Jak równoważyć równania chemiczne

Jeffrey Coolidge/Getty Images

Równanie chemiczne to pisemny opis tego, co dzieje się w reakcji chemicznej. Materiały wyjściowe, zwane reagentami , są wymienione po lewej stronie równania. Następnie pojawia się strzałka wskazująca kierunek reakcji. Prawa strona reakcji zawiera listę wytwarzanych substancji, zwane produktami .

A zrównoważone równanie chemiczne informuje o ilościach reagentów i produktów potrzebnych do spełnienia prawa zachowania masy. Zasadniczo oznacza to, że po lewej stronie równania znajduje się taka sama liczba atomów każdego typu, jak po prawej stronie równania. Wygląda na to, że powinno być proste w równania bilansowe , ale to umiejętność, która wymaga praktyki. Tak więc, chociaż możesz czuć się jak głupek, nie jesteś! Oto proces, który wykonujesz krok po kroku, aby zrównoważyć równania. Możesz zastosować te same kroki, aby zrównoważyć dowolne niezrównoważone równanie chemiczne...

Proste kroki do zrównoważenia równań chemicznych

Wykonaj cztery proste kroki, aby zrównoważyć równanie chemiczne:

1. Napisz niezrównoważone równanie, aby pokazać reagenty i produkty.
2. Zapisz, ile atomów każdego pierwiastka znajduje się po każdej stronie strzałki reakcji.
3. Dodaj współczynniki (liczby przed wzorami), aby liczba atomów każdego pierwiastka była taka sama po obu stronach równania. Najłatwiej jest zrównoważyć atomy wodoru i tlenu na końcu.
4. Wskaż stan skupienia reagentów i produktów oraz sprawdź swoją pracę.

Napisz niezrównoważone równanie chemiczne

Pierwszym krokiem jest zapisanie niezrównoważonego równania chemicznego. Jeśli będziesz miał szczęście, zostanie ci to dane. Jeśli kazano Ci zrównoważyć równanie chemiczne i podano tylko nazwy produktów i reagentów, musisz je wyszukać lub zastosować zasady nazewnictwa związków aby określić ich formuły.

Przećwiczmy reakcję z prawdziwego życia, rdzewienie żelaza w powietrzu. Aby zapisać reakcję, musisz zidentyfikować reagenty (żelazo i tlen) oraz produkty (rdzę). Następnie napisz niezrównoważone równanie chemiczne:

Fe + O_dwa→ Wiara_dwaO₃

Zauważ, że reagenty zawsze znajdują się po lewej stronie strzałki. Oddziela je znak „plus”. Dalej znajduje się strzałka wskazująca kierunek reakcji (reagenty stają się produktami). Produkty znajdują się zawsze po prawej stronie strzałki. Kolejność wpisywania reagentów i produktów nie jest istotna.

Zapisz liczbę atomów

Następnym krokiem do zrównoważenia równania chemicznego jest określenie, ile atomów każdego pierwiastka znajduje się po każdej stronie strzałki:

Fe + O_dwa→ Wiara_dwaO₃

Aby to zrobić, pamiętaj, że indeks dolny wskazuje liczbę atomów. Na przykład O_dwama 2 atomy tlenu. W Fe . są 2 atomy żelaza i 3 atomy tlenu_dwaO₃. W Fe jest 1 atom. Brak indeksu dolnego oznacza, że ​​jest 1 atom.

Po stronie reagentów:

1 Wiara

2 O

Po stronie produktu:

2 Wiara

3 O

Skąd wiesz, że równanie nie jest jeszcze zrównoważone? Ponieważ liczba atomów po każdej stronie nie jest taka sama! Ochrona masy oznacza, że ​​masa nie jest tworzona ani niszczona w reakcji chemicznej, więc musisz dodać współczynniki przed wzorami chemicznymi, aby dostosować liczbę atomów tak, aby były takie same po obu stronach.

