- меры
- Напишите несбалансированное уравнение
- Просмотрите стехиометрические коэффициенты и индексы
- Сначала сбалансируйте атомы в наименьшей пропорции
- Баланс по атомам кислорода
- Наконец, сбалансируйте атомы водорода
- Примеры
- упражнения
- Упражнение 1
- Упражнения 2
- Упражнение 3.
- Упражнение 4.
- Ссылки
Пробы и ошибки балансировка состоит из метода проб и ошибок , который стремится обеспечить , что сохранение материи выполняются в химическом уравнении для данной реакции; то есть, чтобы уравнять количество атомов реагентов и продуктов. Таким образом, они не исчезнут и не создадут атомы из воздуха.
В зависимости от спешки, это обычно развлекательная операция, укрепляющая понимание стехиометрических коэффициентов и индексов. Хотя может показаться, что это не так, метод проб и ошибок предполагает овладение многими концепциями, которые почти бессознательно применяются к тем, кто занимается химией.
Уравновешивание химического уравнения методом проб и ошибок похоже на попытку выровнять качели в воздухе. Изображение michael maggiore с сайта Pixabay
Таким образом, балансировка напоминает усилие, которое было бы сделано для выравнивания качелей (или качелей), так что ни один конец не падает в одну сторону, а другой поднимается. Шкала также прекрасно это иллюстрирует.
Как вы уже знаете, это балансирование можно проводить даже мысленно, если химическое уравнение не слишком сложное. Плохой замах полностью портит интерпретацию реакции, поэтому важно делать это спокойно, чтобы избежать ошибок в еде.
меры
Напишите несбалансированное уравнение
Независимо от того, для чего требуется балансировка, вы всегда должны начинать с имеющегося уравнения несбалансированности. Точно так же важно четко понимать его элементы. Предположим следующее химическое уравнение:
А + В → 3С + D
Где виды A, B, C и D являются молекулярными. Это уравнение нельзя сбалансировать, потому что оно ничего не говорит нам о его атомах. Уравновешиваются атомы, а не молекулы.
У обоих A, B и D стехиометрический коэффициент равен 1, а у C - 3. Это означает, что 1 молекула или моль A реагирует с одной молекулой или моль B с образованием 3 молекул или молей C и одной молекулы. или моль D. Когда мы показываем атомы, мы вводим стехиометрические индексы.
Просмотрите стехиометрические коэффициенты и индексы
Теперь предположим следующее уравнение:
СН 4 + О 2 → СО 2 + Н 2 О
Стехиометрические индексы говорят нам, сколько атомов каждого элемента составляют молекулу, и они распознаются, потому что это наименьшие числа в правой части атома. Например, CH 4 имеет один атом углерода (хотя 1 не указан) и четыре атома водорода.
Сначала сбалансируйте атомы в наименьшей пропорции
Согласно вышеприведенному несбалансированному уравнению, углерод является второстепенным атомом: он является частью единого реагента (СН 4 ) и единственного продукта (СО 2 ). Если вы посмотрите на него, то и на стороне реагентов, и на стороне продуктов есть атом углерода.
Баланс по атомам кислорода
СН 4 + О 2 → СО 2 + Н 2 О
2 O 3 O
Мы не можем изменять индексы, а только стехиометрические коэффициенты, чтобы сбалансировать уравнение. С правой стороны больше кислорода, поэтому мы пытаемся добавить коэффициент к O 2 :
СН 4 + 2O 2 → СО 2 + Н 2 О
4 или 3
Мы не хотим влиять на коэффициент CO 2, потому что это нарушит баланс атомов C. Затем мы изменим коэффициент для H 2 O:
СН 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4 или 4
Наконец, сбалансируйте атомы водорода
Как только мы уравновесили атомы кислорода, мы наконец уравновесим атомы водорода. Несколько раз они уравновешиваются в конце.
СН 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4ч 4ч
Итак, уравнение было сбалансировано методом проб и ошибок. Порядок этих шагов не всегда выполняется.
Примеры
Сбалансированные уравнения показаны ниже, чтобы убедиться, что количество его атомов одинаково по обе стороны от стрелки:
SO 2 + 2H 2 → S + 2H 2 O
П 4 + 6Ф 2 → 4ПФ 3
2HCl → H 2 + Cl 2
С + О 2 → СО 2
упражнения
Некоторые предложенные упражнения будут решены ниже. В некоторых из них будет видно, что иногда удобно нарушить порядок ступеней и уравновесить меньшинство последним.
