Приклад балансування рівнянь методом проб

Балансування хімічних рівнянь полягає у встановленні кількості речовин, які беруть участь у хімічній реакції, так, щоб вони відповідали кількості речовини, що утворюються, тобто елементи, які реагують у першому члені рівняння, є тими самими, що залишаються після реакції у другому члені рівняння. рівняння.

Одним із методів збалансування рівняння є метод проб і помилок. У цьому методі ми спробуємо збалансувати кількість атомів у хімічному рівнянні, змінюючи значення речовин присутній на одній або обох сторонах, так що існує рівність між кількістю атомів реагентів і речовин виробляється. Це метод спроб і помилок.

Коли ми вивчаємо складну хімічну реакцію, виникає сумнів у тому, чи однакові кількість реакційних речовин та речовин, що утворюються, однакові з обох сторін рівняння. Застосовуючи балансування спроб і помилок, ми виконаємо такі дії:

Приклад балансування сульфату натрію із соляною кислотою методом проб і помилок:

1. Ми враховуємо радикали реагуючих речовин, а також ті, що утворюються. Побачимо наступну реакцію нейтралізації сульфату натрію соляною кислотою:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Як бачимо, у лівій частині рівняння є реагенти: сульфат натрію (Na₂SW₃) та соляної кислоти (HCl). Праворуч ми маємо продукти реакції: хлорид натрію або звичайна сіль (NaCl), вода (H₂O) та оксид сірки (SO₂).

У цьому рівнянні ми бачимо речовини, які реагують, і ті, що утворюються, з відповідними формулами. Однак, щоб знати, чи збалансовано це рівняння, ми повинні підрахувати кількість атомів по обидві сторони; якщо загальна сума однакова з обох сторін, тоді ми вважаємо рівняння збалансованим. Таким чином, ми маємо:

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

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Як бачимо, кількість атомів у першому елементі рівняння менше, ніж у другого, тому рівняння є незбалансованим.

2. Почнемо з того, що визначимо кількість атомів кожного елемента з обох сторін рівняння:

Ліва сторона: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Права сторона: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Таким чином, ми маємо, що в правій частині нашого рівняння нам бракує одного атома натрію, тоді як залишився один атом водню.

3. Щоб збалансувати рівняння методом спроб і помилок, ми повинні дотримуватися наступних правил:

до. Ми не будемо додавати елементи, які не належать до рівняння.

b. Ми не будемо модифікувати радикали елементів рівняння, тобто якщо на одній стороні водень має радикал 2, він повинен продовжувати з радикалом 2.

c. Так, ми можемо виразити збільшення атомів, додавши кількість атомів будь-якого із сполук у суміші. Таким чином, якщо ми хочемо висловити, що є 4 атоми соляної кислоти, ми напишемо 4HCl.

d. Зручно починати балансування з елементами, які з’являються лише один раз у кожному елементі, залишаючи ті, що з’являються більше одного разу, до останнього, якщо це необхідно.

і. Водень та кисень є одними з останніх елементів, які слід врахувати для збалансування.

4. У нас немає певного місця для початку балансування, тому ми можемо розпочати з будь-якого з членів рівняння. Почнемо з атомів натрію. Як бачимо, у першому члені є два атоми натрію, які реагують у молекулі сульфату натрію, тоді як на правій стороні, в утвореній речовині, хлориді натрію, є лише один атом натрію. Це означає, що для того, щоб збалансувати натрій і щоб в результаті було два атоми, праворуч від реакції повинні бути дві молекули хлориду натрію. Отже, ми мали б:

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

Na₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Як бачимо, ми вже маємо однакову кількість атомів натрію. Але наше рівняння залишається незбалансованим. Фактично ми маємо:

Ліва сторона: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Права сторона: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Тепер у нас є два атоми хлору в результаті і лише один у реагентах. Якщо врахувати, що в результаті реакції утворюються два атоми солі, а в реагуючій молекулі є лише один атом хлору, означає, що тепер ми повинні враховувати, що діють дві молекули сполуки, яка містить хлор, тобто дві молекули кислоти соляна. Щоб перевірити, чи відповідає наше припущення, ми додаємо до нашої формули вказівку на те, що реагують два атоми HCl, і ми знову підраховуємо атоми:

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

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Зараз ми вже маємо однакову кількість атомів, що реагують з обох сторін рівняння. Нарешті перевіримо, що з обох сторін є однакова кількість атомів кожного елемента:

Ліва сторона: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Права сторона: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

У нас однакова кількість атомів кожного елемента з обох сторін рівняння, що означає, що наша формула правильно збалансована. Ми також можемо зрозуміти, що коли ми починаємо балансувати через елементи, що з’являються лише один раз, інші атоми, в даному випадку водень, змінюють свої значення. залежно від молекули, в якій вона об'єднана, і кількості молекул, які діють у рівнянні, також балансуючи разом з рештою елементів.

Приклад балансування азотної кислоти з гідроксидом кальцію методом спроб і помилок:

Тепер ми збираємося збалансувати рівняння реакції азотної кислоти з гідроксидом кальцію, який утворює нітрат кальцію та воду:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (НІ₃)₂ + H₂АБО

1. Почнемо з підрахунку атомів у кожній стороні рівняння та атомів у кожному елементі рівняння:

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

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (НІ₃)₂ + H₂АБО

Ліва сторона: N = 1; Са = 1; O = 5; Н = 3

Права сторона: N = 2; Са = 1; O = 7; Н = 2

Тому ми розпочнемо баланс з азоту. На стороні реакцій ми маємо два атоми, тоді як у реагуючих речовин є лише один. Ми можемо збалансувати це, вважаючи, що діють дві молекули азотної кислоти, тому наша формула і кількість атомів виглядатимуть так:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (НІ₃)₂ + H₂АБО

Ліва сторона: N = 2; Са = 1; O = 8; H = 4

Права сторона: N = 2; Са = 1; O = 7; Н = 2

Ми вже збалансували азот, але рівняння все ще не врівноважено.

2. Розглядаючи наше рівняння, ми бачимо, що ми вже маємо однакову кількість атомів азоту та кальцію. Це означає, що ми вже маємо потрібну кількість молекул азотної кислоти та гідроксиду кальцію для отримання однієї молекули нітрату кальцію. Порівнюючи атоми всіх елементів, ми маємо, що в рівнянні праворуч бракує однієї молекули кисню та двох водню, щоб це було збалансовано. Що це означає? Ну, одна молекула кисню і дві водню виробляють воду, а оскільки в реакції вже присутня одна молекула води, це означає, що утворюється не одна, а дві молекули води.

Ми додаємо до нашої формули, що утворюється дві молекули води, і ми перераховуємо атоми та елементи:

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

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (НІ₃)₂ + 2Н₂АБО

Ліва сторона: N = 2; Са = 1; O = 8; H = 4

Права сторона: N = 2; Са = 1; O = 8; H = 4

Наше рівняння правильно збалансоване.