VYVAŽOVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC: METODY A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Tyto vyrovnávací chemické rovnice vyplývá, že všechny prvky v rovnici mají stejný počet atomů na každé straně. K dosažení tohoto cíle je nutné použít metody vyvažování pro přiřazení vhodných stechiometrických koeficientů každému druhu přítomnému v reakci.

Chemická rovnice je symbolická reprezentace toho, co se děje v průběhu chemické reakce mezi dvěma nebo více látkami. Reaktanty vzájemně interagují a v závislosti na reakčních podmínkách se získá jedna nebo více různých sloučenin jako produkt.

Při popisu chemické rovnice je třeba vzít v úvahu následující: nejprve se reakční složky zapisují na levou stranu rovnice, následuje jednosměrná šipka nebo dvě protilehlé vodorovné šipky, v závislosti na typu prováděné reakce. pelerína.

Vyvažovací metody chemických rovnic

Je založen na stechiometrii reakce a jedná se o zkoušení s různými koeficienty za účelem vyvážení rovnice za předpokladu, že jsou vybrána nejmenší možná celá čísla, s nimiž se na obou stranách získá stejný počet atomů každého prvku. reakce.

Koeficient reaktantu nebo produktu je číslo, které předchází jeho vzorci, a je to jediné číslo, které lze změnit při vyvažování rovnice, protože pokud se změní indexy vzorců, změní se identita sloučeniny. v otázce.

Spočítat a porovnat

Poté, co jsme identifikovali každý prvek reakce a umístili jej na správnou stranu, pokračujeme v spočítání a porovnání počtu atomů každého prvku přítomného v rovnici a určení těch, které musí být vyváženy.

Potom pokračuje vyvážení každého prvku (jeden po druhém) umístěním celých koeficientů před každý vzorec obsahující nevyvážené prvky. Normálně jsou kovové prvky nejprve vyváženy, potom nekovové prvky a nakonec atomy kyslíku a vodíku.

Každý koeficient tedy násobí všechny atomy v předchozím vzorci; takže zatímco jeden prvek balancuje, ostatní mohou být nevyvážené, ale toto je opraveno jako reakční bilance.

Nakonec je potvrzeno posledním počtem, že celá rovnice je správně vyvážená, to znamená, že dodržuje zákon zachování hmoty.

Algebraické vyvážení chemických rovnic

Pro použití této metody je stanoven postup pro zpracování koeficientů chemických rovnic jako neznámých systémů, které musí být vyřešeny.

Zaprvé je specifický prvek reakce považován za referenční a koeficienty jsou umístěny jako písmena (a, b, c, d…), která představují neznámé, podle existujících atomů tohoto prvku v každé molekule (pokud druh neobsahuje tento prvek, který je umístěn "0").

Po získání této první rovnice se stanoví rovnice pro další prvky přítomné v reakci; v této reakci bude tolik rovnic, kolik je prvků.

Konečně jsou neznámé určeny jednou z algebraických metod redukce, vyrovnávání nebo substituce a získají se koeficienty, které vedou ke správně vyvážené rovnici.

Vyvažování redoxních rovnic (iontově elektronová metoda)

Obecná (nevyvážená) reakce je umístěna jako první v iontové formě. Poté je tato rovnice rozdělena na dvě poloviční reakce, oxidaci a redukci, rovnováhu každého z nich podle počtu atomů, jejich typu a nábojů.

Například, pro reakce, které se vyskytují v kyselém prostředí, jsou molekuly přidány H ₂ O vyvážit atomy kyslíku se přidává a H ⁺ vyrovnat atomy vodíku.

Na druhé straně, v alkalickém prostředí, ve stejném počtu OH ^- ionty se přidá do obou stran rovnice pro každý H ⁺ iontu, a kde H ⁺ a OH ^- ionty vznikají, jsou spojeny za vzniku H ₂ O molekul.

Přidejte elektrony

Poté musí být přidáno tolik elektronů, kolik je potřeba, aby se vyrovnaly náboje, po vyvážení hmoty v každé poloviční reakci.

