BALANSERING AV KJEMISKE LIGNINGER: METODER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

De balanserende kjemiske likningene innebærer at alle elementer i ligningen har samme antall atomer på hver side. For å oppnå dette er det nødvendig å bruke balanseringsmetodene for å tilordne passende støkiometriske koeffisienter til hver art som er tilstede i reaksjonen.

En kjemisk ligning er representasjonen ved symboler av hva som skjer i løpet av en kjemisk reaksjon mellom to eller flere stoffer. Reaktantene samvirker med hverandre, og avhengig av reaksjonsbetingelsene vil man oppnå en eller flere forskjellige forbindelser som et produkt.

Når du beskriver en kjemisk ligning, bør følgende tas med i betraktningen: først skrives reaktantene på venstre side av ligningen, etterfulgt av en enveis pil eller to motsatte horisontale piler, avhengig av hvilken reaksjonstype som er utført. kappe.

Balanseringsmetoder for kjemiske ligninger

Den er basert på reaksjonens støkiometri og prøver å prøve med forskjellige koeffisienter for å balansere ligningen, forutsatt at det blir valgt minst mulig heltal med samme antall atomer for hvert element på begge sider. av reaksjonen.

Koeffisienten til en reaktant eller et produkt er tallet som går foran formelen, og det er det eneste tallet som kan endres når man balanserer en ligning, siden hvis underskriftene til formlene blir endret, vil identiteten til forbindelsen bli endret. i spørsmålet.

Tell og sammenlign

Etter å ha identifisert hvert element i reaksjonen og plassert det på riktig side, fortsetter vi å telle og sammenligne antall atomer for hvert element som er tilstede i ligningen og bestemme de som må balanseres.

Deretter fortsettes balanseringen av hvert element (én om gangen) ved å plassere heltallskoeffisienter foran hver formel som inneholder ubalanserte elementer. Normalt er de metalliske elementene balansert først, deretter de ikke-metalliske elementene, og til slutt oksygen og hydrogenatomer.

Dermed multipliserer hver koeffisient alle atomene i den foregående formelen; så mens det ene elementet balanserer, kan det andre bli ubalansert, men dette blir korrigert når reaksjonen balanserer.

Til slutt bekreftes det av en siste telling at hele ligningen er riktig balansert, det vil si at den adlyder loven om bevaring av materie.

Algebraisk balansering av kjemiske ligninger

For å bruke denne metoden etableres en prosedyre for å behandle koeffisientene til de kjemiske ligningene som ukjente i systemet som må løses.

For det første tas et spesifikt element i reaksjonen som en referanse, og koeffisientene blir plassert som bokstaver (a, b, c, d …), som representerer de ukjente, i henhold til de eksisterende atomene i det elementet i hvert molekyl (hvis en art inneholder ikke at elementet er plassert "0").

Etter å ha oppnådd denne første ligningen, blir ligningene for de andre elementene som er tilstede i reaksjonen bestemt; det vil være like mange ligninger som det er elementer i nevnte reaksjon.

Til slutt bestemmes de ukjente ved en av de algebraiske metodene for reduksjon, utjevning eller substitusjon, og koeffisientene som resulterer i riktig balansert ligning oppnås.

Balansering av redoks-ligninger (ion-elektron-metoden)

Den generelle (ubalanserte) reaksjonen plasseres først i sin ioniske form. Deretter blir denne ligningen delt inn i to halvreaksjoner, oksidasjon og reduksjon, og balanserer hver i henhold til antall atomer, deres type og ladninger.

For eksempel, for reaksjonene som finner sted i surt medium, blir molekyler lagt H ₂ O for å balansere oksygenatomer tilsettes og H ⁺ for å balansere hydrogenatomer.

På den annen side, i et alkalisk medium, et likt antall av OH ^- ioner tilsettes til begge sider av ligning for hver etter H ⁺ ion , og hvor H ⁺ og OH ^- oppstår ioner, at de for å danne H ₂ O molekyler .

