የኬሚካዊ እኩልታዎችን ደረጃ በደረጃ ማመጣጠን

ብዜት ቁጥሮች ሊለወጡ የሚችሉት፣ ንዑስ ጽሑፎች ግን የማይችሉት

እያንዳንዱ ቀመር የአንድ ንጥረ ነገርን ስብጥር ይወስናል። H₂O ሁልጊዜ ሁለት የሃይድሮጂን አቶሞችና አንድ የኦክስጅን አቶም አለው፤ ወደ H₂O₂ መቀየር ሃይድሮጂን ፐርኦክሳይድን ይገልጻል፤ ይህም የተለየ ውህድ ነው። ስለዚህ ማመጣጠን የሚደረገው በብዜት ቁጥሮች ብቻ ነው፤ እነዚህም ከቀመሮች ፊት ያሉ ቁጥሮች ሲሆኑ የእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ስንት የቀመር አሃዶች እንደሚሳተፉ ይናገራሉ።

የተመጣጠነ እኩልታ በሁለቱም ጎኖች የእያንዳንዱ ንጥረ ነገር አቶሞች ብዛት ተመሳሳይ አለው። አቶሞች ክብደታቸውን ስለሚይዙ፣ የምላሽ ሰጪዎች ጠቅላላ ክብደት ከምርቶች ጠቅላላ ክብደት ጋር እኩል ነው፤ ይህም ጠቃሚ ገለልተኛ ፍተሻ ነው። አዮኖች ሲኖሩ በግራ በኩል ያሉ የክፍያዎች ድምር በቀኝ በኩል ካለው ድምር ጋር እኩል መሆን አለበት።

ብዜት ቁጥሮች እኩልታውን የሚያመጣጥኑ ትናንሽ ኢንቲጀሮች ሆነው ይጻፋሉ። 4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O የተመጣጠነ ነው፤ ግን በዝቅተኛ ቅርፅ አይደለም፤ በ2 ማካፈል 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ይሰጣል። የ1 ብዜት ቁጥር አይጻፍም።

በክበብ እንዳይዞሩ የሚያደርግ የምርመራ ቅደም ተከተል

ምርመራ በተወሰነ ቅደም ተከተል ይሻላል፤ ምክንያቱም አንድን ንጥረ ነገር ማመጣጠን አስቀድመው የወሰኑትን ሌላ ሊያዛባ ይችላል። ከታች ያለው ቅደም ተከተል በበርካታ ቀመሮች የሚታዩ ንጥረ ነገሮችን ያዘገያል፤ በተለይም እንደ O₂ ወይም ብረት ያሉ ነፃ ንጥረ ነገሮችን፤ ምክንያቱም የነፃ ንጥረ ነገር ብዜት ቁጥር መለወጥ ሌላ ምንም ነገር አያዛባም።

የመጨረሻው ቆጠራ በጣም አስፈላጊ ነው። እያንዳንዱን ንጥረ ነገር በሁለቱም ጎኖች ካለው ቁጥሩ ጋር ይዘርዝሩ፤ እያንዳንዱን ንዑስ ጽሑፍ በብዜት ቁጥሩና ከቅንፍ ውጭ ባለ ማንኛውም ንዑስ ጽሑፍ በማባዛት። አንድ ደቂቃ ይወስዳል፤ ሁሉንም ማለት ይቻላል ስህተቶች ይይዛል።

