ตัวอย่างสมการสมดุลโดยการทดลอง

การปรับสมดุลของสมการเคมีประกอบด้วยการกำหนดปริมาณของสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีเพื่อให้สอดคล้องกับปริมาณของ สารที่ผลิตได้ กล่าวคือ ธาตุที่ทำปฏิกิริยาในสมาชิกตัวแรกของสมการจะคงอยู่หลังปฏิกิริยาในสมาชิกตัวที่สองของสมการ สมการ

วิธีหนึ่งในการปรับสมดุลสมการคือวิธีทดลองและข้อผิดพลาด ในวิธีนี้เราจะพยายามปรับสมดุลจำนวนอะตอมในสมการเคมี ปรับเปลี่ยนค่าของสาร อยู่ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองข้างเพื่อให้มีความเท่าเทียมกันระหว่างจำนวนอะตอมของสารตั้งต้นกับสาร ผลิต เป็นวิธีการลองผิดลองถูก

เมื่อเราศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน จะมีข้อสงสัยว่าปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาและสารที่ผลิตได้เท่ากันในสมการทั้งสองข้างหรือไม่ การใช้การปรับสมดุลการทดลองใช้และข้อผิดพลาด เราจะทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

ตัวอย่างของการลองผิดลองถูกสมดุลของโซเดียมซัลเฟตกับกรดไฮโดรคลอริก:

1. เราคำนึงถึงอนุมูลของสารที่ทำปฏิกิริยาเช่นเดียวกับสารที่ผลิตขึ้น เรามาดูปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางของโซเดียมซัลเฟตกับกรดไฮโดรคลอริกต่อไปนี้:

นา₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂โอ + โซ₂

อย่างที่เราเห็น เรามีทางด้านซ้ายของสมการของสารตั้งต้น: โซเดียมซัลเฟต (Na₂SW₃) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ทางด้านขวา เรามีผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา: โซเดียมคลอไรด์หรือเกลือทั่วไป (NaCl), น้ำ (H

₂O) และซัลเฟอร์ออกไซด์ (SO₂).

เราสามารถเห็นได้ในสมการนี้ว่าสารที่ทำปฏิกิริยาและสารที่ผลิตขึ้นด้วยสูตรที่เกี่ยวข้องกัน อย่างไรก็ตาม หากต้องการทราบว่าสมการนี้มีความสมดุลหรือไม่ เราต้องนับจำนวนอะตอมที่ด้านใดด้านหนึ่ง ถ้าผลรวมเท่ากันทั้งสองข้าง เราจะถือว่าสมการนั้นสมดุล ดังนั้นเราจึงมี:

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

นา₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂โอ + โซ₂

ดังที่เราเห็น จำนวนอะตอมในสมาชิกตัวแรกของสมการนั้นน้อยกว่าจำนวนที่สอง ดังนั้นสมการจึงไม่สมดุล

2. เราจะเริ่มต้นด้วยการระบุจำนวนอะตอมของแต่ละองค์ประกอบทั้งสองข้างของสมการ:

ด้านซ้าย: Na = 2; ส = 1; O = 3; เอช = 1; Cl = 1

ด้านขวา: Na = 1; ส = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

ทางขวาของสมการเราไม่มีโซเดียมอะตอมหนึ่งอะตอม ในขณะที่เรามีไฮโดรเจนอยู่หนึ่งอะตอม

3. ในการปรับสมดุลสมการด้วยการลองผิดลองถูก เราต้องปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้:

ถึง. เราจะไม่เพิ่มองค์ประกอบที่ไม่อยู่ในสมการ

ข. เราจะไม่แก้ไขอนุมูลขององค์ประกอบของสมการ กล่าวคือ ถ้าด้านหนึ่งไฮโดรเจนมีราก 2 จะต้องต่อด้วยราก 2

ค. ใช่ เราสามารถแสดงการเพิ่มขึ้นของอะตอมได้โดยการเพิ่มจำนวนอะตอมของสารประกอบใดๆ ในส่วนผสม ดังนั้น หากเราต้องการแสดงว่ามีกรดไฮโดรคลอริกอยู่ 4 อะตอม เราจะเขียนว่า 4HCl

ง. เป็นการสะดวกที่จะเริ่มสร้างสมดุลกับองค์ประกอบที่ปรากฏเพียงครั้งเดียวในแต่ละสมาชิก ปล่อยให้องค์ประกอบที่ปรากฏมากกว่าหนึ่งครั้งเป็นองค์ประกอบสุดท้าย หากจำเป็น

และ. ไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นองค์ประกอบสุดท้ายที่ควรพิจารณาในการปรับสมดุล

4. เราไม่มีที่ที่แน่นอนในการเริ่มต้นการทรงตัว ดังนั้นเราจึงสามารถเริ่มต้นด้วยสมาชิกของสมการใดก็ได้ เราจะเริ่มด้วยอะตอมโซเดียม ดังที่เราเห็นในสมาชิกแรกมีโซเดียมสองอะตอมที่ทำปฏิกิริยาในโมเลกุลซัลเฟต โซเดียม ในขณะที่ทางด้านขวา ในสารที่ผลิต โซเดียมคลอไรด์ มีอะตอมเดียวของ โซเดียม. ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้สมดุลโซเดียมและเพื่อให้ได้อะตอมสองอะตอมในผลลัพธ์ จะต้องมีโซเดียมคลอไรด์สองโมเลกุลทางด้านขวามือของปฏิกิริยา ดังนั้นเราจะมี:

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

นา₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂โอ + โซ₂

5. อย่างที่เราเห็น เรามีโซเดียมอะตอมเท่ากันอยู่แล้ว แต่สมการของเรายังคงไม่สมดุล อันที่จริงตอนนี้เรามี:

ด้านซ้าย: Na = 2; ส = 1; O = 3; เอช = 1; Cl = 1

ด้านขวา: นา = 2; ส = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. ตอนนี้เรามีอะตอมของคลอรีนสองอะตอมในผลลัพธ์และมีเพียงอะตอมเดียวในรีเอเจนต์ หากเราพิจารณาว่าผลของปฏิกิริยาทำให้เกิดเกลือสองอะตอม และมีอะตอมของคลอรีนเพียงอะตอมเดียวในโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา หมายความว่าตอนนี้เราต้องพิจารณาว่าสองโมเลกุลของสารประกอบที่มีคลอรีนทำหน้าที่นั่นคือกรดสองโมเลกุล ไฮโดรคลอริก เพื่อตรวจสอบว่าสมมติฐานของเราเป็นจริงหรือไม่ เราได้เพิ่มการบ่งชี้ว่าอะตอม HCl สองอะตอมทำปฏิกิริยาและเรานับอะตอมอีกครั้งในสูตร:

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

นา₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂โอ + โซ₂

7. ตอนนี้เรามีจำนวนอะตอมที่ทำปฏิกิริยาเท่ากันจากทั้งสองข้างของสมการแล้ว สุดท้ายเราตรวจสอบว่าทั้งสองด้านมีจำนวนอะตอมของธาตุแต่ละธาตุเท่ากัน:

ด้านซ้าย: Na = 2; ส = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

ด้านขวา: นา = 2; ส = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

เรามีอะตอมของธาตุแต่ละธาตุเท่ากันทั้งสองด้านของสมการ ซึ่งหมายความว่าสูตรของเรามีความสมดุลอย่างถูกต้อง นอกจากนี้เรายังสามารถชื่นชมว่าเมื่อเราเริ่มสร้างสมดุลผ่านองค์ประกอบที่ปรากฏเพียงครั้งเดียว อะตอมอื่น ๆ ในกรณีนี้ไฮโดรเจนจะเปลี่ยนค่าของพวกมัน ขึ้นอยู่กับโมเลกุลที่มันรวมกันและจำนวนโมเลกุลที่ทำหน้าที่ในสมการก็สมดุลกับส่วนที่เหลือของ องค์ประกอบ

ตัวอย่างของการลองผิดลองถูกของกรดไนตริกกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์:

ตอนนี้เรากำลังจะปรับสมดุลสมการปฏิกิริยาของกรดไนตริกกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งผลิตแคลเซียมไนเตรตและน้ำ:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + โฮ₂หรือ

1. เราเริ่มต้นด้วยการนับอะตอมในแต่ละด้านของสมการและอะตอมในแต่ละองค์ประกอบของสมการ:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + โฮ₂หรือ

ด้านซ้าย: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

ด้านขวา: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

ดังนั้น เราจะเริ่มสมดุลด้วยไนโตรเจน ที่ด้านข้างของปฏิกิริยา เรามีอะตอมสองอะตอม ในขณะที่สารตั้งต้นมีเพียงหนึ่งอะตอม เราสามารถปรับสมดุลสิ่งนี้ได้โดยพิจารณาว่าโมเลกุลของกรดไนตริกสองตัวทำหน้าที่ ดังนั้นสูตรและการนับอะตอมของเราจึงมีลักษณะดังนี้:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + โฮ₂หรือ

ด้านซ้าย: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

ด้านขวา: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

เราได้ปรับสมดุลไนโตรเจนแล้ว แต่สมการยังไม่สมดุล

2. เมื่อพิจารณาจากสมการ เราจะเห็นว่าเรามีอะตอมของไนโตรเจนและแคลเซียมเท่ากันอยู่แล้ว ซึ่งหมายความว่าเรามีกรดไนตริกและโมเลกุลแคลเซียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณที่เหมาะสมอยู่แล้วเพื่อผลิตแคลเซียมไนเตรตหนึ่งโมเลกุล เมื่อเปรียบเทียบอะตอมของธาตุทั้งหมด เรามีสมการทางด้านขวาขาดออกซิเจน 1 โมเลกุล และไฮโดรเจน 2 ตัวจึงจะสมดุล หมายความว่าอย่างไร ออกซิเจน 1 โมเลกุลและไฮโดรเจน 2 ตัวผลิตน้ำ และเนื่องจากปฏิกิริยามีโมเลกุลน้ำอยู่แล้ว 1 โมเลกุล นั่นหมายความว่าไม่มีการผลิตโมเลกุลของน้ำเพียง 1 โมเลกุล แต่มี 2 โมเลกุล

เราเพิ่มสูตรของเราว่ามีการผลิตโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล และเรานับอะตอมและองค์ประกอบ:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (NO₃)₂ + 2H₂หรือ

ด้านซ้าย: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

ด้านขวา: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

สมการของเรามีความสมดุลอย่างถูกต้อง