- Metode de echilibrare a ecuațiilor chimice
- Numărați și comparați
- Echilibrarea algebrică a ecuațiilor chimice
- Echilibrarea ecuațiilor redox (metoda electronului ionic)
- Adăugați electroni
- Exemple de ecuații chimice de echilibrare
- Al doilea exemplu
- Al treilea exemplu
- Referințe
De echilibrare ecuațiile chimice implică faptul că toate elementele din ecuație au același număr de atomi de pe fiecare parte. Pentru a realiza acest lucru, este necesar să folosiți metodele de echilibrare pentru a atribui coeficienților stoechiometrici corespunzători fiecărei specii prezente în reacție.
O ecuație chimică este reprezentarea, prin simboluri, a ceea ce se întâmplă în cursul unei reacții chimice între două sau mai multe substanțe. Reactanții interacționează între ei și, în funcție de condițiile de reacție, unul sau mai mulți compuși diferiți vor fi obținuți ca produs.
La descrierea unei ecuații chimice, trebuie luate în considerare următoarele: în primul rând, reactanții sunt scrise pe partea stângă a ecuației, urmată de o săgeată unidirecțională sau două săgeți orizontale opuse, în funcție de tipul de reacție efectuat. pelerină.
Metode de echilibrare a ecuațiilor chimice
Se bazează pe stoechiometria reacției și încearcă să încerce cu coeficienți diferiți pentru a echilibra ecuația, cu condiția să fie alese cele mai mici numere întregi posibile cu care se obține același număr de atomi din fiecare element pe ambele părți. a reacției.
Coeficientul unui reactant sau produs este numărul care precede formula sa și este singurul număr care poate fi schimbat atunci când se echilibrează o ecuație, deoarece, dacă se schimbă subscripțiile formulelor, identitatea compusului va fi modificată. în cauză.
Numărați și comparați
După identificarea fiecărui element al reacției și plasarea acestuia pe partea corectă, se procedează la numărarea și compararea numărului de atomi ai fiecărui element prezent în ecuație și se determină cele care trebuie echilibrate.
Apoi, echilibrarea fiecărui element este continuată (unul câte unul), prin plasarea coeficienților întregi precedând fiecare formulă care conține elemente dezechilibrate. În mod normal, elementele metalice sunt echilibrate mai întâi, apoi elementele nemetalice și, în sfârșit, atomii de oxigen și hidrogen.
Astfel, fiecare coeficient multiplică toți atomii din formula precedentă; deci în timp ce un element echilibrează celelalte pot dezechilibra, dar acest lucru este corectat pe măsură ce reacția se echilibrează.
În cele din urmă, se confirmă printr-un ultim număr că întreaga ecuație este corect echilibrată, adică respectă legea conservării materiei.
Echilibrarea algebrică a ecuațiilor chimice
Pentru a utiliza această metodă, este stabilită o procedură pentru a trata coeficienții ecuațiilor chimice ca necunoscute ale sistemului care trebuie rezolvate.
În primul rând, un element specific al reacției este luat ca referință și coeficienții sunt plasați ca litere (a, b, c, d …), care reprezintă necunoscutele, în conformitate cu atomii existenți ai acelui element în fiecare moleculă (dacă o specie nu conține acel element este plasat „0”).
După obținerea acestei prime ecuații, se determină ecuațiile pentru celelalte elemente prezente în reacție; vor exista tot atâtea ecuații cât sunt elemente în reacția menționată.
În cele din urmă, necunoscutele sunt determinate de una dintre metodele algebrice de reducere, egalizare sau substituire și se obțin coeficienții care conduc la ecuația echilibrată corect.
Echilibrarea ecuațiilor redox (metoda electronului ionic)
Reacția generală (dezechilibrată) este plasată mai întâi în forma sa ionică. Atunci această ecuație este împărțită în două jumătăți de reacție, oxidarea și reducerea, echilibrând fiecare în funcție de numărul de atomi, tipul lor și sarcinile lor.
De exemplu, pentru reacțiile care au loc în mediu acid, se adaugă molecule H 2 O pentru a echilibra atomii de oxigen este adăugat și H + pentru a echilibra atomii de hidrogen.