• ሁለት አቶም ያላቸው ንጥረ ነገሮችን (H₂፣ N₂፣ O₂፣ F₂፣ Cl₂፣ Br₂፣ I₂) ጨምሮ ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ትክክለኛ ቀመሮችን ይጻፉ፤ ከዚያ በኋላ አይለውጧቸው።
• በጣም ውስብስቡን ቀመር የ1 ሙከራ ብዜት ቁጥር ይስጡት።
• በአንድ ምላሽ ሰጪና በአንድ ምርት ውስጥ ብቻ የሚታዩ ንጥረ ነገሮችን ያመጣጥኑ።
• እንደ አንድ አሃድ ሳይለወጡ የሚያልፉ የብዙ አቶም አዮኖችን ያመጣጥኑ።
• በመቀጠል ሃይድሮጂንና ኦክስጅንን ያመጣጥኑ፤ ነፃ ንጥረ ነገሮችን ደግሞ በመጨረሻ።
• ማንኛውንም ክፍልፋይ እያንዳንዱን ብዜት ቁጥር በታችኛው ቁጥሩ በማባዛት ያስወግዱ፤ ከዚያ ወደ ትናንሽ ኢንቲጀሮች ይቀንሱ።
• እያንዳንዱን ንጥረ ነገርና ጠቅላላ ክፍያውን በሁለቱም ጎኖች ይቁጠሩ።

የተሠራ ምሳሌ፦ የ2-ፕሮፓኖል ቃጠሎ

2-ፕሮፓኖል (አይሶፕሮፒል አልኮል) C₃H₈O በኦክስጅን ውስጥ ይቃጠልና ካርቦን ዳይኦክሳይድና ውሃ ይሰጣል፦ C₃H₈O + O₂ → CO₂ + H₂O። ለC₃H₈O የ1 ብዜት ቁጥር ይስጡ። ካርቦን በአንድ ምላሽ ሰጪና በአንድ ምርት ውስጥ ይታያል፤ ስለዚህ 3 C ለ3 CO₂ ያስፈልጋል። ሃይድሮጂንም እንዲሁ፦ 8 H ለ4 H₂O ያስፈልጋል።

ኦክስጅን በመጨረሻ ይመጣል፤ ምክንያቱም O₂ ነፃ ንጥረ ነገር ነው። የቀኝ ጎን አሁን 3 × 2 + 4 × 1 = 10 የO አቶሞች አለው። ነዳጁ ቀድሞ 1 O ያቀርባል፤ ስለዚህ O₂ 9 አቶሞችን ማቅረብ አለበት፤ ይህም የ9/2 ብዜት ቁጥር ነው። ሁሉንም በ2 ማባዛት 2 C₃H₈O + 9 O₂ → 6 CO₂ + 8 H₂O ይሰጣል።

ቆጠራ፦ C 6 = 6፤ H 16 = 16፤ O በግራ 2 + 18 = 20 በቀኝ ደግሞ 12 + 8 = 20። ወደ ሁለት አስርዮሽ የተጠጋጉ የIUPAC መደበኛ የአቶም ክብደቶችን (C 12.01፣ H 1.01፣ O 16.00) በመጠቀም የክብደት ፍተሻ ለተመለከቱት የሞላር መጠኖች ይስማማል፦ 2(60.11 g) + 9(32.00 g) = 408.22 g የምላሽ ሰጪዎች እና 6(44.01 g) + 8(18.02 g) = 408.22 g የምርቶች።

የተለመደ ስህተት በነዳጁ ውስጥ ያለውን የኦክስጅን አቶም መርሳትና ለእያንዳንዱ C₃H₈O 5 O₂ መጻፍ ነው። ቆጠራው ወዲያውኑ ያጋልጠዋል፦ በግራ 11 የO አቶሞች በቀኝ ደግሞ 10።

የብዙ አቶም አዮኖች እንደ አንድ አሃድ

እንደ ሰልፌት፣ ናይትሬት ወይም ፎስፌት ያለ የብዙ አቶም አዮን በሁለቱም ጎኖች ሳይለወጥ ሲታይ አቶሞቹን ለየብቻ ከመቁጠር ይልቅ እንደ አንድ አሃድ ይቁጠሩት። ይህ የሂሳብ አያያዝን ያሳጥራል፤ እንዲሁም በጣም የተለመደውን የቆጠራ ስህተት ያስወግዳል፤ ማለትም ከቅንፍ ውጭ ያለ ንዑስ ጽሑፍ በውስጡ ያለውን ሁሉ እንደሚያባዛ መርሳት፦ Ca(NO₃)₂ 2 N እና 6 O ይዟል።

