Μάθετε πώς να εξισορροπείτε τις χημικές εξισώσεις τώρα
Οι χημικές εξισώσεις αποτελούν σημαντικό μέρος της χημείας και της επιστήμης στο σύνολό της, πράγμα που σημαίνει ότι θα αφιερώσετε χρόνο για να εξισορροπήσετε τις χημικές εξισώσεις. Όπως τα κλάσματα και τα προβλήματα άλγεβρας, αυτές οι εξισώσεις πρέπει να εξισορροπηθούν για να χρησιμοποιηθούν σωστά. Συνήθως, οι μαθητές μαθαίνουν πώς να γράφουν χημικές εξισώσεις στα μαθήματα των φυσικών επιστημών της 8ης τάξης, αλλά αν θέλετε να προηγηθείτε στην τάξη ή χρειάζεστε μια ανανέωση, ακολουθούν μερικά εύκολα βήματα που θα σας βοηθήσουν να μάθετε πώς να εξισορροπείτε τις χημικές εξισώσεις τώρα .
Τι είναι μια χημική εξίσωση;
Πρώτον, τι είναι μια χημική εξίσωση; Με απλά λόγια, αυτή η εξίσωση είναι απλώς μια απεικόνιση του τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Έχετε δύο σετ χημικών συμβόλων που χωρίζονται με ένα βέλος. Στην αριστερή πλευρά, έχετε τα αντιδρώντα ή τα στοιχεία που εμπλέκονται στην αντίδραση. Στη δεξιά πλευρά, έχετε τα προϊόντα ή το τελικό αποτέλεσμα της αντίδρασης. Οι περισσότερες χημικές εξισώσεις που βλέπετε δεν είναι ισορροπημένες. Αυτή η εξίσωση για την αντίδραση που δημιουργεί σκουριά είναι το τέλειο παράδειγμα:
Fe + O2 →Fe2O3
Τα αντιδρώντα σας διαχωρίζονται πάντα με ένα σύμβολο συν, που υποδηλώνει ότι επί του παρόντος είναι ξεχωριστά στοιχεία. Μια ισορροπημένη εξίσωση σάς βοηθά να υπολογίσετε τον ακριβή αριθμό των συστατικών που απαιτούνται για την ικανοποίηση των απαιτήσεων του νόμου της διατήρησης της μάζας.
Νόμος διατήρησης της μάζας
Ο νόμος της διατήρησης της μάζας είναι απλός και σύνθετος. Δηλώνει ότι σε ένα κλειστό σύστημα, η ύλη δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, απλώς να αλλάξει. Ρίξτε μια ματιά στην παραπάνω εξίσωση οξειδίου του σιδήρου. Είναι ανισόρροπο - ξεκινάς με ένα σίδερο και δύο οξυγόνο, αλλά καταλήγεις με δύο σίδηρο και τρία οξυγόνο. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της μάζας, αυτό δεν μπορεί να λειτουργήσει.
Υπάρχουν έξι διαφορετικοί τύποι χημικών αντιδράσεων και οι βασικές αρχές της εξισορρόπησης των χημικών εξισώσεων είναι οι ίδιες για καθεμία από αυτές. Για λόγους απλότητας, θα εξετάσουμε μια αντίδραση καύσης — γιατί σε ποιον δεν αρέσει να εισάγει λίγη φωτιά στην εξίσωση;
Βήμα 1 — Προσδιορίστε τα στοιχεία
Για αυτήν την άσκηση, θα εξετάσουμε τη χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα όταν καίτε προπάνιο για τη σχάρα μπάρμπεκιου, παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Ο μη ισορροπημένος τύπος μοιάζει με αυτό:
C3H8 + O2 →H2O + CO2
Το πρώτο μας βήμα είναι να εντοπίσουμε τα στοιχεία που υπάρχουν σε αυτή την αντίδραση. Σε αυτήν την περίπτωση, έχουμε Άνθρακα (C), Υδρογόνο (Η) και Οξυγόνο (Ο) . Το C3H8 είναι προπάνιο και το οξυγόνο υπάρχει στην ατμόσφαιρα και είναι απαραίτητο για να καεί το προπάνιο. Σημειώστε τον αριθμό των στοιχείων σε κάθε πλευρά του ισορροπημένου τύπου.
Στην πλευρά των αντιδρώντων αυτού του τύπου, έχουμε τρία άτομα άνθρακα, οκτώ άτομα υδρογόνου και δύο άτομα οξυγόνου. Από την πλευρά των προϊόντων, έχουμε έναν άνθρακα, δύο υδρογόνα και τρία οξυγόνο.
Εφόσον το υδρογόνο και το οξυγόνο υπάρχουν σε τόσες πολλές εξισώσεις, αυτές είναι ισορροπημένες τελευταίες.
Βήμα 2 — Αλλάξτε τον συντελεστή
Όταν εξισορροπείτε χημικές εξισώσεις, δεν αλλάζετε ποτέ τους δείκτες - που είναι οι μικροί αριθμοί στα δεξιά κάθε στοιχείου. Αυτό που πρέπει να κάνετε για να εξισορροπήσετε την εξίσωση είναι να προσθέσετε έναν συντελεστή σε κάθε στοιχείο — έναν αριθμό στα αριστερά κάθε κομμάτι.
