Загрузить PDF
Загрузить PDF
Химическое уравнение — это символическое представление химической реакции. При этом вступающие в реакцию соединения (реагенты) пишутся в левой, а получившиеся вещества (продукты реакции) — в правой части уравнения. Между ними ставится стрелка слева направо, которая указывает направление реакции. Согласно закону сохранения массы, в ходе химической реакции не могут появиться новые атомы или исчезнуть старые, поэтому количество атомов в реагентах должно быть равно числу атомов в продуктах химической реакции. В данной статье описано, как приводить химические уравнения к балансу с помощью разных методов. [1] X Источник информации
Шаги
-
Запишите химическое уравнение. В качестве примера рассмотрим следующую реакцию:
- C 3 H 8 + O 2 –> H 2 O + CO 2
- Эта реакция описывает горение пропана (C 3 H 8 ) в присутствии кислорода с образованием воды и диоксида углерода (углекислого газа).
-
Запишите количество атомов каждого элемента. Сделайте это для обеих частей уравнения. Обратите внимание на подстрочные индексы возле каждого элемента, чтобы определить общее количество атомов. Запишите символ каждого входящего в уравнение элемента и отметьте соответствующее количество атомов. [2] X Источник информации
- Например, в правой части рассматриваемого уравнения в результате сложения получаем 3 атома кислорода.
- В левой части имеем 3 атома углерода (C 3 ), 8 атомов водорода (H 8 ) и 2 атома кислорода (O 2 ).
- В правой части имеем 1 атом углерода (C), 2 атома водорода (H 2 ) и 3 атома кислорода (O + O 2 ).
-
Оставьте водород и кислород на потом, так как они входят в состав нескольких соединений в левой и правой части. Водород и кислород входят в состав нескольких молекул, поэтому лучше сбалансировать их в последнюю очередь. [3] X Источник информации
- Прежде чем балансировать водород и кислород, придется еще раз пересчитать атомы, так как могут понадобиться дополнительные коэффициенты, чтобы сбалансировать другие элементы.
-
Начните с наименее часто встречающегося элемента. Если необходимо сбалансировать несколько элементов, выберите такой, который входит в состав одной молекулы реагентов и одной молекулы продуктов реакции. Таким образом, сначала следует сбалансировать углерод. [4] X Источник информации
-
Для баланса добавьте коэффициент перед единственным атомом углерода. Поставьте коэффициент перед единственным атомом углерода в правой части уравнения, чтобы сбалансировать его с 3 атомами углерода в левой части. [5] X Источник информации
- C 3 H 8 + O 2 –> H 2 O + 3 CO 2
- Коэффициент 3 перед углеродом в правой части уравнения указывает на то, что получается три атома углерода, которые соответствуют тремя атомам углерода, входящим в молекулу пропана в левой части.
- В химическом уравнении можно менять коэффициенты перед атомами и молекулами, однако подстрочные индексы должны оставаться неизменными.
-
После этого сбалансируйте атомы водорода. После того как вы уравняли количество атомов углерода в левой и правой части, несбалансированными остались водород и кислород. Левая часть уравнения содержит 8 атомов водорода, столько же их должно быть и справа. Добейтесь этого с помощью коэффициента. [6] X Источник информации
- C 3 H 8 + O 2 –> 4 H 2 O + 3CO 2
- Мы добавили коэффициент 4 в правой части, так как подстрочный индекс показывает, что у нас уже есть два атома водорода.
- Если умножить коэффициент 4 на подстрочный индекс 2, получится 8.
- В результате в правой части получается 10 атомов кислорода: 3x2=6 атомов в трех молекулах 3CO 2 и еще четыре атома в четырех молекулах воды.