የተሠራ ምሳሌ፦ ባሪየም ሃይድሮክሳይድ ከፎስፎሪክ አሲድ ጋር ምላሽ ሰጥቶ ባሪየም ፎስፌትና ውሃ ይሰጣል፣ Ba(OH)₂ + H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + H₂O። ከBa₃(PO₄)₂ ይጀምሩ። 3 Ba ይዟል፤ ስለዚህ 3 Ba(OH)₂ ይጠቀሙ፤ 2 የፎስፌት አሃዶችም አሉት፤ ስለዚህ 2 H₃PO₄ ይጠቀሙ።

ለውሃው እንደ H–OH ያስቡት፦ እያንዳንዱ ሞለኪውል ከአሲዱ አንድ H እና ከቤዙ አንድ OH ይፈጠራል። የግራ ጎን አሁን 3 × 2 = 6 የOH ቡድኖችና 2 × 3 = 6 የአሲድ H አቶሞች ይዟል፤ ስለዚህ 6 H₂O ይፈጠራሉ፦ 3 Ba(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + 6 H₂O። ቆጠራ፦ Ba 3 = 3፤ P 2 = 2፤ H 6 + 6 = 12 እና 6 × 2 = 12፤ O 6 + 8 = 14 እና 8 + 6 = 14።

የአሃድ አቀራረቡን አዮኑ ሳይነካ ሲቆይ ብቻ ይጠቀሙ። ለምሳሌ ናይትሬት በሪዶክስ ምላሽ ወደ NO ከተቀየረ ናይትሮጂንና ኦክስጅን ለየብቻ መቆጠር አለባቸው።

በአዮናዊ እኩልታዎች ውስጥ ክፍያን ማመጣጠን

አዮናዊ እኩልታ አቶሞችን አመጣጥኖ አሁንም የተሳሳተ ሊሆን ይችላል። የአሉሚኒየም ብረት በመዳብ(II) አዮኖች መፍትሔ ውስጥ ሲገባ እንመልከት፦ Al(s) + Cu²⁺(aq) → Al³⁺(aq) + Cu(s)። በእያንዳንዱ ጎን አንድ Al እና አንድ Cu አለ፤ ነገር ግን ክፍያው በግራ 2+ በቀኝ ደግሞ 3+ ነው።

እያንዳንዱ የAl አቶም 3 ኤሌክትሮኖችን ያጣል፤ እያንዳንዱ Cu²⁺ አዮን ደግሞ 2 ያገኛል። ትንሹ የጋራ ብዜት 6 ነው፤ ስለዚህ 2 Al ከ3 Cu²⁺ ጋር ይመላለሳሉ፦ 2 Al(s) + 3 Cu²⁺(aq) → 2 Al³⁺(aq) + 3 Cu(s)። ክፍያ፦ 3(2+) = በግራ 6+ እና 2(3+) = በቀኝ 6+፤ አቶሞች Al 2 = 2 እና Cu 3 = 3።

ኤሌክትሮኖች በጠቅላላ እኩልታ ውስጥ አይታዩም፤ ስለዚህ የክፍያ አለመመጣጠን ሁልጊዜ እኩልታው ገና አልተመጣጠነም ማለት ነው፦ አንድ ብዜት ቁጥር ተሳስቷል፣ ወይም እንደ H⁺፣ OH⁻ ወይም H₂O ያለ ንጥረ ነገር ጎድሏል። ለይበልጥ ውስብስብ የሪዶክስ እኩልታዎች፣ በተለይም በአሲዳማ ወይም በቤዛማ መፍትሔ ውስጥ፣ የግማሽ ምላሽ ዘዴ ከምርመራ ይልቅ አስተማማኝ ነው።