Упражнение 1
Сбалансируйте методом проб и ошибок следующее химическое уравнение:
SO 3 → SO 2 + O 2
1С 1С
3 или 4
Важно подчеркнуть, что коэффициенты умножают индексы, чтобы получить общее количество атомов для элемента. Например, 6N 2 дает нам всего 12 N атомов.
Сера вначале уже уравновешена, поэтому переходим к кислороду:
3 O 4 O
Мы вынуждены изменить коэффициент на SO 3, чтобы уравновесить кислород в левой части:
2SO 3 → SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
Теперь нас интересует балансировка атомов серы перед атомами кислорода:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2
2S 2S
6 ИЛИ 6O
Обратите внимание, что атомы кислорода в конце концов остались сбалансированными.
Упражнения 2
Сбалансируйте методом проб и ошибок следующее химическое уравнение:
СН 4 + Н 2 О → СО + Н 2
Углерод и кислород уже сбалансированы, а не так, как водород:
6H 2H
Все, что нам нужно сделать, это изменить коэффициент H 2, чтобы справа было больше атомов водорода:
СН 4 + Н 2 О → СО + 3Н 2
6H 6H
И уравнение полностью сбалансировано.
Упражнение 3.
Сбалансируйте методом проб и ошибок следующее химическое уравнение:
С 2 Н 4 + О 2 → СО 2 + Н 2 О
Снова начинаем балансировать углерод:
С 2 Н 4 + О 2 → 2СО 2 + Н 2 О
2C 2C
2O 5O
4Ч 2Ч
Обратите внимание, что на этот раз легче сначала сбалансировать атомы водорода, чем атомы кислорода:
С 2 Н 4 + О 2 → 2СО 2 + 2Н 2 О
4ч 4ч
2O 6O
Теперь мы модифицируем коэффициент O 2, чтобы уравновесить кислород:
С 2 Н 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
6O 6O
И уравнение уже сбалансировано.
Упражнение 4.
Наконец, сложное уравнение будет уравновешено методом проб и ошибок:
N 2 + H 2 O → NH 3 + NO
Азот и кислород уже сбалансированы, но не водород:
2Ч 3Ч
Попробуем изменить коэффициент H 2 O и NH 3 :
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + NO
6H 6H
3O O
2Н 3Н
Методом проб и ошибок варьируем коэффициент NO:
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3НО
6H 6H
3O 3O
2Н 5Н
А теперь азот не сбалансирован. Здесь удобно сделать резкое изменение: увеличить коэффициент при N 2 в пять раз :
5N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3НО
10 N 5N
6H 6H
3O 3O
Таким образом, нам остается поиграть с коэффициентами NH 3 и NO таким образом, чтобы они добавляли 10 атомов азота и одновременно уравновешивали атомы кислорода и водорода. Давайте попробуем этот счет:
5N 2 + 3H 2 O → 5NH 3 + 5NO
10 с.ш. 10 с.ш.
6 часов 15 часов
3O 5O
Однако водород выглядит очень несбалансированным. Поэтому давайте еще раз меняем коэффициенты:
5N 2 + 3H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
6ч 12ч
3O 6O
Обратите внимание, что теперь в левой части вдвое больше кислорода и водорода. На этом этапе достаточно удвоить коэффициент H 2 O:
5N 2 + 6H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
12ч 12ч
6O 6O
И уравнение наконец сбалансировано.
Ссылки
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Органическая химия. (SF). Уравновешивание химических уравнений методом проб и ошибок - Решенные упражнения. Получено с: quimica-organica.com
- Нисса Гарсия. (2020). Сбалансированное химическое уравнение: определение и примеры. Учиться. Получено с: study.com
- Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (21 октября 2019 г.). Как сбалансировать химические уравнения. Получено с: thinkco.com
- Методическое пособие. (11 мая 2019 г.). Пробная балансировка химических реакций. Решенные упражнения. Получено с: quimicaencasa.com
- Университет Колорадо в Боулдере. (2019). Уравновешивание химических уравнений. Получено с: phet.colorado.edu