Balansering av kjemiske ligninger

Hva er balansering av kjemiske ligninger?

Balansering av kjemiske ligninger er en matematisk operasjon som utføres for å opprettholde loven om bevaring av materie i reaksjoner. Materie er ikke opprettet eller ødelagt. Derfor må antallet atomer før og etter en kjemisk reaksjon være det samme, både i reagensene og i produktene.

For å balansere en kjemisk ligning må du telle atomene før og etter pilen. Hvis tallene sammenfaller, betyr det at reaksjonen er balansert. Ellers vil det være nødvendig å matche disse tallene ved å endre de støkiometriske koeffisientene etter prøving og feiling, dette er den enkleste og mest intuitive metoden for balanse.

Eksempel på kjemisk balansering av reaksjonen mellom metan og to oksygenmolekyler

Når det er balansert av prøving og feiling, er det som om de ble fjernet eller tilsatt atomer på en av de to sidene av Subbaja. Inntil subbajaen ikke er suspendert horisontalt, vil den kjemiske ligningen ikke være fullstendig balansert. Det kan ikke være mer (skape materie) eller mindre atomer (ødelegge materie) på noen sider.

Enkle balansering av eksempler på ligninger

I de følgende eksemplene vil du se balanserte eller enkle å balansere kjemiske ligninger. Alle må ha til felles at antallet atomer, for hvert av elementene, vil være det samme før og etter pilen når den kjemiske ligningen er balansert.

Kvikksølvoksidasjon

2hg +o₂  → Hg₂ENTEN₂

Vi har to elementer: kvikksølv (HG) og oksygen (O). Vi uttrykker antall atomer før (reagenser) og deretter (produkter) av pilen:

HG: 2 (til venstre) - 2 (til høyre)

Det kan tjene deg: molar fraksjon: hvordan det beregnes, eksempler, øvelser

O: 2 (til venstre) - 2 (til høyre)

Ligningen er balansert fordi Hg -atomer og eller er den samme på begge sider av pilen.

Hydrogenforbrenning

H₂ + ENTEN₂  → H₂ENTEN

Vi har to elementer igjen: hydrogen (H) og oksygen (O). Gjenta forrige trinn:

H: 2 - 2

O: 2 - 1

På venstre side er det et oksygen mer enn til høyre. Vi må derfor legge til en annen riktig oksygen. For å gjøre dette, endrer vi de støkiometriske koeffisientene, som er tallene som følger med og går foran formlene. Hvis vi plasserer en 2 foran H₂Eller vil gi oss:

H₂ + ENTEN₂  → 2H₂ENTEN

H: 2 - 4

O: 2 - 2

Oksygen er balansert. Men ikke hydrogener. Du må legge til to hydrogener nå til venstre:

2H₂ + ENTEN₂ → 2H₂ENTEN

H: 4 - 4

O: 2 - 2

Og ligningen er endelig balansert: samme antall H og eller før og etter pilen.

Merk at støkiometriske koeffisienter (2 for h₂ og 1 for o₂) Multipliser abonnentene til formlene. Denne multiplikasjonen vil gi oss det totale antallet atomer for et spesifikt element.

Magnesiumreduksjon

MG (nei₃)₂  +  2li → Mg +2lino₃

Vi evaluerer atomnumre for hvert element:

MG: 1 - 1

Li: 2 - 2

N: 2 - 2

O: 6 - 6

Den kjemiske ligningen er allerede balansert, og det er ikke nødvendig å balansere den.

Løste øvelser

Før du fortsetter med å balansere enhver ligning, er det alltid nødvendig å bekrefte om den ikke lenger er balansert. Når det er sagt, fortsetter vi med følgende øvelse:

Oppgave 1

Balansert eller ikke?

Tro₂ENTEN₃ + H₂O → tro (OH)₃

Vi har tre elementer: jern (tro), hydrogen og oksygen. Et forslag på tidspunktet for balanse ligninger er å begynne å telle atomnumrene til det mindre rikelig elementet i ligningen; som vanligvis er forskjellig fra H og O. Dermed teller vi først troens atomer:

Det kan tjene deg: metylsalisylat

Tro: 2 - 1

Abonnement 3 av (OH)₃ Ikke multipliser troen til venstre. For H og O har vi:

H: 2 - 3

O: 4 - 3

Alle elementene er ubalanserte.

