Beispiel für Ausgleichsgleichungen durch Versuch

Der Ausgleich chemischer Gleichungen besteht darin, die Menge der Stoffe, die an einer chemischen Reaktion beteiligt sind, so festzulegen, dass sie der Menge von produzierten Stoffe, dh die Elemente, die im ersten Glied der Gleichung reagieren, sind die gleichen, die nach der Reaktion im zweiten Glied der Gleichung verbleiben. Gleichung.

Eine der Methoden zum Ausgleichen einer Gleichung ist die Trial-and-Error-Methode. Bei dieser Methode werden wir versuchen, die Anzahl der Atome in der chemischen Gleichung auszugleichen und die Werte der Substanzen zu ändern modify ein- oder beidseitig vorhanden, so dass die Atomzahl der Reaktanden und der Stoffe gleich ist produziert. Es ist eine Methode von Versuch und Irrtum.

Wenn wir eine komplexe chemische Reaktion untersuchen, stellt sich die Frage, ob die Menge der reagierenden Stoffe und die produzierten Stoffe auf beiden Seiten der Gleichung gleich sind. Bei Anwendung von Trial-and-Error-Balancing werden wir die folgenden Schritte ausführen:

Beispiel für Trial-and-Error-Balancing von Natriumsulfat mit Salzsäure:

1. Dabei berücksichtigen wir sowohl die Radikale der reagierenden Stoffe als auch die dabei entstehenden. Betrachten wir die folgende Neutralisationsreaktion von Natriumsulfat mit Salzsäure:

N / A₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Wie wir sehen, haben wir auf der linken Seite der Gleichung die Reaktanten: Natriumsulfat (Na₂SW₃) und Salzsäure (HCl). Auf der rechten Seite haben wir die Reaktionsprodukte: Natriumchlorid oder Kochsalz (NaCl), Wasser (H₂O) und Schwefeloxid (SO₂).

In dieser Gleichung können wir die reagierenden und die produzierten Stoffe mit ihren jeweiligen Formeln sehen. Um jedoch zu wissen, ob diese Gleichung ausgeglichen ist, müssen wir die Anzahl der Atome auf beiden Seiten zählen; Wenn die Summe auf beiden Seiten gleich ist, betrachten wir die Gleichung als ausgeglichen. Somit haben wir:

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

N / A₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Wie wir sehen können, ist die Anzahl der Atome im ersten Glied der Gleichung kleiner als im zweiten, also ist die Gleichung unausgeglichen.

2. Wir beginnen damit, die Anzahl der Atome jedes Elements auf beiden Seiten der Gleichung zu identifizieren:

Linke Seite: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Rechte Seite: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Auf der rechten Seite unserer Gleichung fehlt also ein Natriumatom, während ein Wasserstoffatom übrig bleibt.

3. Um eine Gleichung durch Versuch und Irrtum auszugleichen, müssen wir die folgenden Regeln befolgen:

zu. Wir werden keine Elemente hinzufügen, die nicht zur Gleichung gehören.

b. Wir werden die Radikale der Elemente der Gleichung nicht ändern, dh wenn der Wasserstoff auf einer Seite ein 2-Radikal hat, muss es mit dem 2-Radikal fortfahren.

c. Ja, wir können die Zunahme der Atome ausdrücken, indem wir die Anzahl der Atome einer der Verbindungen in der Mischung addieren. Wenn wir also ausdrücken wollen, dass es 4 Salzsäureatome gibt, schreiben wir 4HCl.

d. Es ist praktisch, mit den Elementen zu beginnen, die in jedem Element nur einmal vorkommen, und die, die mehr als einmal vorkommen, bei Bedarf bis zum letzten zu belassen.

und. Wasserstoff und Sauerstoff gehören zu den letzten Elementen, die beim Ausgleich berücksichtigt werden müssen.

4. Wir haben keinen bestimmten Ort, um mit unserem Balancing zu beginnen, also können wir mit jedem der Elemente der Gleichung beginnen. Wir beginnen mit den Natriumatomen. Wie wir sehen, reagieren im ersten Glied zwei Natriumatome im Sulfatmolekül Natrium, während auf der rechten Seite in der produzierten Substanz, Natriumchlorid, nur ein Atom von Natrium. Dies bedeutet, dass zum Ausgleich des Natriums und damit zwei Atome im Ergebnis zwei Moleküle Natriumchlorid auf der rechten Seite der Reaktion sein müssen. Wir hätten also:

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

N / A₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Wie wir sehen, haben wir bereits die gleiche Anzahl an Natriumatomen. Aber unsere Gleichung bleibt unausgewogen. Tatsächlich haben wir jetzt:

Linke Seite: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Rechte Seite: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Jetzt haben wir zwei Chloratome im Ergebnis und nur eines in den Reagenzien. Wenn wir bedenken, dass das Ergebnis der Reaktion zwei Salzatome erzeugt und es nur ein Chloratom im reagierenden Molekül gibt, bedeutet, dass wir nun berücksichtigen müssen, dass zwei Moleküle der chlorhaltigen Verbindung wirken, also zwei Moleküle Säure Salzsäure. Um zu überprüfen, ob unsere Annahme wahr ist, fügen wir unserer Formel den Hinweis hinzu, dass zwei HCl-Atome reagieren und zählen die Atome erneut:

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

N / A₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Jetzt haben wir bereits die gleiche Anzahl von Atomen, die von beiden Seiten der Gleichung reagieren. Abschließend überprüfen wir, dass auf beiden Seiten die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements vorhanden ist:

Linke Seite: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Rechte Seite: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Wir haben auf beiden Seiten der Gleichung die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements, was bedeutet, dass unsere Formel richtig ausbalanciert ist. Wir können auch verstehen, dass andere Atome, in diesem Fall Wasserstoff, ihre Werte ändern, wenn wir beginnen, durch die Elemente, die nur einmal vorkommen, auszubalancieren. abhängig von dem Molekül, in dem es kombiniert ist, und der Anzahl der Moleküle, die in der Gleichung wirken, auch zusammen mit dem Rest ausgleichen Elemente.

Beispiel für Trial-and-Error-Balancing von Salpetersäure mit Calciumhydroxid:

Jetzt werden wir die Gleichung für die Reaktion von Salpetersäure mit Calciumhydroxid ausgleichen, die Calciumnitrat und Wasser produziert:

HNO₃ + Ca(OH)₂ -> Ca (NEIN₃)₂ + H₂ODER

1. Wir beginnen damit, die Atome auf jeder Seite der Gleichung und die Atome in jedem Element der Gleichung zu zählen:

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

HNO₃ + Ca(OH)₂ -> Ca (NEIN₃)₂ + H₂ODER

Linke Seite: N = 1; Ca = 1; 0 = 5; H = 3

Rechte Seite: N = 2; Ca = 1; 0 = 7; H = 2

Wir beginnen unsere Bilanz daher mit Stickstoff. Auf der Seite der Reaktionen haben wir zwei Atome, während es in den Reaktanten nur eines gibt. Wir können dies ausgleichen, indem wir bedenken, dass zwei Salpetersäuremoleküle wirken, daher würden unsere Formel und unsere Atomzahl wie folgt aussehen:

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

2HNO₃ + Ca(OH)₂ -> Ca (NEIN₃)₂ + H₂ODER

Linke Seite: N = 2; Ca = 1; 0 = 8; H = 4

Rechte Seite: N = 2; Ca = 1; 0 = 7; H = 2

Wir haben den Stickstoff bereits ausgeglichen, aber die Gleichung ist immer noch aus dem Gleichgewicht geraten.

2. Wenn wir unsere Gleichung betrachten, sehen wir, dass wir bereits die gleiche Anzahl von Stickstoff- und Kalziumatomen haben. Dies bedeutet, dass wir bereits die richtige Menge an Salpetersäure- und Calciumhydroxid-Molekülen haben, um ein Molekül Calciumnitrat herzustellen. Wenn wir die Atome aller Elemente vergleichen, haben wir, dass der Gleichung auf der rechten Seite ein Sauerstoffmolekül und zwei Wasserstoffmoleküle fehlen, um ausgeglichen zu werden. Was bedeutet das? Nun, ein Sauerstoffmolekül und zwei Wasserstoffmoleküle produzieren Wasser, und da bei der Reaktion bereits ein Wassermolekül vorhanden ist, bedeutet dies, dass nicht ein, sondern zwei Wassermoleküle produziert werden.

Wir fügen unserer Formel hinzu, dass zwei Wassermoleküle produziert werden, und wir zählen Atome und Elemente auf:

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

2HNO₃ + Ca(OH)₂ -> Ca (NEIN₃)₂ + 2H₂ODER

Linke Seite: N = 2; Ca = 1; 0 = 8; H = 4

Rechte Seite: N = 2; Ca = 1; 0 = 8; H = 4

Unsere Gleichung ist richtig ausbalanciert.