Po vyvážení každé poloviční reakce se tyto spojí dohromady a výsledná rovnice se vyrovná pokusem a chybou. V případě rozdílu v počtu elektronů ve dvou polovičních reakcích musí být jeden nebo oba násobeny koeficientem, který se rovná tomuto počtu.

Nakonec je třeba potvrdit, že rovnice zahrnuje stejný počet atomů a stejný typ atomů, kromě stejných nábojů na obou stranách globální rovnice.

Příklady vyrovnávacích chemických rovnic

Zdroj: wikimedia.org. Autor: Ephert.

Toto je animace vyvážené chemické rovnice. Oxid fosforečný a voda se převádějí na kyselinu fosforečnou.

P4O10 + 6 H2O → 4H3PO4 (-177 kJ).

Druhý příklad

Máte spalovací reakci etanu (nevyvážený).

C ₂ H ₆ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

Pomocí metody pokusu a omylu k vyvážení je pozorováno, že žádný z prvků nemá stejný počet atomů na obou stranách rovnice. Jeden tedy začíná vyvážením uhlíku a přidáním dvou jako stechiometrického koeficientu, který jej doprovází na straně produktu.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + H ₂ O

Uhlík byl na obou stranách vyrovnaný, takže vodík je vyvážen přidáním tří k molekule vody.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + 3 H ₂ O

Konečně, protože na pravé straně rovnice je sedm atomů kyslíku a je to poslední prvek, který se nechá vyvážit, zlomkové číslo 7/2 se umístí před molekulu kyslíku (i když obecně se dává přednost celočíselným koeficientům).

C ₂ H ₆ + 7 / 2O ₂ → 2CO ₂ + 3 H ₂ O

Pak je ověřeno, že na každé straně rovnice je stejný počet atomů uhlíku (2), vodíku (6) a kyslíku (7).

Třetí příklad

Dochází k oxidaci železa dichromátovými ionty v kyselém prostředí (nevyvážené a v iontové formě).

Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- → Fe ³⁺ + Cr ³⁺

Pomocí iontové elektronové metody pro její vyvážení se dělí na dvě poloviční reakce.

Oxidace: Fe ²⁺ → Fe ³⁺

Redukce: Cr ₂ O ₇ ^2- → Cr ³⁺

Protože atomy železa jsou již vyrovnané (1: 1), přidá se na stranu produktu elektron, aby se vyrovnal náboj.

Fe ²⁺ → Fe ³⁺ + e ^-

Nyní jsou atomy Cr vyvážené a přidávají dva z pravé strany rovnice. Poté, když dojde k reakci v kyselém prostředí, sedm molekuly H ₂ O se přidá na stranu produktu vyrovnat atomy kyslíku.

Cr ₂ O ₇ ^2- → 2CR ³⁺ + 7H ₂ O

K vyrovnání atomů H se na stranu reaktantu přidá čtrnáct H ⁺ iontů a po vyrovnání hmoty se náboje vyrovnají přidáním šesti elektronů na stejnou stranu.

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14 H ⁺ + 6e ^- → 2CR ³⁺ + 7H ₂ O

Nakonec se přidají obě poloviční reakce, ale protože v oxidační reakci je pouze jeden elektron, musí být toto vše vynásobeno šesti.

6Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ²⁺ 14H ⁺ + 6e ^- → Fe ³⁺ + 2CR ³⁺ + 7H ₂ O + 6e ^-

Nakonec je třeba eliminovat elektrony na obou stranách globální iontové rovnice a ověřit, že jejich náboj a hmota jsou správně vyváženy.

Reference

1. Chang, R. (2007). Chemie. (9. ed.). McGraw-Hill.
2. Hein, M. a Arena, S. (2010). Základy College Chemistry, Alternative. Obnoveno z books.google.co.ve
3. Tuli, GD a Soni, PL (2016). Jazyk chemie nebo chemické rovnice. Obnoveno z books.google.co.ve
4. Rychlé publikování. (2015). Chemické rovnice a odpovědi (Speedy Study Guides). Obnoveno z books.google.co.ve