- paşi
- Scrieți ecuația dezechilibrată
- Examinați coeficienții și abonamentele stoechiometrice
- Echilibrați primii atomi în cea mai mică proporție
- Echilibrarea atomilor de oxigen
- În cele din urmă echilibrează atomii de hidrogen
- Exemple
- Exerciții
- Exercitiul 1
- Exerciții 2
- Exercițiul 3
- Exercițiul 4
- Referințe
Încercare și eroare echilibrarea constă dintr - o metodă de încercare și eroare , care urmărește să se asigure că conservarea materiei este îndeplinită într - o ecuație chimică pentru o anumită reacție; adică să egalizeze numărul de atomi ai reactanților și produselor. Astfel, ei nu vor dispărea și nu vor crea atomi din aer subțire.
În funcție de graba, aceasta este, de obicei, o operație distractivă, care consolidează înțelegerile despre coeficienții stoichiometrici și abonamente. Deși poate să nu pară, încercarea și eroarea implică stăpânirea multor concepte, aplicate aproape inconștient celor care se ocupă de chimie.
Echilibrarea unei ecuații chimice prin încercare și eroare este ca și cum ai încerca să nivelezi o rafală în aer. Imagine de michael maggiore de la Pixabay
Astfel, echilibrarea se aseamănă cu efortul care ar fi depus pentru a nivela o garnitură de mână (sau o scobă), astfel încât niciun capăt nu cade într-o parte în timp ce celălalt se ridică. O scară ilustrează perfect acest lucru.
După cum aveți experiență, această echilibrare poate fi făcută chiar mental, atât timp cât ecuația chimică nu este prea complicată. Un leagăn rău distruge complet interpretarea unei reacții, de aceea este esențial să o faci cu calm pentru a evita greșelile de mâncare.
paşi
Scrieți ecuația dezechilibrată
Indiferent de echilibrul necesar, ar trebui să începeți întotdeauna cu ecuația dezechilibrată la îndemână. De asemenea, este important să fie clar despre elementele sale. Presupunem următoarea ecuație chimică:
A + B → 3C + D
În cazul în care speciile A, B, C și D sunt moleculare. Această ecuație nu poate fi echilibrată, deoarece nu ne spune nimic despre atomii săi. Atomii sunt echilibrați, nu moleculele.
Atât A, B și D au un coeficient stoechiometric de 1, în timp ce C de 3. Acest lucru înseamnă că 1 moleculă sau mol de A reacționează cu o moleculă sau molă de B, pentru a produce 3 molecule sau moluri de C, și o moleculă. sau mol de D. Când arătăm atomii, introducem abonamente stoechiometrice.
Examinați coeficienții și abonamentele stoechiometrice
Să presupunem acum următoarea ecuație:
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Subscripturile stoichiometrice ne spun câți atomi din fiecare element alcătuiesc o moleculă și sunt recunoscuți pentru că sunt cele mai mici numere din partea dreaptă a unui atom. De exemplu, CH 4 are un atom de carbon (deși 1 nu este listat) și patru atomi de hidrogen.
Echilibrați primii atomi în cea mai mică proporție
Conform ecuației dezechilibrate de mai sus, carbonul este atomul minor: face parte dintr-un singur reactant (CH 4 ) și un singur produs (CO 2 ). Dacă te uiți la el, există un atom de C atât pe reactanți, cât și pe produsele.
Echilibrarea atomilor de oxigen
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
2 O 3 O
Nu putem modifica abonamentele, ci doar coeficienții stoechiometrici pentru a echilibra o ecuație. Există mai multe oxigeni de pe partea dreaptă, așa că încercăm să adăugați un coeficient la O 2 :
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + H 2 O
4 sau 3
Nu dorim să afectăm coeficientul de CO 2, deoarece ar dezechilibra atomii C. Schimbăm apoi coeficientul de H 2 O:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4 sau 4
În cele din urmă echilibrează atomii de hidrogen
După ce am echilibrat atomii de oxigen, vom echilibra în sfârșit atomii de hidrogen. De câteva ori, acestea sunt de la sine echilibrate la sfârșit.
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
Deci ecuația a fost echilibrată prin încercare și eroare. Ordinea acestor pași nu este întotdeauna îndeplinită.
