Bilansowanie równań chemicznych i przykłady

The równoważenie równań chemicznych oznacza, że ​​wszystkie elementy obecne we wspomnianym równaniu mają taką samą liczbę atomów po każdej stronie. Aby to osiągnąć, konieczne jest zastosowanie metod równoważenia, aby przypisać współczynniki stechiometryczne odpowiednie dla każdego gatunku obecnego w reakcji.

Równanie chemiczne to przedstawienie za pomocą symboli tego, co dzieje się w trakcie reakcji chemicznej między dwiema lub więcej substancjami. Reagenty oddziałują ze sobą i, w zależności od warunków reakcji, otrzymany zostanie jeden lub więcej różnych związków jako produkt..

Przy opisywaniu równania chemicznego należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: Po pierwsze, substancje reagujące są zapisywane po lewej stronie równania, po czym następuje strzałka jednokierunkowa lub dwie przeciwne strzałki poziome, w zależności od rodzaju przeprowadzanej reakcji. peleryna.

Indeks

• 1 Metody równoważenia równań chemicznych
  • 1.1 Bilans równań chemicznych metodą prób i błędów (zwany również przez kontrolę lub próbę)
  • 1.2 Równoważenie algebraiczne równań chemicznych
  • 1.3 Toczenie równań redoks (metoda jonowo-elektronowa)
• 2 Przykłady równoważenia równań chemicznych
  • 2.1 Pierwszy przykład
  • 2.2 Drugi przykład
  • 2.3 Trzeci przykład
• 3 referencje

Metody równoważenia równań chemicznych

Biorąc za podstawę, że reagenty i produkty są znane i że ich wzory są poprawnie wyrażone po stronie, która im odpowiada, przechodzimy do równoważenia równań według następujących metod.

Równoważenie równań chemicznych metodą prób i błędów (nazywane również przez kontrolę lub próbę)

Opiera się ona na stechiometrii reakcji i próbuje próbować z różnymi współczynnikami, aby zrównoważyć równanie, o ile wybierane są najmniejsze możliwe liczby całkowite, przy których uzyskuje się taką samą liczbę atomów każdego elementu po obu stronach reakcji.

Współczynnikiem reagenta lub produktu jest liczba, która poprzedza jego wzór, i jest to jedyna liczba, którą można zmienić podczas równoważenia równania, ponieważ zmiana indeksów dolnych formuł zmieniłaby tożsamość związku w pytaniu.

Policz i porównaj

Po zidentyfikowaniu każdego elementu reakcji i umieszczeniu go na właściwej stronie, kontynuujemy liczenie i porównywanie liczby atomów każdego elementu obecnego w równaniu i określanie tych, które muszą być zrównoważone.

Następnie kontynuujemy równoważenie każdego elementu (pojedynczo), umieszczając całe współczynniki poprzedzające każdą formułę, która zawiera niezrównoważone elementy. Zazwyczaj pierwiastki metaliczne są najpierw zrównoważone, następnie pierwiastki niemetaliczne, a na końcu atomy tlenu i wodoru.

W ten sposób każdy współczynnik mnoży wszystkie atomy poprzedniego wzoru; tak więc podczas równoważenia elementu inne mogą się wytrącać, ale jest to korygowane, gdy reakcja jest zrównoważona.

Wreszcie, potwierdza to ostatni licznik, że całe równanie jest prawidłowo zrównoważone, to znaczy, że przestrzega prawa zachowania materii.

Równoważenie algebraiczne równań chemicznych

Aby skorzystać z tej metody, opracowano procedurę, która traktuje współczynniki równań chemicznych jako niewiadome systemu, który należy rozwiązać..

Po pierwsze, jako element odniesienia przyjmuje się określony element reakcji, a współczynniki są umieszczane jako litery (a, b, c, d ...), które reprezentują niewiadome, zgodnie z istniejącymi atomami tego pierwiastka w każdej cząsteczce (jeśli gatunek nie zawiera tego elementu jest umieszczony „0”).

Po uzyskaniu tego pierwszego równania określa się równania dla innych pierwiastków obecnych w reakcji; będzie tyle równań, ile jest elementów we wspomnianej reakcji.

Na koniec, nieznane są określane przez jedną z algebraicznych metod redukcji, wyrównania lub substytucji, a współczynniki są uzyskiwane, co skutkuje prawidłowo zrównoważonym równaniem.

Równoważenie równań redoks (metoda jonowo-elektronowa)

Najpierw ogólna (niezrównoważona) reakcja jest umieszczana w formie jonowej. Następnie równanie to dzieli się na dwie pół-reakcje, utlenianie i redukcję, przy czym każde równoważy się w zależności od liczby atomów, ich typu i ładunków tych.

