- Kemiallisten yhtälöiden tasapainotusmenetelmät
- Laske ja vertaa
- Kemiallisten yhtälöiden algebrallinen tasapainotus
- Tasapainottavat redox-yhtälöt (ionielektroni-menetelmä)
- Lisää elektroneja
- Esimerkkejä kemiallisten yhtälöiden tasapainottamisesta
- Toinen esimerkki
- Kolmas esimerkki
- Viitteet
Tasapainottaminen reaktioyhtälö merkitsee sitä, että kaikki elementit yhtälön on sama määrä atomeja, kummallakin puolella. Tämän saavuttamiseksi on välttämätöntä käyttää tasapainotusmenetelmiä määrittämään sopivat stökiömetriset kertoimet jokaiselle reaktiossa läsnä olevalle lajille.
Kemiallinen yhtälö on symbolien esitys siitä, mitä tapahtuu kemiallisen reaktion aikana kahden tai useamman aineen välillä. Reagoivat aineet ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja reaktio-olosuhteista riippuen saadaan tuotteena yksi tai useampi erilainen yhdiste.
Kemiallista yhtälöä kuvaaessa on otettava huomioon seuraava: ensin reagenssit kirjoitetaan yhtälön vasemmalle puolelle, jota seuraa yksisuuntainen nuoli tai kaksi vastakkaista vaakasuoraa nuolta suoritetun reaktion tyypistä riippuen. viitta.
Kemiallisten yhtälöiden tasapainotusmenetelmät
Se perustuu reaktion stoikiometriaan ja yrittää yrittää eri kertoimilla yhtälön tasapainottamiseksi edellyttäen, että valitaan pienimmät mahdolliset kokonaislukut, joiden avulla molemmilta puolilta saadaan sama lukumäärä kunkin elementin atomeja. reaktiosta.
Reagoivan aineen tai tuotteen kerroin on luku, joka edeltää sen kaavaa, ja se on ainoa luku, jota voidaan muuttaa tasapainotettaessa yhtälöä, koska jos kaavojen alaindeksejä muutetaan, yhdisteen identiteetti muuttuu. kysymyksessä.
Laske ja vertaa
Sen jälkeen kun olemme yksilöineet jokaisen reaktion elementin ja asettaneet sen oikealle puolelle, jatkamme laskemaan ja vertaamaan yhtälössä olevien kunkin elementin atomien lukumäärää ja määrittämään ne, joiden on oltava tasapainossa.
Sitten kunkin elementin tasapainottamista jatketaan (yksi kerrallaan) asettamalla kokonaislukukertoimet ennen kutakin kaavaa, joka sisältää epätasapainoisia elementtejä. Normaalisti metallielementit ovat tasapainossa ensin, sitten ei-metalliset elementit ja viimeiseksi happea ja vetyatomeja.
Siten kukin kerroin kertoo kaikki edellisen kaavan atomit; joten vaikka yksi elementti tasapainottaa, muut voivat tulla epätasapainossa, mutta tämä korjataan reaktion tasapainottaessa.
Viimeiseksi, viimeinen lasku vahvistaa, että koko yhtälö on tasapainossa oikein, toisin sanoen se noudattaa aineen säilyttämislakia.
Kemiallisten yhtälöiden algebrallinen tasapainotus
Tämän menetelmän käyttämiseksi perustetaan menetelmä kemiallisten yhtälökerrointen käsittelemiseksi järjestelmän tuntemattomina, jotka on ratkaistava.
Ensinnäkin, tiettyä reaktion elementtiä pidetään referenssinä ja kertoimet asetetaan kirjaimina (a, b, c, d…), jotka edustavat tuntemattomia, kyseisen elementin olemassa olevien atomien mukaan jokaisessa molekyylissä (jos laji ei sisällä, että elementti asetetaan "0").
Saatuaan tämän ensimmäisen yhtälön määritetään yhtälöt muille reaktiossa läsnä oleville elementeille; yhtälöitä on niin paljon kuin mainitussa reaktiossa on elementtejä.
Lopuksi tuntemattomat määritetään jollakin algebrallisilla pelkistys-, tasoitus- tai korvausmenetelmillä ja saadaan kertoimet, jotka johtavat oikein tasapainotettuun yhtälöön.
Tasapainottavat redox-yhtälöt (ionielektroni-menetelmä)
Yleinen (epätasapainoinen) reaktio asetetaan ensin ioniseen muotoonsa. Sitten tämä yhtälö jaetaan kahteen puolireaktioon, hapetukseen ja pelkistykseen, tasapainotettaessa kutakin atomien lukumäärän, tyypin ja varausten perusteella.