Exemple
Ecuațiile echilibrate sunt prezentate mai jos pentru a verifica dacă numărul atomilor săi este egal pe ambele părți ale săgeții:
SO 2 + 2H 2 → S + 2H 2 O
P 4 + 6F 2 → 4PF 3
2HCI → H 2 + Cl 2
C + O 2 → CO 2
Exerciții
Câteva exerciții propuse vor fi rezolvate mai jos. În unele dintre ele se va vedea că uneori este convenabil să se rupă ordinea pașilor și să se echilibreze ultimul atom.
Exercitiul 1
Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:
SO 3 → SO 2 + O 2
1S 1S
3 sau 4
Este important să subliniem că coeficienții înmulțesc indiciile pentru a ne oferi numărul total de atomi pentru un element. De exemplu, 6N 2 ne oferă un total de 12 N atomi.
Sulful la început este deja echilibrat, așa că continuăm cu oxigenul:
3 O 4 O
Suntem obligați să schimbăm coeficientul în SO 3 pentru a echilibra oxigenii pe partea stângă:
2SO 3 → SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
Acum suntem interesați să echilibrăm mai întâi atomii de sulf înainte de atomii de oxigen:
2SO 3 → 2SO 2 + O 2
2S 2S
6 SAU 6O
Rețineți că atomii de oxigen au fost lăsați echilibrați de la sine.
Exerciții 2
Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:
CH 4 + H 2 O → CO + H 2
Carbunii și oxigenii sunt deja echilibrați, nu în același mod hidrogenii:
6H 2H
Tot ce trebuie să facem este să modifice coeficientul de H 2 pentru a avea mai mulți hidrogeni de pe dreapta:
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2
6H 6H
Și ecuația este total echilibrată.
Exercițiul 3
Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:
C 2 H 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Începem din nou să echilibrăm carbonul:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
2C 2C
2O 5O
4H 2H
Rețineți că de această dată este mai ușor să echilibrați mai întâi hidrogenii decât oxigenii:
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
2O 6O
Acum, vom modifica coeficientul de O 2 pentru a echilibra atomii de oxigen:
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
6O 6O
Și ecuația este deja echilibrată.
Exercițiul 4
În cele din urmă, o ecuație provocatoare va fi echilibrată prin încercare și eroare:
N 2 + H 2 O → NH 3 + NO
Azotul și oxigenul sunt deja echilibrate, dar nu hidrogeni:
2H 3H
Să încercăm schimbarea coeficientului de H 2 O și NH 3 :
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + NO
6H 6H
3O O
2N 3N
Prin încercare și eroare, modificăm coeficientul de NO:
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
6H 6H
3O 3O
2N 5N
Și acum nitrogenii sunt dezechilibrați. Aici este convenabil să se facă o schimbare bruscă: quintuplu coeficientul de N 2 :
5N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
10 N 5N
6H 6H
3O 3O
Astfel, rămâne să ne jucăm cu coeficienții de NH 3 și NO, astfel încât să adauge 10 nitrogeni și să echilibreze atomii de oxigen și hidrogen în același timp. Să încercăm acest scor:
5N 2 + 3H 2 O → 5NH 3 + 5NO
10 N 10 N
6 H 15H
3O 5O
Cu toate acestea, hidrogenii arată foarte dezechilibrat. Prin urmare, să modificăm din nou coeficienții:
5N 2 + 3H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
6H 12H
3O 6O
Rețineți că acum partea stângă are de două ori oxigenul și hidrogenul. În acest moment, este suficient să dublezi coeficientul de H 2 O:
5N 2 + 6H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10 N 10N
12H 12H
6O 6O
Iar ecuația este în sfârșit echilibrată.
Referințe
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Chimie organica. (Sf). Echilibrarea ecuațiilor chimice prin încercare și eroare - Exerciții rezolvate. Recuperat de la: quimica-organica.com
- Nissa Garcia. (2020). Ecuație chimică echilibrată: definiție și exemple. Studiu. Recuperat din: studiu.com
- Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (21 octombrie 2019). Cum să echilibreze ecuațiile chimice. Recuperat de la: thinkco.com
- Ghid de studiu. (11 mai 2019). Echilibrarea încercărilor reacțiilor chimice. Exerciții rezolvate. Recuperat de la: quimicaencasa.com
- Universitatea din Colorado Boulder. (2019). Echilibrarea ecuațiilor chimice. Recuperat din: phet.colorado.edu