Przykład równoważenia równań metodą próbną

Bilansowanie równań chemicznych polega na ustaleniu ilości substancji biorących udział w reakcji chemicznej tak, aby odpowiadały ilości wytworzone substancje, to znaczy pierwiastki, które reagują w pierwszym elemencie równania, są tymi samymi, które pozostają po reakcji w drugim elemencie równania. równanie.

Jedną z metod równoważenia równania jest metoda prób i błędów. W tej metodzie spróbujemy zbilansować liczbę atomów w równaniu chemicznym, modyfikując wartości substancji values obecne po jednej lub obu stronach, dzięki czemu istnieje równość między liczbą atomów reagentów i substancji wytworzony. Jest to metoda prób i błędów.

Kiedy badamy złożoną reakcję chemiczną, pojawia się wątpliwość, czy ilość reagujących substancji i wytwarzanych substancji jest taka sama po obu stronach równania. Stosując równoważenie prób i błędów, wykonamy następujące kroki:

Przykład bilansowania prób i błędów siarczanu sodu kwasem solnym:

1. Bierzemy pod uwagę rodniki substancji reagujących, a także te, które powstają. Zobaczmy następującą reakcję zobojętniania siarczanu sodu kwasem solnym:

Na₂południowy zachód₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Jak widać, po lewej stronie równania mamy reagenty: siarczan sodu (Na₂południowy zachód₃) i kwas solny (HCl). Po prawej stronie mamy produkty reakcji: chlorek sodu lub sól kuchenna (NaCl), woda (H₂O) i tlenek siarki (SO₂).

Widzimy w tym równaniu substancje, które reagują i te, które są wytwarzane, z ich odpowiednimi wzorami. Jednak, aby wiedzieć, czy to równanie jest zrównoważone, musimy policzyć liczbę atomów po obu stronach; jeśli suma jest taka sama po obu stronach, uważamy równanie za zrównoważone. Mamy więc:

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

Na₂południowy zachód₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Jak widać, liczba atomów w pierwszym elemencie równania jest mniejsza niż w drugim, więc równanie jest niezrównoważone.

2. Zaczniemy od określenia liczby atomów każdego pierwiastka po obu stronach równania:

Lewa strona: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Prawa strona: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Więc mamy to po prawej stronie naszego równania, że ​​brakuje nam jednego atomu sodu, podczas gdy pozostał nam jeden atom wodoru.

3. Aby zrównoważyć równanie metodą prób i błędów, musimy przestrzegać następujących zasad:

do. Nie dodamy elementów, które nie należą do równania.

b. Nie będziemy modyfikować rodników elementów równania, to znaczy, jeśli z jednej strony wodór ma rodnik 2, musi być kontynuowany z rodnikiem 2.

do. Tak, możemy wyrazić wzrost liczby atomów, dodając liczbę atomów dowolnego ze związków w mieszaninie. Tak więc, jeśli chcemy wyrazić, że istnieją 4 atomy kwasu solnego, napiszemy 4HCl.

re. Wygodnie jest zacząć balansować z elementami, które pojawiają się tylko raz w każdym członku, pozostawiając te, które pojawiają się więcej niż raz, na koniec, jeśli to konieczne.

i. Wodór i tlen są jednymi z ostatnich pierwiastków, które należy wziąć pod uwagę przy równoważeniu.

4. Nie mamy określonego miejsca na rozpoczęcie balansowania, więc możemy zacząć od dowolnego elementu równania. Zaczniemy od atomów sodu. Jak widać, w pierwszym członie znajdują się dwa atomy sodu, które wchodzą w reakcję w cząsteczce siarczanu sodu, podczas gdy po prawej stronie, w wytworzonej substancji, chlorku sodu, znajduje się tylko jeden atom sód. Oznacza to, że aby zrównoważyć sód i aby w wyniku pojawiły się dwa atomy, po prawej stronie reakcji muszą znajdować się dwie cząsteczki chlorku sodu. Więc mielibyśmy:

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

Na₂południowy zachód₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Jak widać, mamy już taką samą liczbę atomów sodu. Ale nasze równanie pozostaje niezrównoważone. W efekcie mamy teraz:

Lewa strona: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Prawa strona: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Teraz mamy w wyniku dwa atomy chloru i tylko jeden w odczynnikach. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że w wyniku reakcji powstają dwa atomy soli, a w reagującej cząsteczce jest tylko jeden atom chloru, oznacza, że ​​teraz musimy wziąć pod uwagę, że działają dwie cząsteczki związku zawierającego chlor, czyli dwie cząsteczki kwasu chlorowodorek. Aby sprawdzić, czy nasze założenie jest prawdziwe, dodajemy do wzoru wskazanie, że reagują dwa atomy HCl i ponownie liczymy:

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

Na₂południowy zachód₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Teraz mamy już taką samą liczbę atomów reagujących z obu stron równania. Na koniec sprawdzamy, czy po obu stronach jest taka sama liczba atomów każdego pierwiastka:

Lewa strona: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Prawa strona: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Po obu stronach równania mamy taką samą liczbę atomów każdego pierwiastka, co oznacza, że ​​nasz wzór jest prawidłowo zbilansowany. Możemy również docenić, że kiedy zaczynamy balansować poprzez pierwiastki, które pojawiają się tylko raz, inne atomy, w tym przypadku wodór, zmieniają swoje wartości. w zależności od cząsteczki, w której jest połączony i liczby cząsteczek, które działają w równaniu, również równoważąc się z resztą elementy.

Przykład bilansowania prób i błędów kwasu azotowego wodorotlenkiem wapnia:

Teraz zrównoważymy równanie reakcji kwasu azotowego z wodorotlenkiem wapnia, w wyniku którego powstaje azotan wapnia i woda:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NIE₃)₂ + H₂LUB

1. Zaczynamy od zliczenia atomów po każdej stronie równania i atomów w każdym elemencie równania:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NIE₃)₂ + H₂LUB

Lewa strona: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Prawa strona: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Dlatego zaczniemy naszą równowagę od azotu. Po stronie reakcji mamy dwa atomy, podczas gdy w reagentach jest tylko jeden. Możemy to zrównoważyć, biorąc pod uwagę, że działają dwie cząsteczki kwasu azotowego, więc nasz wzór i liczba atomów wyglądałyby tak:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NIE₃)₂ + H₂LUB

Lewa strona: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Prawa strona: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Zrównoważyliśmy już azot, ale równanie wciąż jest niezrównoważone.

2. Patrząc na nasze równanie, widzimy, że mamy już taką samą liczbę atomów azotu i wapnia. Oznacza to, że mamy już odpowiednią ilość cząsteczek kwasu azotowego i wodorotlenku wapnia do wytworzenia jednej cząsteczki azotanu wapnia. Porównując atomy wszystkich pierwiastków, widzimy, że w równaniu po prawej stronie brakuje jednej cząsteczki tlenu i dwóch cząsteczek wodoru do zrównoważenia.Co to oznacza? Cóż, jedna cząsteczka tlenu i dwie cząsteczki wodoru produkują wodę, a ponieważ w reakcji jest już jedna cząsteczka wody, oznacza to, że nie jedna, ale dwie cząsteczki wody powstają.

Do naszej formuły dodajemy, że powstają dwie cząsteczki wody i wyliczamy atomy i pierwiastki:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NIE₃)₂ + 2 godz₂LUB

Lewa strona: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Prawa strona: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Nasze równanie jest prawidłowo wyważone.