Kimyəvi tənliklərin addım-addım tarazlaşdırılması

Əmsallar nəyi dəyişə bilər, indekslər isə dəyişə bilməz

Hər düstur bir maddənin tərkibini müəyyən edir. H₂O-da həmişə iki hidrogen və bir oksigen atomu var; onu H₂O₂-yə dəyişmək fərqli birləşmə olan hidrogen peroksidi təsvir edir. Buna görə tarazlaşdırma yalnız əmsallarla, yəni düsturların qarşısındakı, hər maddənin neçə düstur vahidinin iştirak etdiyini bildirən ədədlərlə aparılır.

Tarazlaşdırılmış tənliyin hər iki tərəfində hər elementin atomlarının sayı eynidir. Atomlar kütləsini saxladığına görə reagentlərin ümumi kütləsi məhsulların ümumi kütləsinə bərabər olur, bu da faydalı müstəqil yoxlamadır. İonlar göründükdə solda yüklərin cəmi də sağdakı cəmə bərabər olmalıdır.

Əmsallar tənliyi tarazlaşdıran ən kiçik tam ədədlər kimi yazılır. 4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O tarazlaşdırılıb, lakin ən sadə şəkildə deyil; 2-yə bölmək 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O verir. 1 əmsalı yazılmır.

Dövrə vurmağın qarşısını alan baxış ardıcıllığı

Baxış üsulu sabit ardıcıllıqla ən yaxşı işləyir, çünki bir elementi tarazlaşdırmaq artıq həll etdiyiniz başqa elementi pozur. Aşağıdakı ardıcıllıq bir neçə düsturda görünən elementləri, xüsusən də O₂ və ya metal kimi sərbəst elementləri sona saxlayır, çünki sərbəst elementin əmsalını dəyişmək başqa heç nəyi pozmur.

Yekun hesablama ən vacibdir. Hər elementi hər tərəfdəki sayı ilə sadalayın, hər indeksi əmsala və mötərizədən kənardakı indeksə vuraraq. Bu, bir dəqiqə çəkir və demək olar ki, hər yanlışlığı tutur.

• İkiatomlu elementlər (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂) də daxil olmaqla hər maddə üçün düzgün düsturlar yazın və sonra onları dəyişməyin.
• Ən mürəkkəb düstura sınaq əmsalı olaraq 1 verin.
• Yalnız bir reagentdə və bir məhsulda görünən elementləri tarazlaşdırın.
• Dəyişmədən keçən çoxatomlu ionları tək vahid kimi tarazlaşdırın.
• Sonra hidrogen və oksigeni, sonuncu olaraq isə sərbəst elementləri tarazlaşdırın.
• Hər kəsri bütün əmsalları onun məxrəcinə vuraraq aradan qaldırın, sonra ən kiçik tam ədədlərə qədər ixtisar edin.
• Hər iki tərəfdə hər elementi və ümumi yükü hesablayıb yoxlayın.

Həll olunmuş nümunə: 2-propanolun yanması

2-Propanol (izopropil spirt), C₃H₈O, oksigendə yanaraq karbon qazı və su verir: C₃H₈O + O₂ → CO₂ + H₂O. C₃H₈O-ya 1 əmsalı verin. Karbon bir reagentdə və bir məhsulda görünür, buna görə 3 C üçün 3 CO₂ lazımdır. Hidrogen də eynilə: 8 H üçün 4 H₂O lazımdır.

Oksigen sona qalır, çünki O₂ sərbəst elementdir. Sağ tərəfdə indi 3 × 2 + 4 × 1 = 10 O atomu var. Yanacaq artıq 1 O verir, buna görə O₂ 9 atom verməlidir, yəni əmsal 9/2-dir. Hər şeyi 2-yə vurmaq 2 C₃H₈O + 9 O₂ → 6 CO₂ + 8 H₂O verir.

Yoxlama: C 6 = 6; H 16 = 16; O solda 2 + 18 = 20, sağda 12 + 8 = 20. İKYTB-nin (IUPAC) iki onluğa yuvarlaqlaşdırılmış standart atom kütlələri (C 12.01, H 1.01, O 16.00) ilə kütlə yoxlaması göstərilən molyar miqdarlar üçün uyğun gəlir: 2(60.11 g) + 9(32.00 g) = 408.22 g reagent və 6(44.01 g) + 8(18.02 g) = 408.22 g məhsul.

Ümumi yanlışlıq yanacağın içindəki oksigen atomunu unudub hər C₃H₈O üçün 5 O₂ yazmaqdır. Yoxlama bunu dərhal üzə çıxarır: solda 11 O atomu, sağda isə 10.

Çoxatomlu ionlar tək vahid kimi

Sulfat, nitrat və ya fosfat kimi çoxatomlu ion hər iki tərəfdə dəyişməz göründükdə, onun atomlarını ayrıca saymaq əvəzinə bir vahid kimi sayın. Bu, uçotu qısaldır və ən tez-tez rast gəlinən sayma səhvindən, mötərizədən kənardakı indeksin içindəki hər şeyi vurduğunu unutmaqdan qaçmağa kömək edir: Ca(NO₃)₂ tərkibində 2 N və 6 O var.