Legg til elektroner

Da må det legges så mange elektroner som nødvendig for å balansere ladningene, etter å ha balansert saken i hver halvreaksjon.

Etter at hver halvreaksjon er balansert, blir disse lagt sammen og den endelige ligningen balansert av prøving og feiling. I tilfelle en forskjell i antall elektroner i de to halvreaksjonene, må en eller begge ganges med en koeffisient som tilsvarer dette tallet.

Til slutt må det bekreftes at ligningen inkluderer samme antall atomer og samme type atomer, i tillegg til at de har de samme ladningene på begge sider av den globale ligningen.

Eksempler på balansering av kjemiske ligninger

Kilde: wikimedia.org. Forfatter: Ephert.

Dette er en animasjon av en balansert kjemisk ligning. Fosforpentoksyd og vann omdannes til fosforsyre.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Andre eksempel

Du har forbrenningsreaksjonen til etan (ubalansert).

C ₂ H ₆ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

Ved å bruke prøve- og feilsøkingsmetoden for å balansere den, blir det observert at ingen av elementene har samme antall atomer på begge sider av ligningen. Dermed begynner man med å balansere karbonet, legge til en to som en støkiometrisk koeffisient som følger med det på produktsiden.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + H ₂ O

Karbon har blitt balansert på begge sider, så hydrogenet blir balansert ved å tilsette en tre til vannmolekylet.

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

Til slutt, siden det er syv oksygenatomer på høyre side av ligningen, og det er det siste elementet som er igjen for å balansere, blir brøkstallet 7/2 plassert foran oksygenmolekylet (selv om heltallskoeffisienter generelt er å foretrekke).

C ₂ H ₆ + 7 / 2O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

Deretter bekreftes det at på hver side av ligningen er det samme antall atomer av karbon (2), hydrogen (6) og oksygen (7).

Tredje eksempel

Oksidasjon av jern av dikromationer i et surt medium (ubalansert og i sin ioniske form) skjer.

Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- → Fe ³⁺ + Cr ³⁺

Ved bruk av ion-elektron-metoden for balansering blir den delt inn i to halvreaksjoner.

Oksidasjon: Fe ²⁺ → Fe ³⁺

Reduksjon: Cr ₂ O ₇ ^2- → Cr ³⁺

Siden jernatomene allerede er balansert (1: 1), tilsettes et elektron til produktsiden for å balansere ladningen.

Fe ²⁺ → Fe ³⁺ + e ^-

Nå er Cr-atomer balansert, og legger til en to fra høyre side av ligningen. Deretter, når reaksjonen finner sted i et surt medium, syv molekyler av H- ₂ er O tilsettes på produktsiden for å balansere oksygenatomer.

Cr ₂ O ₇ ^2- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

For å balansere H-atomene tilsettes fjorten H ⁺ -ioner til reaktantsiden, og etter utjevning av saken blir ladningene balansert ved å legge seks elektroner til samme side.

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

Til slutt tilsettes begge halvreaksjonene, men siden det bare er ett elektron i oksidasjonsreaksjonen, må alt dette ganges med seks.

6Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → Fe ³⁺ + 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O + 6e ^-

Til slutt må elektronene på begge sider av den globale ioniske ligningen fjernes, og verifisere at ladningen og materien deres er riktig balansert.

referanser

1. Chang, R. (2007). Kjemi. (9. utg.). McGraw-Hill.
2. Hein, M., og Arena, S. (2010). Foundations of College Chemistry, Alternate. Gjenopprettet fra books.google.co.ve
3. Tuli, GD, og ​​Soni, PL (2016). Språket om kjemi eller kjemiske ligninger. Gjenopprettet fra books.google.co.ve
4. Speedy Publishing. (2015). Kjemiske ligninger og svar (hurtige studieveiledninger). Gjenopprettet fra books.google.co.ve