Як збалансувати хімічні рівняння

Хімічна реакція має місце, коли одна молекула або набір молекул перетворюється на молекулу іншого типу або набір молекул. Для того, щоб описати цей процес, вчені використовують хімічні рівняння.

A хімічне рівняння є символічним зображенням хімічної реакції. Він пишеться з використанням назв елементів, взятих з періодичної таблиці, і вказує на реагенти та продукти.

Наступне рівняння показує хімічне рівняння реакції горіння:

Ліворуч від стрілки знаходяться реактиви для цієї реакції, а праворуч - продукти. Стрілка вказує напрямок, в якому протікає реакція.

Ви бачите, що для реакції потрібні метан та кисень, щоб отримати вуглекислий газ та воду. Ви також можете помітити, що поряд з киснем і водою є коефіцієнт. Чому це?

Закон розмови про масу стверджує, що атоми не створюються і не руйнуються під час хімічної реакції. Як результат, загальна кількість атомів кожного типу завжди повинна бути однаковою з обох сторін хімічного рівняння.

Оскільки реагенти та продукти не змінюються, часто єдиний спосіб переконатися в однаковій кількості атоми знаходяться по обидві сторони стрілки, передбачає додавання коефіцієнтів до окремих сполук беруть участь.

Знову подивіться на реакцію горіння, показану вище. Цього разу він не має коефіцієнтів:

На боці реагентів знаходиться один атом вуглецю, чотири атоми водню і два атоми кисню.

На стороні продуктів є один атом вуглецю, два атоми водню і три атоми кисню.

Закон збереження маси порушено! По обидва боки немає однакової кількості атомів водню або кисню. Сторона реагенту має чотири атоми водню, тоді як сторона продукту має лише два.

Це означає, що коефіцієнти необхідні для того, щоб бути рівною кількістю атомів по обидві сторони. У цьому випадку, додавши до води двоє як коефіцієнт, ви закінчуєте чотирма атомами водню по обидві сторони, що саме те, що потрібно. Отже, водень зберігається.

Нарешті, кількість атомів кисню потрібно збалансувати. Після додавання коефіцієнта два до води на стороні продукту є чотири атоми кисню і лише два на стороні реагенту. Додавши коефіцієнт два до О₂ реагент, цей дисбаланс можна виправити. Завдяки цьому з обох боків є чотири атоми кисню.

Ось збалансована версія рівняння:

Хоча для збалансування рівнянь завжди потрібні деякі здогадки та деякі спроби та помилки, є кілька основних правил, якими можна керуватися.

1. Підрахуйте кількість атомів для кожного елемента на кожній стороні.
2. Виберіть один елемент для початку. Зазвичай найкраще почати з вибору елемента, якого найбільше. Врівноважте один елемент, додавши коефіцієнти.
3. Перерахуйте загальну кількість атомів для кожного елемента після додавання коефіцієнтів.
4. Збалансуйте наступний елемент, додавши коефіцієнти.
5. Продовжуйте цей процес, поки всі елементи не збалансуються.
6. Здійснюйте багатоатомні іони як одну одиницю.
7. Якщо заряджаються деякі сполуки, переконайтеся, що заряди також збалансовані.
8. Завжди закінчуйте, перевіряючи свою роботу.

Наприклад, збалансуйте рівняння загальної реакції фотосинтезу:

1. Підрахуйте кількість атомів кожного елемента з кожної сторони.

2. Виберіть елемент для початку. Зазвичай рекомендується починати з елемента, що має найбільшу кількість атомів. У цьому випадку це 12 атомів водню на стороні продукту. Потрібно змінити сторону реагенту, щоб на цій стороні також було 12 атомів водню. Для цього можна додати коефіцієнт 6 перед водою, оскільки вода містить два водню.

3. Тепер перерахуйте загальну кількість атомів.

4. Далі ви можете перейти на вуглець, оскільки він явно все ще не збалансований. Для цього додавання коефіцієнта 6 перед діоксидом вуглецю дасть 6 атомів вуглецю на стороні реагенту.

5. Тепер перерахуйте кількість атомів на кожній стороні.

6. Зараз єдиним елементом, що залишився для балансу, є кисень. У першому продукті 6 атомів кисню. Тоді це залишило б 12 атомів. Якщо перед O додається коефіцієнт 6₂, це буде 12 атомів кисню.

7. Щоб переконатися, що це правильно, перерахуйте кількість атомів кожного елемента з обох сторін.

Тепер у вас є збалансоване рівняння загальної реакції фотосинтезу.