Πρώτα, πρέπει να ισορροπήσετε τον άνθρακα. Η προσθήκη ενός συντελεστή 3 στο CO2 — 3 CO2 — αυξάνει τον αριθμό των ατόμων άνθρακα σε τρία και τον αριθμό των μορίων οξυγόνου σε έξι. Το λαμβάνετε πολλαπλασιάζοντας τον δείκτη του οξυγόνου, που είναι δύο, με τον συντελεστή 3.
Η εξίσωση μοιάζει τώρα ως εξής:
C3H8 + O2 →H2O + 3 CO2
Βήμα 3 — Επαναλάβετε το δεύτερο βήμα
Το επόμενο βήμα είναι να επαναλάβετε το δεύτερο βήμα και να συνεχίσετε να προσθέτετε συντελεστές για να εξισορροπήσετε πλήρως την εξίσωση. Δεδομένου ότι το μόνο που απομένει είναι το υδρογόνο και το οξυγόνο, είναι ασφαλές να προχωρήσετε για να εξισορροπήσετε αυτά τα δύο στοιχεία.
Για να εξισορροπήσετε το υδρογόνο, δεδομένου ότι έχετε οκτώ άτομα υδρογόνου στην πλευρά των αντιδρώντων της εξίσωσης, θα χρειαστείτε συντελεστή τεσσάρων για να αυξήσετε τον αριθμό των ατόμων υδρογόνου από δύο σε οκτώ — πολλαπλασιάστε τον συντελεστή τεσσάρων με τον δείκτη του υδρογόνου δύο .
Τώρα η εξίσωση μοιάζει με αυτό:
C3H8 + O2 → 4 H2O + 3 CO2
Στη συνέχεια, πρέπει να ισορροπήσουμε το οξυγόνο, καθώς υπάρχουν 10 άτομα οξυγόνου στην πλευρά του προϊόντος και μόνο δύο στην πλευρά του αντιδρώντος. Αυτό μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα προσθέτοντας έναν συντελεστή πέντε μπροστά από το μόριο οξυγόνου στην πλευρά των αντιδραστηρίων — ο συντελεστής πέντε πολλαπλασιασμένος με τον δείκτη του δύο σας δίνει 10 άτομα οξυγόνου.
Μια πλήρως ισορροπημένη εξίσωση για την καύση προπανίου μοιάζει με αυτό:
C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2
Τώρα και οι δύο πλευρές της εξίσωσης έχουν τρία άτομα άνθρακα, οκτώ άτομα υδρογόνου και 10 άτομα οξυγόνου.
Βήμα 4 — Ελέγξτε την εργασία σας
Όπως με κάθε μαθηματική εξίσωση, το τελευταίο στάδιο εξισορρόπησης χημικών εξισώσεων είναι ο έλεγχος της εργασίας σας. Ανατρέξτε στους υπολογισμούς σας ξανά και βεβαιωθείτε ότι όλα αθροίζονται. Και τελειώσατε! Η εξίσωσή σας είναι ισορροπημένη, σε τέσσερα εύκολα βήματα.
Σκέψεις κλεισίματος
Το να ξέρεις πώς να εξισορροπείς μια χημική εξίσωση είναι ένα μεγάλο μέρος της χημείας και δεν είναι τόσο περίπλοκο όσο νομίζεις. Θυμηθείτε, δεν αλλάζετε ποτέ τους δείκτες που προσδιορίζουν τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου στον τύπο. Οι συντελεστές που προστίθενται πριν από κάθε στοιχείο στην εξίσωση είναι τα εργαλεία που χρειάζεστε για να βεβαιωθείτε ότι η εξίσωση πληροί τις απαιτήσεις του νόμου της διατήρησης της μάζας.
Όλα επιστρέφουν στον νόμο της διατήρησης της μάζας, αλλά αυτός δεν είναι ο μόνος λόγος που πρέπει να βεβαιωθείτε ότι οι εξισώσεις σας είναι ισορροπημένες. Εάν σχεδιάζετε να εκτελέσετε ένα πείραμα χημείας, η εξισορρόπηση της φόρμουλας σας δίνει μια βασική ιδέα για το πόσο από κάθε στοιχείο θα χρειαστείτε για να δημιουργήσετε μια ισορροπημένη αντίδραση. Εάν, για παράδειγμα, δημιουργείτε μόρια νερού με υδρογόνο και οξυγόνο, η εξίσωσή σας μοιάζει κάπως έτσι:
H2 + O2 → H2O
Τώρα, αν θυμάστε αυτό που μόλις μιλήσαμε, μπορείτε να δείτε ότι αυτή η φόρμουλα δεν είναι ισορροπημένη. Ξεκινάτε με δύο οξυγόνο και δύο υδρογόνα και καταλήγετε με δύο υδρογόνα και ένα οξυγόνο.
Μια ισορροπημένη έκδοση αυτής της εξίσωσης μοιάζει με αυτό:
2 H2 + O2 → 2 H2O
Αυτό μας λέει ότι χρειαζόμαστε διπλάσιο υδρογόνο, τέσσερα άτομα συνολικά, για να δημιουργήσουμε μια ισορροπημένη αντίδραση για να σχηματίσουμε δύο μόρια νερού. Μπορείτε να ακολουθήσετε τα βήματα που κάναμε για να εξισορροπήσουμε αυτήν την εξίσωση;
Απλώς θυμηθείτε αυτά τα τέσσερα βήματα και θα γίνετε ειδικός στην εξισορρόπηση σε ελάχιστο χρόνο.
