Pagbabalanse ng mga Chemical Equation Hakbang-hakbang

Ang mga koepisyent ang maaaring baguhin at hindi ang mga subscript

Itinatakda ng bawat formula ang komposisyon ng isang substansiya. Laging may dalawang atom ng hydrogen at isang atom ng oxygen ang H₂O; ang pagpapalit nito sa H₂O₂ ay naglalarawan ng hydrogen peroxide, na ibang compound. Kaya ang pagbabalanse ay ginagawa lang gamit ang mga koepisyent, ang mga numero sa harap ng mga formula, na nagsasabi kung ilang formula unit ng bawat substansiya ang kasali.

Ang balanseng equation ay may parehong bilang ng atom ng bawat elemento sa magkabilang panig. Dahil pinapanatili ng mga atom ang kanilang masa, ang kabuuang masa ng mga reactant ay katumbas na ng kabuuang masa ng mga produkto, na isang kapaki-pakinabang na hiwalay na pagsusuri. Kapag may mga ion, ang kabuuan ng mga karga sa kaliwa ay dapat ding katumbas ng kabuuan sa kanan.

Isinusulat ang mga koepisyent bilang pinakamaliliit na buong bilang na nagbabalanse sa equation. Balanse ang 4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O ngunit hindi sa pinakasimpleng anyo; ang paghati sa 2 ay nagbibigay ng 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Hindi isinusulat ang koepisyent na 1.

Pagkakasunod-sunod ng inspeksyon na umiiwas sa pagpaikot-ikot

Pinakamahusay gumana ang inspeksyon kapag may takdang pagkakasunod-sunod, dahil ang pagbabalanse ng isang elemento ay maaaring makasira sa balanse ng isa pang naayos mo na. Ipinagpapaliban ng pagkakasunod-sunod sa ibaba ang mga elementong lumalabas sa maraming formula, at lalo na ang mga malayang elemento tulad ng O₂ o isang metal, dahil walang ibang ginagambala ang pagbabago ng koepisyent ng malayang elemento.

Ang huling tally ang pinakamahalaga. Ilista ang bawat elemento kasama ang bilang nito sa bawat panig, na minu-multiply ang bawat subscript sa koepisyent at sa anumang subscript sa labas ng panaklong. Isang minuto lang ito at nakakahuli ng halos bawat pagkakamali.

• Isulat ang tamang formula para sa bawat substansiya, kasama ang mga diatomic na elemento (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂), at huwag na itong baguhin pagkatapos.
• Bigyan ang pinakamasalimuot na formula ng pansubok na koepisyent na 1.
• Balansehin ang mga elementong lumalabas sa isang reactant at isang produkto lang.
• Balansehin ang mga polyatomic ion na dumadaan nang walang pagbabago bilang iisang yunit.
• Balansehin ang hydrogen at oxygen sa susunod, at ang mga malayang elemento sa huli.
• Alisin ang anumang praksyon sa pamamagitan ng pag-multiply ng bawat koepisyent sa denominator nito, saka bawasan sa pinakamaliliit na buong bilang.
• I-tally ang bawat elemento, at ang kabuuang karga, sa magkabilang panig.

Halimbawang may solusyon: combustion ng 2-propanol

Ang 2-propanol (isopropyl alcohol), C₃H₈O, ay sumusunog sa oxygen para magbigay ng carbon dioxide at tubig: C₃H₈O + O₂ → CO₂ + H₂O. Bigyan ang C₃H₈O ng koepisyent na 1. Lumalabas ang carbon sa isang reactant at isang produkto, kaya ang 3 C ay nangangailangan ng 3 CO₂. Ganoon din ang hydrogen: ang 8 H ay nangangailangan ng 4 H₂O.

Huli ang oxygen dahil ang O₂ ay malayang elemento. Ang kanang panig ay may 3 × 2 + 4 × 1 = 10 atom ng O. Nagbibigay na ng 1 O ang panggatong, kaya ang O₂ ay dapat magbigay ng 9 na atom, isang koepisyent na 9/2. Ang pag-multiply ng lahat sa 2 ay nagbibigay ng 2 C₃H₈O + 9 O₂ → 6 CO₂ + 8 H₂O.

Tally: C 6 = 6; H 16 = 16; O 2 + 18 = 20 sa kaliwa at 12 + 8 = 20 sa kanan. Ang pagsusuri ng masa gamit ang mga standard atomic weight ng IUPAC na naka-round sa dalawang decimal (C 12.01, H 1.01, O 16.00) ay tugma para sa mga ipinapakitang molar na dami: 2(60.11 g) + 9(32.00 g) = 408.22 g ng mga reactant at 6(44.01 g) + 8(18.02 g) = 408.22 g ng mga produkto.

Karaniwang pagkakamali ang makalimutan ang atom ng oxygen sa loob ng panggatong at magsulat ng 5 O₂ para sa bawat C₃H₈O. Agad itong ibinubunyag ng tally: 11 atom ng O sa kaliwa at 10 sa kanan.

Mga polyatomic ion bilang iisang yunit

Kapag lumalabas na hindi nagbabago ang isang polyatomic ion tulad ng sulfate, nitrate, o phosphate sa magkabilang panig, bilangin ito bilang isang yunit sa halip na bilangin nang hiwalay ang mga atom nito. Pinaiikli nito ang pagtatala at iniiwasan ang pinakamadalas na pagkakamali sa pagbibilang, ang pagkalimot na minu-multiply ng subscript sa labas ng panaklong ang lahat ng nasa loob: ang Ca(NO₃)₂ ay naglalaman ng 2 N at 6 O.

