Изедначување на хемиски равенки чекор по чекор

Што можат да менуваат коефициентите, а што индексите не смеат

Секоја формула го определува составот на една супстанција. H₂O секогаш има два атоми водород и еден атом кислород; ако се смени во H₂O₂, опишува водород пероксид, различно соединение. Затоа изедначувањето се прави само со коефициенти, броевите пред формулите, кои кажуваат колку формулски единици од секоја супстанција учествуваат.

Изедначената равенка има ист број атоми од секој елемент од двете страни. Бидејќи атомите ја задржуваат масата, вкупната маса на реактантите тогаш е еднаква на вкупната маса на производите, што е корисна независна проверка. Кога се јавуваат јони, збирот на полнежите лево мора исто така да е еднаков на збирот десно.

Коефициентите се пишуваат како најмали цели броеви што ја изедначуваат равенката. 4 H₂ + 2 O₂ → 4 H₂O е изедначена, но не во најмали членови; поделбата со 2 дава 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Коефициентот 1 не се пишува.

Редослед на проверка што избегнува вртење во круг

Проверката најдобро функционира со фиксен редослед, бидејќи изедначувањето на еден елемент може да наруши друг што веќе сте го средиле. Редоследот подолу ги одложува елементите што се јавуваат во повеќе формули, а особено слободните елементи како O₂ или метал, бидејќи менувањето на коефициентот на слободниот елемент не нарушува ништо друго.

Крајниот попис е најважен. Наведете го секој елемент со неговиот број од секоја страна, множејќи го секој индекс со коефициентот и со секој индекс надвор од заградите. Одзема една минута и фаќа речиси секој пропуст.

• Напишете точни формули за секоја супстанција, вклучувајќи ги двоатомните елементи (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂), и не менувајте ги потоа.
• На најсложената формула дајте пробен коефициент 1.
• Изедначете ги елементите што се јавуваат само во еден реактант и еден производ.
• Изедначете ги повеќеатомните јони што минуваат непроменети како единечни единици.
• Следно изедначете ги водородот и кислородот, а слободните елементи последни.
• Отстранете ја секоја дропка со множење на сите коефициенти со нејзиниот именител, потоа сведете до најмали цели броеви.
• Направете попис на секој елемент и на вкупниот полнеж од двете страни.

Решен пример: согорување на 2-пропанол

2-Пропанолот (изопропил алкохол), C₃H₈O, гори во кислород и дава јаглерод диоксид и вода: C₃H₈O + O₂ → CO₂ + H₂O. На C₃H₈O дајте му коефициент 1. Јаглеродот се јавува во еден реактант и еден производ, па 3 C бараат 3 CO₂. Исто и водородот: 8 H бараат 4 H₂O.

Кислородот доаѓа последен бидејќи O₂ е слободен елемент. Десната страна сега има 3 × 2 + 4 × 1 = 10 атоми O. Горивото веќе дава 1 O, па O₂ мора да даде 9 атоми, коефициент 9/2. Множењето на сè со 2 дава 2 C₃H₈O + 9 O₂ → 6 CO₂ + 8 H₂O.

Попис: C 6 = 6; H 16 = 16; O 2 + 18 = 20 лево и 12 + 8 = 20 десно. Проверка на масата со стандардни атомски тежини на IUPAC заокружени на две децимали (C 12.01, H 1.01, O 16.00) се согласува за прикажените количества во молови: 2(60.11 g) + 9(32.00 g) = 408.22 g реактанти и 6(44.01 g) + 8(18.02 g) = 408.22 g производи.

Честа грешка е заборавање на атомот кислород во горивото и пишување 5 O₂ за секој C₃H₈O. Пописот веднаш го открива: 11 атоми O лево и 10 десно.

Повеќеатомни јони како единечни единици

Кога повеќеатомен јон како сулфат, нитрат или фосфат се јавува непроменет од двете страни, бројте го како една единица наместо да ги бројте неговите атоми одделно. Тоа ја скратува евиденцијата и ја избегнува најчестата грешка при броење, заборавањето дека индексот надвор од заградите множи сè внатре: Ca(NO₃)₂ содржи 2 N и 6 O.

