Näide võrrandite tasakaalustamisest proovide abil

Keemiliste võrrandite tasakaalustamine seisneb keemilises reaktsioonis osalevate ainete hulga kindlaksmääramises nii, et need vastaksid toodetud ained, see tähendab, et võrrandi esimeses liikmes reageerivad elemendid on samad, mis jäävad pärast võrrandi teise liikme reaktsiooni. võrrand.

Üks võrrandi tasakaalustamise meetoditest on katse-eksituse meetod. Selle meetodi abil püüame tasakaalustada aatomite arvu keemilises võrrandis, muutes ainete väärtusi ühel või mõlemal küljel, nii et reagentide ja ainete aatomite arv oleks võrdne toodetud. See on katse-eksituse meetod.

Kui uurime keerukat keemilist reaktsiooni, tekib kahtlus, kas reageerivate ainete ja toodetud ainete kogus on võrrandi mõlemal küljel ühesugune. Rakendades katse- ja veatasakaalu, järgime järgmisi samme:

Näide naatriumsulfaadi ja vesinikkloriidhappe tasakaalustamise katsete ja vigade tasakaalustamisest

1. Võtame arvesse nii reageerivate ainete radikaale kui ka neid, mis tekivad. Vaatame järgmist naatriumsulfaadi neutraliseerimisreaktsiooni vesinikkloriidhappega:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Nagu näeme, on võrrandi vasakul pool reagendid: naatriumsulfaat (Na₂SW₃) ja vesinikkloriidhape (HCl). Paremal küljel on reaktsioonisaadused: naatriumkloriid või tavaline sool (NaCl), vesi (H₂O) ja vääveloksiid (SO₂).

Selles võrrandis näeme aineid, mis reageerivad, ja neid, mis tekivad, nende vastavate valemitega. Kuid selleks, et teada saada, kas see võrrand on tasakaalus, peame loendama aatomite arvu mõlemal küljel; kui summa on mõlemal pool sama, siis peame võrrandit tasakaalustatuks. Seega on meil:

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

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Nagu näeme, on võrrandi esimese liikme aatomite arv väiksem kui teise, seega on võrrand tasakaalustamata.

2. Alustame iga elemendi aatomite arvu kindlakstegemisest võrrandi mõlemal küljel:

Vasak külg: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Parem külg: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Nii et meil on võrrandi paremal küljel puudu üks naatriumiaatom, samal ajal kui meil on üks vesinikuaatom alles.

3. Võrrandi tasakaalustamiseks katse-eksituse meetodil peame järgima järgmisi reegleid:

kuni. Me ei lisa elemente, mis ei kuulu võrrandisse.

b. Me ei muuda võrrandi elementide radikaale, see tähendab, et kui vesinikul on ühel küljel radikaal 2, peab see jätkama radikaaliga 2.

c. Jah, aatomite suurenemist saame väljendada, lisades segus mis tahes ühendi aatomite arvu. Seega, kui tahame väljendada, et vesinikkloriidhappes on 4 aatomit, kirjutame 4HCl.

d. Mugav on hakata tasakaalustama elementidega, mis ilmuvad igas liikmes vaid üks kord, jättes vajadusel viimaseks need, mis ilmuvad mitu korda.

ja. Vesinik ja hapnik on tasakaalustamisel viimastena arvesse võetud elemendid.

4. Meil ei ole kindlat kohta, kus oma tasakaalustamist alustada, seega võime alustada kõigist võrrandi liikmetest. Alustame naatriumiaatomitest. Nagu näeme, on esimeses liikmes sulfaatmolekulis reageerimas kaks naatriumiaatomit naatrium, samal ajal kui toodetud aines, naatriumkloriidis, on paremal küljel ainult üks aatom naatrium. See tähendab, et naatriumi tasakaalustamiseks ja selleks, et tulemuses oleks kaks aatomit, peab reaktsiooni paremal küljel olema kaks naatriumkloriidi molekuli. Nii et meil oleks:

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

Na₂SW₃ + HCI -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Nagu näeme, on meil juba sama palju naatriumiaatomeid. Kuid meie võrrand jääb tasakaalustamata. Tegelikult on meil nüüd:

Vasak külg: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Parem külg: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Nüüd on tulemuses kaks kloori aatomit ja ainult üks reagentides. Kui arvestada, et reaktsiooni tulemusel tekib kaks soolaatomit ja reageerivas molekulis on ainult üks klooriaatom, tähendab, et nüüd peame arvestama, et kaks kloori sisaldava ühendi molekuli, see tähendab kaks happe molekuli vesinikkloriidhape. Et kontrollida, kas meie oletus vastab tõele, lisame oma valemile märke, et kaks HCl aatomit reageerivad, ja loendame aatomid uuesti:

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

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Nüüd reageerib meil võrrandi mõlemalt küljelt juba sama arv aatomeid. Lõpuks kontrollime, et mõlemal küljel on iga elemendi sama aatomite arv:

Vasak külg: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Parem külg: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Meil on võrrandi mõlemal küljel sama palju iga elemendi aatomeid, mis tähendab, et meie valem on õigesti tasakaalus. Samuti võime mõista, et kui hakkame tasakaalustama elementide kaudu, mis ilmuvad ainult üks kord, muudavad teised aatomid, antud juhul vesinik, nende väärtusi. sõltuvalt molekulist, milles see on ühendatud, ja võrrandis toimivate molekulide arvust, tasakaalustades ka ülejäänud molekulidega elemendid.

Näide lämmastikhappe ja kaltsiumhüdroksiidi proovide ja vigade tasakaalustamisest:

Nüüd tasakaalustame lämmastikhappe reaktsiooni võrrandit kaltsiumhüdroksiidiga, mis toodab kaltsiumnitraati ja vett:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VÕI

1. Alustame võrrandi mõlemal küljel olevate aatomite ja võrrandi iga elemendi aatomite lugemisega:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VÕI

Vasak külg: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Parem külg: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Seetõttu alustame tasakaalu lämmastikuga. Reaktsioonide poolel on meil kaks aatomit, samas kui reaktantides on ainult üks. Saame seda tasakaalustada, kui arvestada, et kaks lämmastikhappe molekuli toimivad, nii et meie valem ja aatomite arv näeks välja selline:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VÕI

Vasak külg: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Parem külg: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Tasakaalustasime juba lämmastikku, kuid võrrand on endiselt tasakaalust väljas.

2. Oma võrrandit vaadates näeme, et meil on juba sama palju lämmastiku- ja kaltsiumiaatomeid. See tähendab, et ühe kaltsiumnitraadi molekuli tootmiseks on meil juba õige kogus lämmastikhappe ja kaltsiumhüdroksiidi molekule. Kõigi elementide aatomite võrdlemisel leiame, et parempoolsel võrrandil puudub tasakaalustamiseks üks hapniku ja kaks vesiniku molekuli Mida see tähendab? Noh, üks hapniku ja kaks vesiniku molekuli toodavad vett ja kuna reaktsioonis on juba üks veemolekul, tähendab see, et ei toodeta üht, vaid kahte veemolekuli.

Lisame oma valemile, et toodetakse kaks veemolekuli, ja loeme üles aatomid ja elemendid:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + 2H₂VÕI

Vasak külg: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Parem külg: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Meie võrrand on õigesti tasakaalus.