-
Сбалансируйте атомы кислорода. Не забудьте учесть коэффициенты, которые вы использовали для балансировки других атомов. Поскольку вы добавили коэффициенты перед молекулами в правой части уравнения, количество атомов кислорода изменилось. Теперь у вас 4 атома кислорода в молекулах воды и 6 атомов кислорода в молекулах диоксида углерода. Таким, образом, в правую часть входит 10 атомов кислорода. [7] X Источник информации
- Добавьте коэффициент 5 к молекуле кислорода в левой части уравнения. Теперь каждая часть содержит по 10 атомов кислорода.
- C 3 H 8 + 5 O 2 –> 4H 2 O + 3CO 2 .
- Итак, обе части уравнения содержат одинаковое количество атомов углерода, водорода и кислорода. Уравнение сбалансировано.
Реклама
-
1Запишите уравнение реакции. В качестве примера рассмотрим следующую химическую реакцию:
- PCl 5 + H 2 O –> H 3 PO 4 + HCl
-
2Поставьте букву перед каждым соединением:
- a PCl 5 + b H 2 O –> c H 3 PO 4 + d HCl
-
3Приравняйте количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. [8] X Источник информации
- a PCl 5 + b H 2 O –> c H 3 PO 4 + d HCl
- Слева имеем 2 b атомов водорода (по 2 в каждой молекуле H 2 O), в то время как справа 3 c + d атомов водорода (по 3 в каждой молекуле H 3 PO 4 и по 1 в каждой молекуле HCl). Поскольку левая и правая часть должны содержать одинаковое число атомов водорода, 2 b должно быть равно 3 c + d .
- Сделайте это для всех элементов:
- P: a = c
- Cl: 5 a = d
- H: 2 b =3 c + d
-
4Решите систему уравнений, чтобы найти численные значения коэффициентов. Система имеет несколько решений, так как переменных больше, чем уравнений. Необходимо найти такое решение, чтобы все коэффициенты имели вид минимально возможных целых чисел. [9] X Источник информации
- Чтобы быстро решить систему уравнений, присвоим численное значение одной из переменных. Предположим, a=1. Решим систему и найдем значения остальных переменных:
- Для P a = c, поэтому c = 1
- Для Cl 5a = d, поэтому d = 5
- Поскольку для H 2b = 3c + d, находим величину b:
- 2b = 3(1) + 5
- 2b = 3 + 5
- 2b = 8
- b=4
- Таким образом, имеем следующие коэффициенты:
- a = 1
- b = 4
- c = 1
- d = 5
Реклама
Советы
- Если вы испытываете трудности, для балансировки уравнений химических реакций можно использовать онлайн-калькулятор. Однако учтите, что таким калькулятором не разрешается пользоваться во время экзамена, поэтому не полагайтесь лишь на него.
- Помните, что иногда уравнение можно упростить! Если все коэффициенты делятся без остатка на целое число, упростите уравнение.
Реклама
Предупреждения
- Чтобы избавиться от дробных коэффициентов, умножьте все уравнение (его левую и правую часть) на знаменатель дроби.
- Никогда не используйте в качестве коэффициентов химического уравнения дроби — в химических реакциях не бывает половин молекул или атомов.
- В процессе балансировки для удобства можно использовать дроби, однако уравнение не сбалансировано до тех пор, пока в нем остаются дробные коэффициенты.
Реклама
Источники
- ↑ http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter6/lesson1
- ↑ https://sciencing.com/number-atoms-element-5907807.html
- ↑ http://www.sky-web.net/science/balancing_chemical_equations.htm
- ↑ https://opentextbc.ca/introductorychemistry/chapter/the-chemical-equation-2/
- ↑ https://opentextbc.ca/chemistry/chapter/4-1-writing-and-balancing-chemical-equations/
- ↑ http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch3/equations.html
- ↑ https://www.bbc.com/bitesize/guides/zs3297h/revision/1
- ↑ http://www.chembuddy.com/?left=balancing-stoichiometry&right=algebraic-method
- ↑ http://www.nyu.edu/classes/tuckerman/adv.chem/lectures/lecture_2/node3.html
Реклама