Pe de altă parte, într - un mediu alcalin, un număr egal de OH - ionii sunt adăugați la ambele părți ale ecuației pentru fiecare H + ion , și unde H + și OH - ionii apar, ele se unesc pentru a forma H 2 O molecule .
Adăugați electroni
Apoi, trebuie să se adauge cât mai mulți electroni pentru a echilibra sarcinile, după echilibrarea materiei în fiecare jumătate de reacție.
După ce fiecare jumătate de reacție a fost echilibrată, acestea sunt adăugate împreună și ecuația finală este echilibrată prin încercare și eroare. În cazul unei diferențe între numărul de electroni din cele două jumătăți de reacție, unul sau ambele trebuie înmulțite cu un coeficient care este egal cu acest număr.
În cele din urmă, trebuie coroborat că ecuația include același număr de atomi și același tip de atomi, pe lângă faptul că au aceleași sarcini pe ambele părți ale ecuației globale.
Exemple de ecuații chimice de echilibrare
Sursa: wikimedia.org. Autor: Ephert.
Aceasta este o animație a unei ecuații chimice echilibrate. Pentoxidul fosforos și apa sunt transformate în acid fosforic.
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-65 kJ).
Al doilea exemplu
Ai reacția de ardere a etanului (dezechilibrat).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Folosind metoda de încercare și eroare pentru a echilibra, se observă că niciunul dintre elemente nu are același număr de atomi de ambele părți ale ecuației. Astfel, unul începe prin echilibrarea carbonului, adăugând un doi ca coeficient stoechiometric care îl însoțește pe partea de produs.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Carbonul a fost echilibrat pe ambele părți, astfel încât hidrogenul este echilibrat prin adăugarea unui trei în molecula de apă.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
În cele din urmă, deoarece există șapte atomi de oxigen pe partea dreaptă a ecuației și este ultimul element rămas la echilibru, numărul fracționat 7/2 este plasat în fața moleculei de oxigen (deși în general sunt preferați coeficienții întregi).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Apoi se verifică că pe fiecare parte a ecuației există același număr de atomi de carbon (2), hidrogen (6) și oxigen (7).
Al treilea exemplu
Oxidarea fierului prin ioni de dicromat într-un mediu acid (dezechilibrat și în forma lui ionică) apare.
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Folosind metoda ion-electron pentru echilibrarea sa, acesta este împărțit în două jumătăți de reacție.
Oxidare: Fe 2+ → Fe 3+
Reducere: Cr 2 O 7 2 → Cr 3+
Deoarece atomii de fier sunt deja echilibrați (1: 1), se adaugă un electron la partea produsului pentru a echilibra sarcina.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Acum atomii Cr sunt echilibrați, adăugând doi din partea dreaptă a ecuației. Apoi, atunci când are loc reacția într - un mediu acid, șapte molecule de H 2 se adaugă O , pe partea de produs pentru a echilibra atomii de oxigen.
Cr 2 O 7 2- → 2CR 3+ + 7H 2 O
Pentru a echilibra atomii de H, se adaugă paisprezece ioni H + la partea reactantă și, după egalizarea materiei, sarcinile sunt echilibrate prin adăugarea a șase electroni în aceeași parte.
Cr 2 O 7 2 + 14H + + 6e - → 2CR 3+ + 7H 2 O
În cele din urmă, ambele jumătăți de reacție sunt adăugate, dar din moment ce există un singur electron în reacția de oxidare, toate acestea trebuie înmulțite cu șase.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
În cele din urmă, electronii de pe ambele părți ale ecuației ionice globale trebuie eliminați, verificând dacă sarcina și materia lor sunt echilibrate corect.
Referințe
- Chang, R. (2007). Chimie. (Ediția a 9-a). McGraw-Hill.
- Hein, M., and Arena, S. (2010). Fundațiile Colegiului Chimie, supleant. Recuperat din books.google.co.ve
- Tuli, GD și Soni, PL (2016). Limbajul chimiei sau al ecuațiilor chimice. Recuperat din books.google.co.ve
- Editura Speedy. (2015). Ecuații și răspunsuri la chimie (Ghiduri Speedy Study). Recuperat din books.google.co.ve