ለግትር እኩልታዎች የአልጀብራ ዘዴ

አንዳንድ እኩልታዎች፣ ብዙውን ጊዜ አንድ ንጥረ ነገር በበርካታ ምርቶች ውስጥ የሚያበቃባቸው የሪዶክስ ምላሾች፣ ምርመራን ይቋቋማሉ። ለእያንዳንዱ ብዜት ቁጥር ፊደል ይመድቡ፣ ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር አንድ እኩልታ ይጻፉ፣ አንድ ፊደል ወደ 1 ያዘጋጁ፣ ከዚያ ይፍቱ። ለፖታሲየም ፐርማንጋኔትና ለሃይድሮክሎሪክ አሲድ፦ a KMnO₄ + b HCl → c KCl + d MnCl₂ + e Cl₂ + f H₂O።

ፖታሲየም a = c ይሰጣል፤ ማንጋኒዝ a = d ይሰጣል፤ ኦክስጅን 4a = f ይሰጣል፤ ሃይድሮጂን b = 2f ይሰጣል፤ ክሎሪን b = c + 2d + 2e ይሰጣል። a = 1 ማዘጋጀት c = 1፣ d = 1፣ f = 4 እና b = 8 ይሰጣል፤ ከዚያ 8 = 1 + 2 + 2e፣ ስለዚህ e = 5/2። በ2 ማባዛት፦ 2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O። ቆጠራ፦ K 2፣ Mn 2፣ O 8፣ H 16 እና Cl 16 በእያንዳንዱ ጎን።

አንድ ፊደል ወደ 1 ካዘጋጁ በኋላ የንጥረ ነገር እኩልታዎቹ አሁንም አንድ ብዜት ቁጥር ያልተወሰነ ከተዉ፣ እኩልታው ከአንድ በላይ ገለልተኛ የተመጣጠነ ቅርፅ አለው ማለት ነው። ይህ ብዙውን ጊዜ ሁለት የተለያዩ ምላሾችን ያጣምራል ማለት ነው፤ ትክክለኛውን ለመምረጥም ተጨማሪ ኬሚካዊ መረጃ ያስፈልጋል፤ ለምሳሌ በእያንዳንዱ የግማሽ ምላሽ ውስጥ የትኛው ኦክሳይድ እንደሆነና የትኛው ተቀንሷል የሚለው።

የማመጣጠን ስህተቶችና የሚይዛቸው ቆጠራ

ከታች ያሉት እያንዳንዱ ስህተቶች በተመሳሳይ የመጨረሻ ቆጠራ ይያዛሉ፤ ንጥረ ነገር በንጥረ ነገርና ከዚያ ክፍያ። ቆጠራውን የእያንዳንዱ እኩልታ ቋሚ የመጨረሻ መስመር እንጂ አማራጭ ተጨማሪ አያድርጉት።

ቆጠራው ለተመሳሳይ ንጥረ ነገር ደጋግሞ ከወደቀ ወደ ምርመራ ቅደም ተከተል ይመለሱና ያ ንጥረ ነገር ቶሎ እንደተመጣጠነ ይፈትሹ።

• ለማመጣጠን ንዑስ ጽሑፍ መቀየር፣ ለምሳሌ ለውሃ H₂O₂ መጻፍ። እያንዳንዱን ቀመር ከጀመሩበት ያልተመጣጠነ እኩልታ ጋር ያነጻጽሩ።
• ሁለት አቶም ያለውን ንጥረ ነገር እንደ ነጠላ አቶሞች መጻፍ፣ ለምሳሌ ከO₂ ይልቅ O።
• በቅንፍ በኩል ማባዛትን መርሳት፤ ስለዚህ Ba₃(PO₄)₂ 8 ሳይሆን 4 O እንዳለው ይቆጠራል።
• በመጨረሻው መልስ ክፍልፋዮችን ወይም የጋራ ምክንያት ያላቸው ብዜት ቁጥሮችን መተው።
• አዮኖች ባሉበት እኩልታ አቶሞችን ማመጣጠን ግን ክፍያን አለማመጣጠን።
• ነፃ ንጥረ ነገርን መጀመሪያ ማመጣጠንና ከእያንዳንዱ ሌላ ለውጥ በኋላ እንደገና መሥራት።