Lygčių balansavimo bandymu pavyzdys

Cheminių lygčių pusiausvyrą sudaro cheminėje reakcijoje dalyvaujančių medžiagų kiekio nustatymas, kad jie atitiktų cheminės medžiagos kiekį pagamintos medžiagos, tai yra, elementai, kurie reaguoja į pirmąjį lygties narį, yra tie patys, kurie lieka po reakcijos antrajame lygties naryje. lygtis.

Vienas iš lygties subalansavimo metodų yra bandymų ir klaidų metodas. Šiuo metodu bandysime subalansuoti atomų skaičių cheminėje lygtyje, modifikuodami medžiagų vertes vienoje ar abiejose pusėse, kad būtų vienoda reaktantų ir medžiagų atomų skaičius pagaminti. Tai bandymų ir klaidų metodas.

Tiriant sudėtingą cheminę reakciją kyla abejonių, ar reaguojančių medžiagų ir gaminamų medžiagų kiekis yra vienodas abiejose lygties pusėse. Taikydami bandymų ir klaidų balansavimą atliksime šiuos veiksmus:

Natrio sulfato ir druskos rūgšties balansavimo bandymų ir klaidų pavyzdys:

1. Mes atsižvelgiame į reaguojančių medžiagų radikalus, taip pat į tuos, kurie susidaro. Pažiūrėkime šią natrio sulfato neutralizavimo reakciją su druskos rūgštimi:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Kaip matome, kairėje lygties pusėje yra reagentai: natrio sulfatas (Na₂SW₃) ir druskos rūgštis (HCl). Dešinėje pusėje turime reakcijos produktus: natrio chloridą arba paprastąją druską (NaCl), vandenį (H₂O) ir sieros oksidas (SO₂).

Šioje lygtyje galime pamatyti reaguojančias ir gaminamas medžiagas pagal jų atitinkamas formules. Tačiau norėdami sužinoti, ar ši lygtis yra subalansuota, turime suskaičiuoti abiejų pusių atomų skaičių; jei suma yra vienoda abiejose pusėse, mes laikome, kad lygtis yra subalansuota. Taigi mes turime:

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

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Kaip matome, pirmojo lygties nario atomų skaičius yra mažesnis nei antrojo, todėl lygtis nesubalansuota.

2. Pirmiausia nustatysime kiekvieno elemento atomų skaičių abiejose lygties pusėse:

Kairė pusė: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Dešinė pusė: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Taigi dešinėje lygties pusėje trūksta vieno natrio atomo, o liko vienas vandenilio atomas.

3. Norėdami subalansuoti lygtį bandymų ir klaidų būdu, turime laikytis šių taisyklių:

į. Nepridėsime lygčiai nepriklausančių elementų.

b. Nepakeisime lygties elementų radikalų, tai yra, jei iš vienos pusės vandenilis turi 2 radikalą, jis turi tęstis su 2 radikalu.

c. Taip, atomų padidėjimą galime išreikšti pridedant bet kurio mišinyje esančio junginio atomų skaičių. Taigi, jei norime išreikšti, kad yra 4 druskos rūgšties atomai, parašysime 4HCl.

d. Patogu pradėti balansuoti su elementais, kurie kiekviename naryje atsiranda tik vieną kartą, jei reikia, paliekant tuos, kurie pasirodo daugiau nei vieną kartą.

ir. Vandenilis ir deguonis yra vieni iš paskutinių elementų, į kuriuos reikia atsižvelgti norint subalansuoti.

4. Mes neturime aiškios vietos, kur pradėti savo balansavimą, todėl galime pradėti nuo bet kurio iš lygties narių. Pradėsime nuo natrio atomų. Kaip matome, pirmame naryje sulfato molekulėje turi reaguoti du natrio atomai natrio, o dešinėje pusėje pagamintoje medžiagoje, natrio chlorido, yra tik vienas natrio atomas natrio. Tai reiškia, kad norint subalansuoti natrį ir kad rezultate būtų du atomai, dešinėje reakcijos pusėje turi būti dvi natrio chlorido molekulės. Taigi mes turėtume:

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

Na₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Kaip matome, jau turime tiek pat natrio atomų. Bet mūsų lygtis išlieka nesubalansuota. Iš tikrųjų dabar turime:

Kairė pusė: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Dešinė pusė: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Dabar rezultate turime du chloro atomus, o reagentuose - tik vieną. Jei manysime, kad dėl reakcijos susidaro du druskos atomai, o reaguojančioje molekulėje yra tik vienas chloro atomas, reiškia, kad dabar turime atsižvelgti į tai, kad veikia dvi junginio molekulės, kuriose yra chloro, ty dvi rūgšties molekulės druskos. Norėdami patikrinti, ar mūsų prielaida teisinga, prie savo formulės pridedame nuorodą, kad reaguoja du HCl atomai, ir vėl suskaičiuojame atomus:

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

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Dabar jau turime tą patį skaičių atomų, reaguojančių iš abiejų lygties pusių. Galiausiai patikriname, ar abiejose pusėse yra vienodas kiekvieno elemento atomų skaičius:

Kairė pusė: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Dešinė pusė: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Abiejose lygties pusėse turime vienodą kiekvieno elemento atomų skaičių, o tai reiškia, kad mūsų formulė yra teisingai subalansuota. Mes taip pat galime įvertinti, kad kai mes pradedame balansuoti per elementus, kurie pasirodo tik vieną kartą, kiti atomai, šiuo atveju vandenilis, keičia jų vertes. priklausomai nuo molekulės, kurioje ji yra sujungta, ir molekulių, veikiančių lygtyje, skaičiaus, taip pat balansuojančio kartu su likusia dalimi elementai.

Azoto rūgšties ir kalcio hidroksido balansavimo bandymų ir klaidų pavyzdys:

Dabar mes subalansuosime azoto rūgšties ir kalcio hidroksido, gaminančio kalcio nitratą ir vandenį, reakcijos lygtį:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ARBA

1. Pradedame skaičiuodami atomus kiekvienoje lygties pusėje ir atomus kiekviename lygties elemente:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ARBA

Kairė pusė: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Dešinė pusė: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Todėl balansą pradėsime nuo azoto. Reakcijų pusėje turime du atomus, o reaguojančiuose - tik vienas. Mes galime tai subalansuoti atsižvelgdami į tai, kad veikia dvi azoto rūgšties molekulės, todėl mūsų formulė ir atomų skaičius atrodys taip:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + H₂ARBA

Kairė pusė: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Dešinė pusė: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Mes jau subalansavome azotą, tačiau lygtis vis dar nesubalansuota.

2. Žvelgdami į savo lygtį, matome, kad jau turime tą patį azoto ir kalcio atomų skaičių. Tai reiškia, kad jau turime reikiamą kiekį azoto rūgšties ir kalcio hidroksido molekulių vienai kalcio nitrato molekulei pagaminti. Palyginus visų elementų atomus, dešinėje pusėje esančioje lygtyje trūksta vienos deguonies molekulės ir dviejų vandenilio, kad būtų subalansuota. Ką tai reiškia? Na, viena deguonies ir dvi vandenilio molekulės gamina vandenį, o kadangi reakcijoje jau yra viena vandens molekulė, tai reiškia, kad susidaro ne viena, o dvi vandens molekulės.

Prie savo formulės pridedame, kad gaminamos dvi vandens molekulės, ir mes pasakojame atomus ir elementus:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + 2H₂ARBA

Kairė pusė: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Dešinė pusė: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Mūsų lygtis yra teisingai subalansuota.