teraz ponownie oblicz liczbę atomów po każdej stronie.

6. Teraz jedynym elementem, który pozostał do zrównoważenia, jest tlen. W pierwszym produkcie jest 6 atomów tlenu. Pozostałoby wtedy 12 atomów. Jeśli współczynnik 6 zostanie dodany przed O₂, byłoby to 12 atomów tlenu.

7. Aby upewnić się, że jest to poprawne, przelicz liczbę atomów każdego pierwiastka po obu stronach.

Teraz masz zrównoważone równanie na ogólną reakcję fotosyntezy.