Halimbawang may solusyon: ang barium hydroxide ay tumutugon sa phosphoric acid para magbigay ng barium phosphate at tubig, Ba(OH)₂ + H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + H₂O. Magsimula sa Ba₃(PO₄)₂. Naglalaman ito ng 3 Ba, kaya gumamit ng 3 Ba(OH)₂, at 2 phosphate unit, kaya gumamit ng 2 H₃PO₄.

Para sa tubig, isipin ito bilang H–OH: ang bawat molecule ay nabubuo mula sa isang H ng acid at isang OH ng base. Ang kaliwang panig ay may 3 × 2 = 6 na OH group at 2 × 3 = 6 na acidic na atom ng H, kaya 6 H₂O ang nabubuo: 3 Ba(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + 6 H₂O. Tally: Ba 3 = 3; P 2 = 2; H 6 + 6 = 12 at 6 × 2 = 12; O 6 + 8 = 14 at 8 + 6 = 14.

Gamitin lang ang paraan ng yunit kapag nananatiling buo ang ion. Kung ang nitrate ay ginawang NO sa isang redox na reaksyon, halimbawa, dapat bilangin nang hiwalay ang nitrogen at oxygen.

Pagbabalanse ng karga sa mga ionic equation

Maaaring mabalanse ng ionic equation ang mga atom at mali pa rin. Isaalang-alang ang metal na aluminum na inilagay sa solusyon ng mga ion ng copper(II): Al(s) + Cu²⁺(aq) → Al³⁺(aq) + Cu(s). May isang Al at isang Cu sa bawat panig, ngunit ang karga ay 2+ sa kaliwa at 3+ sa kanan.

Ang bawat atom ng Al ay nawawalan ng 3 electron at ang bawat ion ng Cu²⁺ ay nakakakuha ng 2. Ang least common multiple ay 6, kaya ang 2 Al ay tumutugon sa 3 Cu²⁺: 2 Al(s) + 3 Cu²⁺(aq) → 2 Al³⁺(aq) + 3 Cu(s). Karga: 3(2+) = 6+ sa kaliwa at 2(3+) = 6+ sa kanan; mga atom na Al 2 = 2 at Cu 3 = 3.

Hindi lumalabas ang mga electron sa pangkalahatang equation, kaya ang hindi pagtutugma ng karga ay laging nangangahulugang hindi pa balanse ang equation: mali ang isang koepisyent, o may nawawalang species tulad ng H⁺, OH⁻, o H₂O. Para sa mas masalimuot na redox equation, lalo na sa acidic o basic na solusyon, mas maaasahan ang half-reaction method kaysa sa inspeksyon.

Ang algebraic na paraan para sa mahihirap na equation

Ang ilang equation, kadalasang mga redox na reaksyon kung saan napupunta ang isang elemento sa ilang produkto, ay hindi madaan sa inspeksyon. Magtalaga ng titik sa bawat koepisyent, sumulat ng isang equation bawat elemento, itakda ang isang titik sa 1, at lutasin. Para sa potassium permanganate at hydrochloric acid: a KMnO₄ + b HCl → c KCl + d MnCl₂ + e Cl₂ + f H₂O.

Ang potassium ay nagbibigay ng a = c; ang manganese ng a = d; ang oxygen ng 4a = f; ang hydrogen ng b = 2f; ang chlorine ng b = c + 2d + 2e. Ang pagtatakda ng a = 1 ay nagbibigay ng c = 1, d = 1, f = 4 at b = 8, at saka 8 = 1 + 2 + 2e, kaya e = 5/2. Sa pag-multiply sa 2: 2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O. Tally: K 2, Mn 2, O 8, H 16 at Cl 16 sa bawat panig.

Kung, pagkatapos mong itakda ang isang titik sa 1, may koepisyent pa ring hindi matukoy sa mga equation ng elemento, ang equation ay may higit sa isang malayang balanseng anyo. Karaniwang nangangahulugan iyon na pinagsasama nito ang dalawang magkahiwalay na reaksyon, at kailangan ng karagdagang impormasyon sa kimika, tulad ng kung aling species ang na-oxidize at alin ang na-reduce sa bawat half-reaction, para mapili ang tama.

Mga error sa pagbabalanse at ang tally na nakakahuli sa mga ito

Ang bawat error sa ibaba ay nahuhuli ng parehong huling tally, isa-isang elemento at saka karga. Gawing takdang huling linya ng bawat equation ang tally, hindi opsyonal na dagdag.

Kung paulit-ulit na pumapalya ang tally para sa iisang elemento, bumalik sa pagkakasunod-sunod ng inspeksyon at suriin kung masyadong maaga ang pagbabalanse sa elementong iyon.

• Pagpapalit ng subscript para pilitin ang balanse, tulad ng pagsulat ng H₂O₂ para sa tubig. Ihambing ang bawat formula sa hindi pa balanseng equation na pinagsimulan mo.
• Pagsulat ng diatomic na elemento bilang mga solong atom, tulad ng O sa halip na O₂.
• Pagkalimot na mag-multiply sa loob ng panaklong, kaya ang Ba₃(PO₄)₂ ay nabibilang na may 4 O sa halip na 8.
• Pag-iwan ng mga praksyon, o mga koepisyent na may karaniwang factor, sa huling sagot.
• Pagbabalanse ng mga atom ngunit hindi ng karga sa equation na may mga ion.
• Pagbabalanse muna sa malayang elemento at pag-uulit nito pagkatapos ng bawat ibang pagbabago.