Példa az egyenletek kiegyensúlyozására próbával

A kémiai egyenletek kiegyensúlyozása abból áll, hogy meghatározzuk a kémiai reakcióban részt vevő anyagok mennyiségét úgy, hogy azok megfeleljenek a vegyi anyag mennyiségének. előállított anyagok, vagyis az egyenlet első tagjában reakcióba lépő elemek ugyanazok, amelyek az egyenlet második tagjában a reakció után megmaradnak. egyenlet.

Az egyenlet kiegyensúlyozásának egyik módszere a próba és hiba módszer. Ebben a módszerben megpróbáljuk egyensúlyba hozni az atomok számát a kémiai egyenletben, módosítva az anyagok értékeit az egyik vagy mindkét oldalon jelen van, így a reaktánsok és az anyagok atomjainak száma egyenlő előállított. Ez egy próba és hiba módszer.

Amikor egy komplex kémiai reakciót vizsgálunk, kétség merül fel afelől, hogy a reakcióba lépő anyagok és az előállított anyagok mennyisége megegyezik-e az egyenlet mindkét oldalán. A próba és hiba kiegyensúlyozásával a következő lépéseket fogjuk követni:

Példa a nátrium-szulfát sósavval történő próbaverziójának kiegyenlítésére:

1. Figyelembe vesszük a reakcióba lépő anyagok gyökeit, valamint azokat, amelyek keletkeznek. Lássuk a következő nátrium-szulfát sósavval történő semlegesítési reakcióját:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Amint láthatjuk, az egyenlet bal oldalán találhatók a reagensek: nátrium-szulfát (Na₂SW₃) és sósav (HCl). A jobb oldalon a reakciótermékek találhatók: nátrium-klorid vagy közönséges só (NaCl), víz (H₂O) és kén-oxid (SO₂).

Ebben az egyenletben láthatjuk a reakcióba lépő és a keletkező anyagokat a megfelelő képletükkel. Ahhoz azonban, hogy tudjuk, hogy ez az egyenlet kiegyensúlyozott-e, meg kell számolnunk az atomok számát mindkét oldalon; ha az összeg mindkét oldalon megegyezik, akkor az egyenletet kiegyensúlyozottnak tekintjük. Így van:

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

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Mint láthatjuk, az egyenlet első tagjában az atomok száma kisebb, mint a másodiké, ezért az egyenlet kiegyensúlyozatlan.

2. Kezdjük azzal, hogy azonosítjuk az egyes elemek atomjainak számát az egyenlet mindkét oldalán:

Bal oldal: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Jobb oldal: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Tehát megvan, hogy az egyenletünk jobb oldalán hiányzik egy nátriumatom, míg egy hidrogénatom megmaradt.

3. Az egyenlet próbával és hibával történő kiegyensúlyozásához a következő szabályokat kell követnünk:

nak nek. Nem adunk hozzá olyan elemeket, amelyek nem tartoznak az egyenlethez.

b. Az egyenlet elemeinek gyökeit nem módosítjuk, vagyis ha az egyik oldalon a hidrogénnek van 2 gyöke, akkor folytatnia kell a 2 gyököt.

c. Igen, az atomok növekedését úgy fejezhetjük ki, hogy hozzáadjuk a keverék bármely vegyületének atomszámát. Tehát, ha azt akarjuk kifejezni, hogy 4 atom sósav van, akkor 4HCl-t írunk.

d. Kényelmes kezdeni az egyensúlyt azokkal az elemekkel, amelyek minden tagban csak egyszer jelennek meg, szükség esetén az utolsóra hagyva azokat, amelyek többször is megjelennek.

és. A hidrogén és az oxigén az utolsó elem, amelyet mérlegelni kell.