Svingende

Før til og med balanserer H og O, må vi balansere troens atomer: det minst rike elementet, siden det knapt er 3 tro, i motsetning til 5 timer og 7 eller 7 eller 7. Du må legge til en tro til høyre:

Tro: 2 - 2

Det som er lik en 2 som støkiometrisk koeffisient foran troen (OH)₃. Ligningen vil forbli:

Tro₂ENTEN₃ + H₂O → 2fe (OH)₃

Tro: 2 - 2

H: 2 - 6

O: 4 - 6

Men H og O eller fortsetter ubalansert. En h₂Eller bidra med 2 timer og vi mangler 4 timer. Derfor vil vi legge til ytterligere to H₂Eller for oss å ha tre H₂ENTEN:

Tro₂ENTEN₃ + 3H₂O → 2fe (OH)₃

Og vi evaluerer igjen:

Tro: 2 - 2

H: 6 - 6

O: 6 - 6

Legg merke til hvordan de balanserte dem når vi en gang balanserte h. Ligningen er endelig balansert.

Oppgave 2

Balansert eller ikke?

Ch₄  +  ENTEN₂  → co₂  +  H₂ENTEN

Vi evaluerer antall atomer for alle de nåværende elementene:

C: 1 - 1

H: 4 - 2

O: 2 - 3

Karbon er balansert, men det samme skjer ikke med hydrogen og oksygen. Ligningen er ubalansert.

Svingende

Siden C er balansert, ønsker vi ikke å endre de støkiometriske koeffisientene til CH₄ eller co₂. I det minste ikke i prinsippet.

Vi fokuserer oppmerksomheten på H og O, spesielt på H. Fordi? For å se ligningen er det lettere å balansere H før eller. Vi må legge 2 timer til høyre, plassere en koeffisient 2 foran H₂ENTEN:

Ch₄  +  ENTEN₂  → co₂  +  2H₂ENTEN

C: 1 - 1

H: 4 - 4

O: 2 - 4

C og H er balansert. Vi er igjen 2 eller igjen. Hvis hver eller₂ bidrar med 2 eller vil vi legge til en eller₂ ekstra slik at de er 4 eller til venstre. Dette er det samme som å plassere en koeffisient 2 foran O₂:

Kan tjene deg: svoveloksid

Ch₄  +  2₂  → co₂  +  2H₂ENTEN

C: 1 - 1

H: 4 - 4

O: 4 - 4

Og ligningen er endelig balansert.

Øvelse 3

Balansert eller ikke?

N₂ + H₂  → NH₃

Vi evaluerer for våre to elementer n og h:

N: 2 - 1

H: 2 - 3

Ligningen er ikke balansert.

Svingende

Vi begynner å balansere n, elementet forskjellig fra H. Vi mangler en rettighet, og som hver NH₃ bidrar med 1 n, vi må legge til en annen NH₃ Å ha 2 n:

N₂ + H₂  → 2NH₃

N: 2 - 2

H: 2 - 6

Og nå savner vi venstre. Hvis hver h₂ Bidra med 2 timer til ligningen, så må vi legge til ytterligere to slik at det er 6 timer. Dette er det samme som å plassere en støkiometrisk koeffisient 3 foran H₂:

N₂ + 3H₂  → 2NH₃

N: 2 - 2

H: 6 - 6

Og den kjemiske ligningen er endelig balansert.

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). Cengage Learning.
2. Kjemi librettexts. (23. november 2020). Hvordan skrive balanserte kjemiske ligninger. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
3. Wikipedia. (2020). Kjemisk ligning. Hentet fra: i.Wikipedia.org
4. Prinsipper for kjemi. (s.F.). Skrive og balansere kjemiske ligninger. [PDF]. Hentet fra: Web.Ung.Edu
5. PHET. (s.F.). Balansering av kjemiske ligninger. Gjenopprettet fra: PHET.Colorado.Edu
6. Armando Marín f. (s.F.). Generell kjemi: balansering av ligninger. [PDF]. Gjenopprettet fra: Depa.Fquim.Unam.MX