的平衡化学方程式意味着方程式中的所有元素具有相同数量的每一侧上的原子。为此,必须使用平衡方法为反应中存在的每种物质分配适当的化学计量系数。
化学方程式是用符号表示两种或多种物质之间发生化学反应的过程。反应物彼此相互作用,并且根据反应条件,将获得一种或多种不同的化合物作为产物。
描述化学方程式时,应考虑以下因素:首先,根据进行的反应类型,将反应物写在方程式的左侧,然后是单向箭头或两个相反的水平箭头。岬。
化学方程式的平衡方法
它基于反应的化学计量,并尝试使用不同的系数尝试平衡方程,前提是选择了尽可能小的整数,通过该整数在两侧均获得相同数量的每个元素的原子。反应。
反应物或产物的系数是其公式之前的数字,并且是平衡方程式时唯一可以更改的数字,因为如果更改了公式的下标,则化合物的身份也会改变。问题。
计数和比较
在确定了反应的每个元素并将其放在正确的一侧后,我们继续进行计数并比较方程式中每个元素的原子数,并确定必须平衡的原子数。
然后,通过将整数系数放在每个包含不平衡元素的公式之前,继续进行每个元素的平衡(一次)。通常,金属元素首先要平衡,然后是非金属元素,最后是氧和氢原子。
因此,每个系数乘以上式中的所有原子;因此,尽管一个元素达到平衡,其他元素可能变得不平衡,但这已被纠正为反应平衡。
最后,通过最后的计数可以确认整个方程是正确平衡的,也就是说,它遵循物质守恒定律。
化学方程式的代数平衡
为了使用该方法,建立了将化学方程式的系数视为必须解决的系统未知数的过程。
首先,根据每个分子中该元素的存在原子(如果存在一个不包含该元素的物种置于“ 0”)。
在获得该第一方程式之后,确定反应中存在的其他元素的方程式;所述反应中将有尽可能多的方程式。
最后,通过减少,均衡或代换的一种代数方法确定未知数,并获得导致正确平衡方程的系数。
平衡氧化还原方程(离子电子法)
一般(不平衡)反应首先以离子形式存在。然后将该方程分为两个半反应,即氧化和还原,根据原子数,原子类型和电荷来平衡每个半反应。
例如,对于在酸性介质中发生的反应,向分子添加H 2 O以平衡氧原子,向分子H +平衡氢原子。
在另一方面,在碱性介质中,相等数目的OH -离子添加到方程为各为H的两侧+离子,并且其中H +和OH -离子的产生,它们加入到生成H 2个 ö 分子。
加电子
然后,在每个半反应中平衡物质之后,必须添加尽可能多的电子以平衡电荷。
在平衡每个半反应后,将它们加在一起,并通过反复试验使最终方程式平衡。如果两个半反应中的电子数量不同,则必须将一个或两个乘以等于该数量的系数。
最后,必须证实该方程式除了在全局方程式的两边具有相同的电荷之外,还包括相同数量的原子和相同类型的原子。
化学方程式平衡的例子
资料来源:wikimedia.org。作者:Ephert。
这是一个平衡化学方程式的动画。五氧化二磷和水转化为磷酸。
P4O10 + 6 H2O→4 H3PO4(-177 kJ)。
第二个例子
您有乙烷的燃烧反应(不平衡)。
C 2 H 6 + O 2 →CO 2 + H 2 O
使用试错法进行平衡,可以观察到在等式两边没有元素具有相同的原子数。因此,首先要平衡碳,然后再在产品侧添加两个作为化学计量系数的碳。
C 2 H 6 + O 2 →2CO 2 + H 2 O
碳在两面都平衡,因此氢通过在水分子中添加三而平衡。
C 2 H 6 + O 2 →2CO 2 + 3H 2 O
最后,由于等式的右侧有七个氧原子,并且它是剩下要平衡的最后一个元素,因此分数7/2位于氧分子的前面(尽管通常优选整数系数)。
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 →2CO 2 + 3H 2 O
然后证明,在方程式的每一边上,都有相同数量的碳(2),氢(6)和氧(7)原子。
第三个例子
铁在酸性介质(不平衡且呈离子形式)中被重铬酸盐离子氧化。
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- →Fe 3+ + Cr 3+
使用离子电子方法进行平衡,将其分为两个半反应。
氧化:Fe 2 + →Fe 3+
还原:Cr 2 O 7 2- →Cr 3+
由于铁原子已经平衡(1:1),因此将电子添加到产物侧以平衡电荷。
铁2+ →铁3+ + E -
现在,Cr原子平衡了,从等式的右边加了两个。然后,当反应在酸性介质中发生时,在产物侧添加七个分子的H 2 O以平衡氧原子。
Cr 2 O 7 2- →2Cr 3+ + 7H 2 O
为了平衡H原子,在反应物一侧添加了14个H +离子,在使物质平衡之后,通过在同一侧添加六个电子来平衡电荷。
的Cr 2 ö 7 2- + 14H + + 6e中- →2CR 3+ + 7H 2 ö
最后,两个半反应都加了,但是由于氧化反应中只有一个电子,所有这些必须乘以六个。
6Fe 2+ + CR 2 ö 7 2+ 14H + + 6e中- →铁3+ + 2CR 3+ + 7H 2 O + 6e中-
最后,必须消除全局离子方程两边的电子,验证其电荷和物质正确平衡。
参考文献
- Chang,R.(2007年)。化学。(第9版)。麦格劳-希尔。
- Hein,M.和Arena,S.(2010)。大学化学基础,替代。从books.google.co.ve中恢复
- Tuli,GD和Soni,PL(2016)。化学或化学方程式的语言。从books.google.co.ve中恢复
- 快速发布。 (2015)。化学方程式和答案(快速学习指南)。从books.google.co.ve中恢复