Як балансувати хімічні рівняння: 11 кроків

Хімічне рівняння - це символічне представлення хімічної реакції. При цьому вступають в реакцію з`єднання (реагенти) пишуться в лівій, а отримані речовини (продукти реакції) - в правій частині рівняння. Між ними ставиться стрілка зліва направо, яка вказує напрямок реакції. Відповідно до закону збереження маси, в ході хімічної реакції не можуть з`явитися нові атоми або зникнути старі, тому кількість атомів в реагентах має дорівнювати числу атомів в продуктах хімічної реакції. В даній статті описано, як приводити хімічні рівняння до балансу за допомогою різних методів.

кроки

Метод 1 з 2:

традиційний метод

1. Запишіть хімічне рівняння. Як приклад розглянемо наступну реакцію:

C₃H₈ + O₂ -> H₂O + CO₂
Ця реакція описує горіння пропану (C₃H₈) В присутності кисню з утворенням води і діоксиду вуглецю (вуглекислого газу).

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 2

2. Запишіть кількість атомів кожного елемента. Зробіть це для обох частин рівняння. Зверніть увагу на підрядкові індекси біля кожного елемента, щоб визначити загальну кількість атомів. Запишіть символ кожного, хто входить в рівняння елемента і відзначте відповідну кількість атомів.

Наприклад, в правій частині даного рівняння в результаті складання отримуємо 3 атома кисню.

У лівій частині маємо 3 атома вуглецю (C₃), 8 атомів водню (H₈) І 2 атома кисню (O₂).

У правій частині маємо 1 атом вуглецю (C), 2 атома водню (H₂) І 3 атома кисню (O + O₂).

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 3

3. Залиште водень і кисень на потім, так як вони входять до складу декількох з`єднань в лівій і правій частині. Водень і кисень входять до складу декількох молекул, тому краще збалансувати їх в останню чергу.

Перш ніж балансувати водень і кисень, доведеться ще раз перерахувати атоми, так як можуть знадобитися додаткові коефіцієнти, щоб збалансувати інші елементи.

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 4

4. Почніть з найменш часто зустрічається елемента. Якщо необхідно збалансувати кілька елементів, виберіть такий, який входить до складу однієї молекули реагентів і однієї молекули продуктів реакції. Таким чином, спочатку слід збалансувати вуглець.

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 5

5. Для балансу додайте коефіцієнт перед єдиним атомом вуглецю. Поставте коефіцієнт перед єдиним атомом вуглецю в правій частині рівняння, щоб збалансувати його з 3 атомами вуглецю в лівій частині.

C₃H₈ + O₂ -> H₂O +3CO₂

Коефіцієнт 3 перед вуглецем в правій частині рівняння вказує на те, що виходить три атома вуглецю, які відповідають трьома атомам вуглецю, що входять в молекулу пропану в лівій частині.

У хімічному рівнянні можна змінювати коефіцієнти перед атомами і молекулами, однак підрядкові індекси повинні залишатися незмінними.

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 6

6. Після цього збалансуйте атоми водню. Після того як ви зрівняли кількість атомів вуглецю в лівій і правій частині, незбалансованими залишилися водень і кисень. Ліва частина рівняння містить 8 атомів водню, стільки ж їх повинно бути і справа. Досягніть цього за допомогою коефіцієнта.

C₃H₈ + O₂ -> 4H₂O + 3CO₂

Ми додали коефіцієнт 4 в правій частині, так як підрядковий індекс показує, що у нас вже є два атома водню.

Якщо помножити коефіцієнт 4 на підрядковий індекс 2, вийде 8.

В результаті в правій частині виходить 10 атомів кисню: 3x2 = 6 атомів в трьох молекулах 3CO₂ і ще чотири атома в чотирьох молекулах води.

Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 7

7. Збалансуйте атоми кисню. Не забудьте врахувати коефіцієнти, які ви використовували для балансування інших атомів. Оскільки ви додали коефіцієнти перед молекулами в правій частині рівняння, кількість атомів кисню змінилося. Тепер у вас 4 атома кисню в молекулах води і 6 атомів кисню в молекулах діоксиду вуглецю. Таким, чином, в праву частину входить 10 атомів кисню.

Додайте коефіцієнт 5 до молекули кисню в лівій частині рівняння. Тепер кожна частина містить по 10 атомів кисню.

C₃H₈ + 5O₂ -> 4H₂O + 3CO₂. Зображення з назвою Balance Chemical Equations Step 7Bullet3

Отже, обидві частини рівняння містять однакову кількість атомів вуглецю, водню і кисню. рівняння збалансовано.

Метод 2 з 2:

алгебраїчний метод

1. Запишіть рівняння реакції. Як приклад розглянемо наступну хімічну реакцію:

PCl₅ + H₂O -> H₃PO₄ + HCl

2. Поставте букву перед кожним з`єднанням:

aPCl₅ + bH₂O -> cH₃PO₄ + dHCl

3. Прирівняти кількість атомів кожного елемента в лівій і правій частинах рівняння.

aPCl₅ + bH₂O -> cH₃PO₄ + dHCl

Зліва маємо 2b атомів водню (по 2 в кожній молекулі H₂O), в той час як справа 3c+d атомів водню (по 3 в кожній молекулі H₃PO₄ і по 1 в кожній молекулі HCl). Оскільки ліва і права частина повинні містити однакову кількість атомів водню, 2b має дорівнювати 3c+d.

Зробіть це для всіх елементів:

P: a=c

Cl: 5a=d

H: 2b= 3c+d

4. Вирішіть систему рівнянь, щоб знайти чисельні значення коефіцієнтів. Система має кілька рішень, так як змінних більше, ніж рівнянь. Необхідно знайти таке рішення, щоб всі коефіцієнти мали вигляд мінімально можливих цілих чисел.

Щоб швидко вирішити систему рівнянь, дамо чисельне значення однієї із змінних. Припустимо, a = 1. Вирішимо систему і знайдемо значення інших змінних:

Для P a = c, тому c = 1

Для Cl 5a = d, тому d = 5

Оскільки для H 2b = 3c + d, знаходимо величину b:

2b = 3 (1) + 5

2b = 3 + 5

2b = 8

b = 4

Таким чином, маємо такі коефіцієнти:

a = 1

b = 4

c = 1

d = 5

Поради

Якщо ви відчуваєте труднощі, для балансування рівнянь хімічних реакцій можна використовувати онлайн-калькулятор. Однак врахуйте, що таким калькулятором забороняється користуватися під час іспиту, тому не покладайтеся лише на нього.
Пам`ятайте, що іноді рівняння можна спростити! Якщо всі коефіцієнти діляться без залишку на ціле число, спростите рівняння.

попередження

Щоб позбутися від дрібних коефіцієнтів, помножте все рівняння (його ліву і праву частину) на знаменник дробу.
Ніколи не використовуйте в якості коефіцієнтів хімічного рівняння дроби - в хімічних реакціях не буває половин молекул або атомів.
У процесі балансування для зручності можна використовувати дробу, однак рівняння не збалансоване до тих пір, поки в ньому залишаються дробові коефіцієнти.