Eksempel på afbalancering af ligninger ved prøve

Afvejningen af ​​kemiske ligninger består i at bestemme mængden af ​​stoffer, der deltager i en kemisk reaktion, så de svarer til mængden af stoffer, der produceres, det vil sige elementerne, der reagerer i det første medlem af ligningen, er de samme, som forbliver efter reaktionen i det andet medlem af ligningen. ligning.

En af metoderne til at afbalancere en ligning er prøve- og fejlmetoden. I denne metode vil vi forsøge at afbalancere antallet af atomer i den kemiske ligning ved at ændre stoffernes værdier til stede på den ene eller begge sider, så der er lighed mellem antallet af atomer i reaktanterne og stofferne produceret. Det er en metode til forsøg og fejl.

Når vi studerer en kompleks kemisk reaktion, er der tvivl om, hvorvidt mængden af ​​reagerende stoffer og de producerede stoffer er den samme på begge sider af ligningen. Når vi anvender balance mellem prøve og fejl, følger vi følgende trin:

Eksempel på afprøvning og afvejning af natriumsulfat med saltsyre:

1. Vi tager højde for radikaler fra de reagerende stoffer såvel som dem, der produceres. Lad os se følgende neutraliseringsreaktion af natriumsulfat med saltsyre:

Na₂SW₃ + HCI -> NaCl + H₂O + SO₂

Som vi kan se, har vi på venstre side af ligningen reaktanterne: natriumsulfat (Na₂SW₃) og saltsyre (HCI). På højre side har vi reaktionsprodukterne: Natriumchlorid eller almindeligt salt (NaCl), vand (H₂O) og svovloxid (SO₂).

Vi kan i denne ligning se de stoffer, der reagerer, og de der produceres med deres respektive formler. Men for at vide, om denne ligning er afbalanceret, skal vi tælle antallet af atomer på begge sider; hvis summen er den samme på begge sider, betragter vi ligningen som afbalanceret. Således har vi:

2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + HCI -> NaCl + H₂O + SO₂

Som vi kan se, er antallet af atomer i det første medlem af ligningen mindre end det andet, så ligningen er ubalanceret.

2. Vi starter med at identificere antallet af atomer for hvert element på begge sider af ligningen:

Venstre side: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Højre side: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Så vi har, at vi på højre side af vores ligning mangler et natriumatom, mens vi har et hydrogenatom tilbage.

3. For at afbalancere en ligning ved forsøg og fejl skal vi følge følgende regler:

til. Vi tilføjer ikke elementer, der ikke hører til ligningen.

b. Vi vil ikke ændre radikaler af elementerne i ligningen, det vil sige, hvis brint på den ene side har en radikal 2, skal den fortsætte med radikal 2.

c. Ja, vi kan udtrykke stigningen i atomer ved at tilføje antallet af atomer for nogen af ​​forbindelserne i blandingen. Således, hvis vi ønsker at udtrykke, at der er 4 atomer saltsyre, vil vi skrive 4HCl.

d. Det er praktisk at begynde at balancere med de elementer, der kun vises en gang i hvert medlem, og om nødvendigt lade dem, der vises mere end en gang, til sidst.

og. Brint og ilt er blandt de sidste elementer, der skal overvejes for at afbalancere.

4. Vi har ikke et bestemt sted at starte vores afbalancering, så vi kan starte med nogen af ​​medlemmerne af ligningen. Vi starter med natriumatomer. Som vi kan se, er der i det første medlem to natriumatomer til at reagere i sulfatmolekylet natrium, mens der i højre side, i det producerede stof, natriumchlorid, kun er et atom af natrium. Dette betyder, at der for at være balance i natrium og for at der skal være to atomer i resultatet, skal der være to molekyler natriumchlorid på højre side af reaktionen. Så vi ville have:

2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + HCI -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Som vi kan se, har vi allerede det samme antal natriumatomer. Men vores ligning forbliver ubalanceret. I virkeligheden har vi nu:

Venstre side: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Højre side: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Nu har vi to kloratomer i resultatet og kun et i reagenserne. Hvis vi mener, at resultatet af reaktionen producerer to saltatomer, og der kun er et kloratom i det reagerende molekyle, betyder, at vi nu skal overveje, at to molekyler af forbindelsen, der indeholder klor, virker, dvs. to syremolekyler saltsyre. For at kontrollere, om vores antagelse er sand, tilføjer vi til vores formel indikationen om, at to HCI-atomer reagerer, og vi tæller atomerne igen:

2 + 1 + 3 + 2 + 2 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Nu har vi allerede det samme antal atomer, der reagerer fra begge sider af ligningen. Endelig kontrollerer vi, at der på begge sider er det samme antal atomer for hvert element:

Venstre side: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Højre side: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Vi har det samme antal atomer i hvert element på begge sider af ligningen, hvilket betyder, at vores formel er korrekt afbalanceret. Vi kan også forstå, at når vi begynder at balancere gennem de elementer, der kun vises en gang, ændrer andre atomer, i dette tilfælde brint, deres værdier. afhængigt af det molekyle, hvori det kombineres, og antallet af molekyler, der virker i ligningen, og også balancerer sammen med resten af elementer.

Eksempel på afprøvning og afvejning af salpetersyre med calciumhydroxid:

Nu skal vi afbalancere ligningen for reaktionen mellem salpetersyre og calciumhydroxid, som producerer calciumnitrat og vand:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ELLER

1. Vi starter med at tælle atomerne i hver side af ligningen og atomerne i hvert element i ligningen:

1 + 1 + 3 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ELLER

Venstre side: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Højre side: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Vi begynder derfor vores balance med kvælstof. På siden af ​​reaktionerne har vi to atomer, mens der i reaktanterne kun er et. Vi kan afveje dette ved at overveje, at to salpetersyremolekyler virker, så vores formel og vores atomantal vil se sådan ud:

2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ELLER

Venstre side: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Højre side: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Vi har allerede afbalanceret kvælstof, men ligningen er stadig ude af balance.

2. Når vi ser på vores ligning, ser vi, at vi allerede har det samme antal nitrogen- og calciumatomer. Det betyder, at vi allerede har den rigtige mængde salpetersyre og calciumhydroxidmolekyler til at producere et molekyle calciumnitrat. Når man sammenligner atomerne i alle elementerne, har vi, at ligningen på højre side mangler et iltmolekyle og to hydrogen, der skal balanceres. Hvad betyder det? Et iltmolekyle og to brint producerer vand, og da der allerede er et vandmolekyle til stede i reaktionen, betyder det, at der ikke produceres et, men to vandmolekyler.

Vi tilføjer til vores formel, at der produceres to vandmolekyler, og vi fortæller atomer og grundstoffer:

2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 4 + 2

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + 2H₂ELLER

Venstre side: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Højre side: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Vores ligning er korrekt afbalanceret.