Esimerkiksi reaktioita, jotka tapahtuvat happamassa väliaineessa, molekyylit lisätään H 2 O tasapainottaa happiatomia lisätään ja H + tasapainottaa vetyatomeja.
Toisaalta, alkalisessa väliaineessa, on sama määrä OH - ioneja lisätään molemmille puolille yhtälö kutakin H + ioni, ja jossa H + ja OH - ioneja syntyy, ne yhdistyvät muodostamaan H 2 O -molekyylit.
Lisää elektroneja
Sitten on lisättävä niin monta elektronia kuin on tarpeen varausten tasapainottamiseksi, kun aine on tasapainotettu jokaisessa puolireaktiossa.
Sen jälkeen kun jokainen puolireaktio on tasapainotettu, ne lisätään yhteen ja lopullinen yhtälö tasapainotetaan kokeen ja virheen avulla. Jos elektronien lukumäärä eroaa kahdessa puolireaktiossa, toinen tai molemmat on kerrottava kertoimella, joka on yhtä suuri kuin tämä luku.
Lopuksi on vahvistettava, että yhtälö sisältää saman määrän atomeja ja samantyyppisiä atomeja sen lisäksi, että niillä on samat varaukset globaalin yhtälön molemmilla puolilla.
Esimerkkejä kemiallisten yhtälöiden tasapainottamisesta
Lähde: wikimedia.org. Kirjoittaja: Ephert.
Tämä on animaatio tasapainoisesta kemiallisesta yhtälöstä. Fosforipentoksidi ja vesi muuttuvat fosforihapoksi.
P4O10 + 6 H20 → 4 H3PO4 (-177 kJ).
Toinen esimerkki
Sinulla on etaanin palamisreaktio (epätasapainoinen).
C 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
Kokeilu- ja virhemenetelmällä tasapainotettaessa havaitaan, että yhdelläkään elementeistä ei ole yhtä suuri määrä atomia yhtälön molemmilla puolilla. Siten yksi aloitetaan tasapainottamalla hiili, lisäämällä kaksi stökiömetriseksi kertoimeksi, joka seuraa sitä tuotepuolella.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
Hiili on tasapainotettu molemmin puolin, joten vety on tasapainotettu lisäämällä kolme vesimolekyyliin.
C 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Lopuksi, koska yhtälön oikealla puolella on seitsemän happiatomia ja se on viimeinen tasapainoon jäävä elementti, murto-osa 7/2 asetetaan happimolekyylin eteen (vaikka kokonaislukukertoimet ovat yleensä edullisia).
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
Sitten varmennetaan, että yhtälön molemmilla puolilla on sama määrä hiiliatomeja (2), vetyä (6) ja happea (7).
Kolmas esimerkki
Raudan hapettuminen dikromaatti-ioneilla happamassa väliaineessa (epätasapainossa ja ionisessa muodossaan) tapahtuu.
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
Käyttämällä ionielektroni-menetelmää sen tasapainottamiseen, se jaetaan kahteen puolireaktioon.
Hapetus: Fe 2+ → Fe 3+
Pelkistys: Cr 2 O 7 2 - → Cr 3+
Koska rautaatomit ovat jo tasapainossa (1: 1), tuotepuolelle lisätään elektronia varauksen tasapainottamiseksi.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
Nyt Cr-atomit ovat tasapainossa, lisäämällä kaksi yhtälön oikealta puolelta. Sitten kun reaktio tapahtuu happamassa väliaineessa, seitsemän molekyylejä H 2 O lisätään puolella tuotteiden tasapainottaa happiatomia.
Op 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
H-atomien tasapainottamiseksi lisätään neljätoista H + -ionia reagenssipuolelle ja aineen tasaamisen jälkeen varaukset tasapainotetaan lisäämällä kuusi elektronia samalle puolelle.
Op 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
Lopuksi lisätään molemmat puolireaktiot, mutta koska hapettumisreaktiossa on vain yksi elektroni, tämä kaikki on kerrottava kuudella.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
Lopuksi, elektronit molemmilla puolilla globaalia ioniyhtälöä on poistettava varmistamalla, että niiden varaus ja aine ovat tasapainossa.
Viitteet
- Chang, R. (2007). Kemia. (9. painos). McGraw-Hill.
- Hein, M., ja Arena, S. (2010). Opiskelijoiden yliopistokemian perusteet. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
- Tuli, GD ja Soni, PL (2016). Kemian kieli tai kemialliset yhtälöt. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
- Nopea julkaiseminen. (2015). Kemiayhtälöt ja vastaukset (pikaopiskeluoppaat). Palautettu osoitteesta books.google.co.ve