Решен пример: бариум хидроксид реагира со фосфорна киселина и дава бариум фосфат и вода, Ba(OH)₂ + H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + H₂O. Почнете со Ba₃(PO₄)₂. Содржи 3 Ba, па употребете 3 Ba(OH)₂, и 2 фосфатни единици, па употребете 2 H₃PO₄.

За водата замислете ја како H–OH: секоја молекула се формира од еден H од киселината и една OH од базата. Левата страна сега носи 3 × 2 = 6 OH групи и 2 × 3 = 6 киселински атоми H, па се формираат 6 H₂O: 3 Ba(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ba₃(PO₄)₂ + 6 H₂O. Попис: Ba 3 = 3; P 2 = 2; H 6 + 6 = 12 и 6 × 2 = 12; O 6 + 8 = 14 и 8 + 6 = 14.

Пристапот со единици користете го само кога јонот останува недопрен. Ако, на пример, нитратот се претвора во NO во редокс-реакција, азотот и кислородот мора да се бројат одделно.

Изедначување на полнежот во јонски равенки

Јонската равенка може да ги изедначи атомите и сепак да е погрешна. Размислете за метален алуминиум ставен во раствор на јони на бакар(II): Al(s) + Cu²⁺(aq) → Al³⁺(aq) + Cu(s). Има по еден Al и еден Cu од секоја страна, но полнежот е 2+ лево и 3+ десно.

Секој атом Al губи 3 електрони, а секој јон Cu²⁺ добива 2. Најмалиот заеднички содржател е 6, па 2 Al реагираат со 3 Cu²⁺: 2 Al(s) + 3 Cu²⁺(aq) → 2 Al³⁺(aq) + 3 Cu(s). Полнеж: 3(2+) = 6+ лево и 2(3+) = 6+ десно; атоми Al 2 = 2 и Cu 3 = 3.

Електроните не се појавуваат во вкупната равенка, па несовпаѓање на полнежот секогаш значи дека равенката сè уште не е изедначена: некој коефициент е погрешен или недостасува честичка како H⁺, OH⁻ или H₂O. За посложените редокс-равенки, особено во кисел или базен раствор, методот на полуреакции е посигурен од проверката.

Алгебарскиот метод за тврдокорни равенки

Некои равенки, често редокс-реакции во кои еден елемент завршува во неколку производи, се противат на проверката. Доделете буква на секој коефициент, напишете по една равенка за секој елемент, поставете една буква на 1 и решете. За калиум перманганат и хлороводородна киселина: a KMnO₄ + b HCl → c KCl + d MnCl₂ + e Cl₂ + f H₂O.

Калиумот дава a = c; манганот дава a = d; кислородот дава 4a = f; водородот дава b = 2f; хлорот дава b = c + 2d + 2e. Со a = 1 се добива c = 1, d = 1, f = 4 и b = 8, а потоа 8 = 1 + 2 + 2e, па e = 5/2. Множење со 2: 2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O. Попис: K 2, Mn 2, O 8, H 16 и Cl 16 од секоја страна.

Ако, откако ќе поставите една буква на 1, равенките на елементите сепак оставаат некој коефициент неопределен, равенката има повеќе од еден независен изедначен облик. Тоа обично значи дека комбинира две одделни реакции, а за да се избере вистинскиот е потребна дополнителна хемиска информација, како која честичка се оксидира и која се редуцира во секоја полуреакција.

Грешки при изедначување и пописот што ги фаќа

Секоја од грешките подолу се фаќа со истиот краен попис, елемент по елемент и потоа полнеж. Направете го пописот фиксен последен ред на секоја равенка, а не изборен додаток.

Ако пописот постојано не успева за истиот елемент, вратете се на редоследот на проверка и видете дали тој елемент бил изедначен прерано.

• Менување на индекс за да се наметне баланс, како пишување H₂O₂ за вода. Споредете ја секоја формула со неизедначената равенка од која сте почнале.
• Пишување на двоатомен елемент како единечни атоми, како O наместо O₂.
• Заборавање на множењето низ заградите, па Ba₃(PO₄)₂ се брои како да има 4 O наместо 8.
• Оставање дропки, или коефициенти со заеднички фактор, во крајниот одговор.
• Изедначување на атомите, но не и на полнежот, во равенка со јони.
• Прво изедначување на слободен елемент, па повторување по секоја друга промена.