Həll olunmuş nümunə: barium hidroksid fosfat turşusu ilə reaksiyaya girərək barium fosfat və su verir, Ba(OH)₂ + H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + H₂O. Ba₃(PO₄)₂-dən başlayın. Onun tərkibində 3 Ba var, buna görə 3 Ba(OH)₂ götürün, və 2 fosfat vahidi var, buna görə 2 H₃PO₄ götürün.

Suya H–OH kimi baxın: hər molekul turşunun bir H-ından və əsasın bir OH-ından əmələ gəlir. Sol tərəf indi 3 × 2 = 6 OH qrupu və 2 × 3 = 6 turşu H atomu daşıyır, buna görə 6 H₂O əmələ gəlir: 3 Ba(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + 6 H₂O. Yoxlama: Ba 3 = 3; P 2 = 2; H 6 + 6 = 12 və 6 × 2 = 12; O 6 + 8 = 14 və 8 + 6 = 14.

Vahid yanaşmasından yalnız ion bütöv qaldıqda istifadə edin. Məsələn, redoks reaksiyasında nitrat NO-ya çevrilirsə, azot və oksigen ayrıca sayılmalıdır.

İon tənliklərində yükün tarazlaşdırılması

İon tənliyi atomları tarazlaşdırsa da, yenə də yanlış ola bilər. Mis(II) ionları məhluluna qoyulmuş alüminium metalına baxın: Al(s) + Cu²⁺(aq) → Al³⁺(aq) + Cu(s). Hər tərəfdə bir Al və bir Cu var, lakin yük solda 2+, sağda 3+-dır.

Hər Al atomu 3 elektron itirir, hər Cu²⁺ ionu isə 2 elektron qazanır. Ən kiçik ortaq misli 6-dır, buna görə 2 Al 3 Cu²⁺ ilə reaksiyaya girir: 2 Al(s) + 3 Cu²⁺(aq) → 2 Al³⁺(aq) + 3 Cu(s). Yük: solda 3(2+) = 6+, sağda 2(3+) = 6+; atomlar Al 2 = 2 və Cu 3 = 3.

Elektronlar ümumi tənlikdə görünmür, buna görə yük uyğunsuzluğu həmişə tənliyin hələ tarazlaşdırılmadığını bildirir: əmsal yanlışdır və ya H⁺, OH⁻ və ya H₂O kimi növ çatışmır. Daha mürəkkəb redoks tənlikləri üçün, xüsusən turşu və ya əsas məhlulda, yarımreaksiya üsulu baxışdan daha etibarlıdır.

Çətin tənliklər üçün cəbri üsul

Bəzi tənliklər, çox vaxt bir elementin bir neçə məhsulda qaldığı redoks reaksiyaları, baxış üsuluna tabe olmur. Hər əmsala bir hərf verin, hər element üçün bir tənlik yazın, bir hərfi 1-ə bərabər tutun və həll edin. Kalium permanqanat və xlorid turşusu üçün: a KMnO₄ + b HCl → c KCl + d MnCl₂ + e Cl₂ + f H₂O.

Kalium a = c, manqan a = d, oksigen 4a = f, hidrogen b = 2f, xlor isə b = c + 2d + 2e verir. a = 1 qoysaq, c = 1, d = 1, f = 4 və b = 8 alınır, sonra 8 = 1 + 2 + 2e olduğundan e = 5/2. 2-yə vurduqda: 2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O. Yoxlama: hər tərəfdə K 2, Mn 2, O 8, H 16 və Cl 16.

Bir hərfi 1-ə bərabər tutduqdan sonra element tənlikləri hələ də bir əmsalı təyin olunmamış qoyursa, tənliyin birdən çox müstəqil tarazlaşdırılmış forması var. Bu, adətən onun iki ayrı reaksiyanı birləşdirdiyini bildirir və düzgününü seçmək üçün əlavə kimyəvi məlumat, məsələn, hər yarımreaksiyada hansı növün oksidləşdiyi və hansının reduksiya olunduğu lazımdır.

Tarazlaşdırma səhvləri və onları tutan yoxlama

Aşağıdakı səhvlərin hamısı eyni yekun yoxlama ilə, element-element və sonra yük üzrə tutulur. Yoxlamanı isteğe bağlı əlavə deyil, hər tənliyin sabit son sətri edin.

Yoxlama eyni element üçün uğursuz olmağa davam edirsə, baxış ardıcıllığına qayıdın və həmin elementin çox tez tarazlaşdırılıb-tarazlaşdırılmadığını yoxlayın.

• Tarazlığı məcbur etmək üçün indeksi dəyişmək, məsələn, su üçün H₂O₂ yazmaq. Hər düsturu başladığınız tarazlaşdırılmamış tənliklə müqayisə edin.
• İkiatomlu elementi tək atomlar kimi yazmaq, məsələn, O₂ əvəzinə O.
• Mötərizə boyunca vurmağı unutmaq, nəticədə Ba₃(PO₄)₂-də 8 əvəzinə 4 O olduğunu saymaq.
• Son cavabda kəsrləri və ya ortaq vuruğu olan əmsalları saxlamaq.
• İonlu tənlikdə atomları tarazlaşdırıb yükü tarazlaşdırmamaq.
• Sərbəst elementi əvvəl tarazlaşdırıb hər digər dəyişiklikdən sonra yenidən etməli olmaq.