Dodaj współczynniki, aby zrównoważyć masę w równaniu chemicznym

Podczas równoważenia równań, nigdy nie zmieniasz indeksów . Ty dodaj współczynniki . Współczynniki są mnożnikami liczb całkowitych. Jeśli np. napiszesz 2 H_dwaO, oznacza to, że w każdej cząsteczce wody jest 2 razy więcej atomów, co oznacza 4 atomy wodoru i 2 atomy tlenu. Podobnie jak w przypadku indeksów dolnych, nie wpisujesz współczynnika „1”, więc jeśli nie widzisz współczynnika, oznacza to, że jest jedna cząsteczka.

Jest strategia, która Ci pomoże równania bilansowe szybciej. Nazywa się równoważenie przez inspekcję . Zasadniczo patrzysz na liczbę atomów po obu stronach równania i dodajesz współczynniki do cząsteczek, aby zrównoważyć liczbę atomów.

• Najpierw zrównoważ atomy obecne w jednej cząsteczce substratu i produktu.
• Zrównoważ wszelkie atomy tlenu lub wodoru na końcu.

W przykładzie:

Fe + O_dwa→ Wiara_dwaO₃

Żelazo jest obecne w jednym odczynniku i jednym produkcie, więc najpierw zrównoważ jego atomy. Jest jeden atom żelaza po lewej i dwa po prawej, więc możesz pomyśleć, że umieszczenie 2 Fe po lewej stronie zadziała. Chociaż to zrównoważyłoby żelazo, już wiesz, że będziesz musiał również dostosować tlen, ponieważ nie jest on zrównoważony. Przez inspekcję (tj. patrząc na to) wiesz, że musisz odrzucić współczynnik 2 dla jakiejś wyższej liczby.

3 Fe nie działa po lewej stronie, ponieważ nie można wstawić współczynnika z Fe_dwaO₃to by to zrównoważyło.

4 Fe działa, jeśli następnie dodasz współczynnik 2 przed cząsteczką rdzy (tlenku żelaza), co daje 2 Fe_dwaO₃. To daje:

4Fe + O_dwa→ 2 Wiara_dwaO₃

Żelazo jest zrównoważone, z 4 atomami żelaza po każdej stronie równania. Następnie musisz zrównoważyć tlen.

Zrównoważenie atomów tlenu i wodoru na koniec

To jest równanie zbilansowane dla żelaza:

4Fe + O_dwa→ 2 Wiara_dwaO₃

Ostatnim krokiem przy równoważeniu równań chemicznych jest dodanie współczynników do atomów tlenu i wodoru. Powodem jest to, że zwykle pojawiają się one w wielu reagentach i produktach, więc jeśli najpierw zajmiesz się nimi, zwykle robisz dla siebie dodatkową pracę.

Teraz spójrz na równanie (użyj inspekcji), aby zobaczyć, który współczynnik będzie działał w celu zrównoważenia tlenu. Jeśli umieścisz 2 w od O_dwa, co da ci 4 atomy tlenu, ale w produkcie masz 6 atomów tlenu (współczynnik 2 pomnożony przez indeks dolny 3). Więc 2 nie działa.

Jeśli spróbujesz 3 O_dwa, wtedy masz 6 atomów tlenu po stronie reagenta i 6 atomów tlenu po stronie produktu. To działa! Zrównoważone równanie chemiczne to:

4Fe + 3O_dwa→ 2 Wiara_dwaO₃

Notatka: Mogłeś napisać zrównoważone równanie przy użyciu wielokrotności współczynników. Na przykład, jeśli podwoisz wszystkie współczynniki, nadal masz zrównoważone równanie:

8Fe + 6O_dwa→ 4 Wiara_dwaO₃

Jednak chemicy zawsze piszą najprostsze równanie, więc sprawdź swoją pracę, aby upewnić się, że nie możesz zmniejszyć swoich współczynników.

W ten sposób równoważysz proste równanie chemiczne masy. Może być również konieczne zrównoważenie równań zarówno dla masy, jak i ładunku. Może być również konieczne wskazanie stan rzeczy (stałe, ciekłe, wodne, gazowe) reagentów i produktów.

Zrównoważone równania ze stanami materii (plus przykłady)

Instrukcje krok po kroku dotyczące równoważenia równań utleniania i redukcji