Na przykład w przypadku reakcji zachodzących w środowisku kwaśnym dodaje się cząsteczki H.₂Lub zrównoważyć atomy tlenu i dodać H⁺ zrównoważyć atomy wodoru.

W przeciwieństwie do tego, w środowisku alkalicznym dodaje się taką samą liczbę jonów OH^- po obu stronach równania dla każdego jonu H⁺, i gdzie powstają jony H⁺ i OH^- spotykają się, tworząc cząsteczki H₂O.

Dodaj elektrony

Następnie musisz dodać tyle elektronów, ile potrzeba, aby zrównoważyć ładunki, po zrównoważeniu materii w każdej reakcji połowicznej.

Po przetoczeniu każdej reakcji połowicznej są one dodawane i kulminowane przez zrównoważenie końcowego równania metodą prób i błędów. W przypadku, gdy istnieje różnica w liczbie elektronów dwóch pół-reakcji, jedna lub obie muszą być pomnożone przez współczynnik równy tej liczbie.

Na koniec należy potwierdzić, że równanie zawiera taką samą liczbę atomów i ten sam typ atomów, oprócz tego, że ma te same ładunki po obu stronach globalnego równania.

Przykłady równoważenia równań chemicznych

Pierwszy przykład

To animacja zrównoważonego równania chemicznego. Pięciotlenek fosforu i woda przekształca się w kwas fosforowy.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Drugi przykład

Masz reakcję spalania etanu (niezrównoważonego).

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Wykorzystując metodę prób i błędów, aby ją zrównoważyć, zaobserwowano, że żaden z elementów nie ma takiej samej liczby atomów po obu stronach równania. Tak więc zaczyna się od bilansu węgla, dodając dwa jako współczynnik stechiometryczny, który towarzyszy mu z boku produktów.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂O

Węgiel został zrównoważony po obu stronach, więc przechodzimy do równoważenia wodoru, dodając trzy do cząsteczki wody.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Wreszcie, ponieważ po prawej stronie równania znajduje się siedem atomów tlenu i jest to ostatni element, który ma być jeszcze zbalansowany, ułamek 7/2 umieszczony jest przed cząsteczką tlenu (chociaż preferowane są całe współczynniki).

C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Następnie sprawdź, czy po każdej stronie równania jest ta sama liczba atomów węgla (2), wodoru (6) i tlenu (7).

Trzeci przykład

Utlenianie żelaza przez jony dichromianowe zachodzi w środowisku kwaśnym (niezrównoważone iw formie jonowej).

Wiara²⁺ + Cr₂O₇^2- → Wiara³⁺ + Cr³⁺

Wykorzystując metodę jonowo-elektronową do równoważenia, dzieli się ją na dwie pół-reakcje.

Utlenianie: wiara²⁺ → Wiara³⁺

Zmniejszenie: Cr₂O₇^2- → Cr³⁺

Ponieważ atomy żelaza są już zrównoważone (1: 1), elektron jest dodawany po stronie produktów, aby zrównoważyć ładunek.

Wiara²⁺ → Wiara³⁺ + e^-

Teraz atomy Cr są zrównoważone, dodając dwa do prawej strony równania. Następnie, gdy reakcja zachodzi w środowisku kwaśnym, dodaje się siedem cząsteczek H.₂Lub po stronie produktów, aby zrównoważyć atomy tlenu.

Cr₂O₇^2- → 2Kr³⁺ + 7H₂O

Aby zrównoważyć atomy H, dodaje się czternaście jonów H⁺ po stronie reagentów i po wyrównaniu materiału ładunki są równoważone przez dodanie sześciu elektronów po tej samej stronie.

Cr₂O₇^2- +14H⁺ + 6e^- → 2Kr³⁺ + 7H₂O

Na koniec dodaje się obie pół-reakcje, ale ponieważ w reakcji utleniania jest tylko jeden elektron, wszystko to należy pomnożyć przez sześć.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- +14H⁺ + 6e^- → Wiara³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6e^-

Wreszcie elektrony muszą zostać wyeliminowane po obu stronach globalnego równania jonowego, sprawdzając, czy ich ładunek i materia są prawidłowo zrównoważone.

Referencje

1. Chang, R. (2007). Chemia (Wyd. 9). McGraw-Hill.
2. Hein, M. i Arena, S. (2010). Podstawy chemii College, Alternate. Pobrane z books.google.co.ve
3. Tuli, G. D. i Soni, P. L. (2016). Język chemii lub równania chemiczne. Pobrane z books.google.co.ve
4. Speedy Publishing (2015). Chemiczne równania i odpowiedzi (Speedy Study Guides). Pobrane z books.google.co.ve