4. Nincs határozott helyünk az egyensúlyozás megkezdésére, ezért az egyenlet bármelyik tagjával kezdhetünk. Kezdjük a nátrium atomokkal. Mint láthatjuk, az első tagban két nátriumatom reagál a szulfátmolekulában míg a jobb oldalon, az előállított anyagban, a nátrium-kloridban, csak egy atom van nátrium. Ez azt jelenti, hogy a nátrium kiegyensúlyozásához és ahhoz, hogy két atom legyen az eredményben, a reakció jobb oldalán két nátrium-klorid molekulának kell lennie. Tehát lenne:

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

Na₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Mint láthatjuk, már ugyanannyi nátriumatomunk van. De az egyenletünk kiegyensúlyozatlan marad. Valójában most van:

Bal oldal: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Jobb oldal: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Most két klóratom van az eredményben, és csak egy van a reagensekben. Ha figyelembe vesszük, hogy a reakció eredménye két sóatomot eredményez, és a reagáló molekulában csak egy klóratom van, azt jelenti, hogy most figyelembe kell vennünk a klórt tartalmazó vegyület két molekuláját, vagyis két savmolekulát sósav. Annak ellenőrzésére, hogy feltételezésünk igaz-e, képletünkhöz hozzáadjuk azt a jelzést, hogy két HCl atom reagál, és ismét megszámoljuk az atomokat:

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

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Most már ugyanannyi atom reagál az egyenlet mindkét oldaláról. Végül ellenőrizzük, hogy mindkét oldalon ugyanannyi atom található minden elemnél:

Bal oldal: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Jobb oldal: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Az egyenlet mindkét oldalán azonos számú atom található az egyes elemekben, ami azt jelenti, hogy képletünk megfelelően kiegyensúlyozott. Nagyra értékelhetjük azt is, hogy amikor a csak egyszer megjelenő elemek révén kezdünk egyensúlyozni, akkor más atomok, jelen esetben a hidrogén megváltoztatják az értékeiket. attól függően, hogy melyik molekulában van kombinálva, és hány molekula működik az egyenletben, egyensúlyozva a többi molekulával is elemek.

Példa a salétromsav és a kalcium-hidroxid kísérleteinek és hibáinak kiegyensúlyozására:

Most kiegyensúlyozzuk a salétromsav és kalcium-hidroxid reakciójának egyenletét, amely kalcium-nitrátot és vizet állít elő:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VAGY

1. Kezdjük azzal, hogy megszámoljuk az egyenlet mindkét oldalán lévő atomokat és az egyenlet egyes elemeiben található atomokat:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VAGY

Bal oldal: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Jobb oldal: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Ezért egyensúlyunkat nitrogénnel kezdjük. A reakciók oldalán két atom található, míg a reagensekben csak egy van. Ezt kiegyensúlyozhatjuk, ha figyelembe vesszük, hogy két salétromsavmolekula hat, tehát képletünk és atomszámunk így néz ki:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂VAGY

Bal oldal: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Jobb oldal: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Már kiegyensúlyoztuk a nitrogént, de az egyenlet még mindig nincs egyensúlyban.

2. Az egyenletünket megnézve azt látjuk, hogy már ugyanannyi nitrogén- és kalciumatomunk van. Ez azt jelenti, hogy már megfelelő mennyiségű salétromsav- és kalcium-hidroxid-molekula van egy kalcium-nitrát-molekula előállításához. Az összes elem atomjainak összehasonlításakor megállapíthatjuk, hogy a jobb oldali egyenletben nincs egyensúlyban egy oxigénmolekula és kettő hidrogén. Mit jelent ez? Nos, egy oxigénmolekula és két hidrogénmolekula vizet termel, és mivel a reakcióban már egy vízmolekula van jelen, ez azt jelenti, hogy nem egy, hanem két vízmolekula keletkezik.

Hozzáadjuk a képletünkhöz, hogy két vízmolekula képződik, és megszámoljuk az atomokat és az elemeket:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + 2H₂VAGY

Bal oldal: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Jobb oldal: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Az egyenletünk kiegyensúlyozott.