Primjer pokusnog uravnoteženja jednadžbi

Uravnoteženje kemijskih jednadžbi sastoji se u utvrđivanju količine tvari koje sudjeluju u kemijskoj reakciji tako da odgovaraju količini proizvedene tvari, odnosno elementi koji reagiraju u prvom članu jednadžbe isti su koji ostaju nakon reakcije u drugom članu jednadžbe. jednadžba.

Jedna od metoda uravnoteženja jednadžbe je metoda pokušaja i pogrešaka. Ovom metodom pokušat ćemo uravnotežiti broj atoma u kemijskoj jednadžbi, mijenjajući vrijednosti tvari prisutni na jednoj ili obje strane, tako da postoji jednak broj atoma reaktanata i tvari proizvedeno. To je metoda pokušaja i pogrešaka.

Kada proučavamo složenu kemijsku reakciju, postoji dvojba jesu li količina reakcijskih tvari i proizvedene tvari jednake na obje strane jednadžbe. Primjenjujući uravnoteženje pokušaja i pogrešaka, slijedit ćemo sljedeće korake:

Primjer uravnoteženja pokušaja i pogreške natrijevog sulfata s klorovodičnom kiselinom:

1. Uzimamo u obzir radikale reakcijskih tvari, kao i one koji se proizvode. Pogledajmo sljedeću reakciju neutralizacije natrijevog sulfata s klorovodičnom kiselinom:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Kao što vidimo, na lijevoj strani jednadžbe imamo reaktante: natrijev sulfat (Na₂SW₃) i klorovodična kiselina (HCl). S desne strane imamo produkte reakcije: natrijev klorid ili uobičajena sol (NaCl), voda (H₂O) i sumporni oksid (SO₂).

U ovoj jednadžbi možemo vidjeti supstance koje reagiraju i one koje se proizvode sa svojim odgovarajućim formulama. Međutim, da bismo znali je li ova jednadžba uravnotežena, moramo izbrojiti broj atoma s obje strane; ako je zbroj jednak na obje strane, tada jednadžbu smatramo uravnoteženom. Tako imamo:

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

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Kao što vidimo, broj atoma u prvom članu jednadžbe manji je od drugog, pa je jednadžba neuravnotežena.

2. Započet ćemo identificiranjem broja atoma svakog elementa na obje strane jednadžbe:

Lijeva strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Desna strana: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Dakle, imamo da na desnoj strani naše jednadžbe nedostaje jedan atom natrija, dok nam je ostao jedan atom vodika.

3. Da bismo uravnotežili jednadžbu metodom pokušaja i pogrešaka, moramo slijediti sljedeća pravila:

do. Nećemo dodavati elemente koji ne pripadaju jednadžbi.

b. Nećemo modificirati radikale elemenata jednadžbe, odnosno ako vodik s jedne strane ima radikal 2, mora nastaviti s radikalom 2.

c. Da, porast atoma možemo izraziti dodavanjem broja atoma bilo kojeg spoja u smjesi. Dakle, ako želimo izraziti da postoje 4 atoma klorovodične kiseline, napisat ćemo 4HCl.

d. Prikladno je započeti balansiranje s elementima koji se pojavljuju samo jednom u svakom članu, ostavljajući one koji se pojavljuju više puta do posljednjeg, ako je potrebno.

i. Vodik i kisik su među posljednjim elementima koje treba uzeti u obzir za uravnoteženje.

4. Nemamo određeno mjesto za početak uravnoteženja, pa možemo započeti s bilo kojim članom jednadžbe. Započet ćemo s atomima natrija. Kao što vidimo, u prvom članu postoje dva atoma natrija koji reagiraju u molekuli sulfata natrija, dok je na desnoj strani u proizvedenoj tvari natrijev klorid samo jedan atom natrij. To znači da da bi se uravnotežio natrij i da bi u rezultatu bila dva atoma, na desnoj strani reakcije moraju biti dvije molekule natrijevog klorida. Tako bismo imali:

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

Na₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Kao što vidimo, već imamo jednak broj atoma natrija. Ali naša jednadžba ostaje neuravnotežena. Zapravo sada imamo:

Lijeva strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Desna strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Sada u rezultatu imamo dva atoma klora i samo jedan u reagensima. Ako uzmemo u obzir da rezultat reakcije stvara dva atoma soli, a u reakcijskoj molekuli postoji samo jedan atom klora, znači da sada moramo uzeti u obzir da djeluju dvije molekule spoja koji sadrže klor, odnosno dvije molekule kiseline klorovodična. Da bismo provjerili je li naša pretpostavka istinita, našoj formuli dodamo naznaku da dva HCl-atoma reagiraju i ponovno izbrojimo atome:

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

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Sada već imamo jednak broj atoma koji reagiraju s obje strane jednadžbe. Na kraju provjeravamo postoji li na obje strane jednak broj atoma svakog elementa:

Lijeva strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Desna strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Imamo jednak broj atoma svakog elementa na obje strane jednadžbe, što znači da je naša formula ispravno uravnotežena. Također možemo shvatiti da kada počnemo uravnotežiti elemente koji se pojave samo jednom, drugi atomi, u ovom slučaju vodik, mijenjaju svoje vrijednosti. ovisno o molekuli u kojoj se kombinira i broju molekula koje djeluju u jednadžbi, također uravnotežujući zajedno s ostatkom elementi.

Primjer uravnoteženja pokušaja i pogrešaka dušične kiseline s kalcijevim hidroksidom:

Sada ćemo uravnotežiti jednadžbu reakcije dušične kiseline s kalcijevim hidroksidom, koji stvara kalcijev nitrat i vodu:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NE₃)₂ + H₂ILI

1. Počinjemo s brojanjem atoma na svakoj strani jednadžbe i atoma u svakom elementu jednadžbe:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NE₃)₂ + H₂ILI

Lijeva strana: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Desna strana: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Stoga ćemo započeti ravnotežu dušikom. Na strani reakcija imamo dva atoma, dok je u reaktantima samo jedan. To možemo uravnotežiti uzimajući u obzir da djeluju dvije molekule dušične kiseline, pa bi naša formula i naš broj atoma izgledali ovako:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NE₃)₂ + H₂ILI

Lijeva strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Desna strana: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Već smo uravnotežili dušik, ali jednadžba još uvijek nije u ravnoteži.

2. Gledajući našu jednadžbu, vidimo da već imamo jednak broj atoma dušika i kalcija. To znači da već imamo pravu količinu molekula dušične kiseline i kalcijevog hidroksida za proizvodnju jedne molekule kalcijevog nitrata. Uspoređujući atome svih elemenata, imamo kako jednadžbi na desnoj strani nedostaje jedna molekula kisika i dvije vodika koje treba uravnotežiti. Što to znači? Pa, jedna molekula kisika i dvije vodika proizvode vodu, a budući da je u reakciji već prisutna jedna molekula vode, to znači da se ne stvara jedna, već dvije molekule vode.

Našoj formuli dodamo da se stvaraju dvije molekule vode i izbrojimo atome i elemente:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NE₃)₂ + 2H₂ILI

Lijeva strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Desna strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Naša je jednadžba pravilno uravnotežena.