Etape de echilibrare a încercărilor, exemple și exerciții

încercare și eroare Constă dintr-o metodă de încercare și eroare care urmărește să se asigure că conservarea materiei este îndeplinită într-o ecuație chimică pentru o reacție dată; adică pentru a egaliza numărul atomilor reactanților și produselor. Astfel, atomii nu vor dispărea sau vor fi creați din aer..

În funcție de graba, aceasta este de obicei o operație distractivă, întărind înțelegerile despre coeficienții stoichiometrici și indicii. Deși poate nu pare, încercarea și eroarea implică stăpânirea multor concepte, aplicate aproape inconștient pentru cei care se ocupă de chimie..

Astfel, echilibrarea seamănă cu efortul care ar fi făcut pentru nivelarea unui balansoar (sau balansoar), astfel încât niciunul dintre capete să nu cadă într-o parte în timp ce celălalt se ridică. O scală ilustrează perfect acest lucru.

După cum aveți experiență, această echilibrare se poate face chiar mental, atâta timp cât ecuația chimică nu este prea complicată. Un leagăn rău distruge complet interpretarea unei reacții, deci este esențial să o faci calm pentru a evita greșelile alimentare.

Indice articol

• 1 Pași
  • 1.1 Scrieți ecuația dezechilibrată
  • 1.2 Analizați coeficienții stoichiometrici și indicii
  • 1.3 Echilibrează mai întâi atomii în cea mai mică proporție
  • 1.4 Echilibrul prin atomii de oxigen
  • 1.5 În cele din urmă, echilibrarea atomilor de hidrogen
• 2 Exemple
• 3 Exerciții
  • 3.1 Exercițiul 1
  • 3.2 Exerciții 2
  • 3.3 Exercițiul 3
  • 3.4 Exercițiul 4
• 4 Referințe

Pași

Scrieți ecuația dezechilibrată

Indiferent de ce echilibrare este necesară, ar trebui să începeți întotdeauna cu ecuația dezechilibrată la îndemână. La fel, este important să fie clar despre elementele sale. Să presupunem următoarea ecuație chimică:

A + B → 3C + D

Unde speciile A, B, C și D sunt moleculare. Această ecuație nu poate fi echilibrată deoarece nu ne spune nimic despre atomii săi. Atomii sunt echilibrați, nu moleculele.

Ambele A, B și D au un coeficient stoichiometric de 1, în timp ce C de 3. Acest lucru înseamnă că 1 moleculă sau mol de A reacționează cu o moleculă sau mol de B, pentru a produce 3 molecule sau moli de C și o moleculă sau mol lui D. Când arătăm atomii, introducem indicii stoichiometrici.

Analizați coeficienții stoichiometrici și indicii

Acum presupunem următoarea ecuație:

CH₄ + SAU_Două → CO_Două + H_DouăSAU

Indiciile stoechiometrice ne spun câți atomi din fiecare element alcătuiesc o moleculă și sunt recunoscuți deoarece sunt cele mai mici numere din partea dreaptă a unui atom. De exemplu, CH₄ are un atom de carbon (deși 1 nu este plasat) și patru atomi de hidrogen.

Echilibrează mai întâi atomii în cea mai mică proporție

Conform ecuației dezechilibrate de mai sus, carbonul este atomul minor: face parte dintr-un singur reactant (CH₄) și un singur produs (CO_Două). Dacă se observă, există un atom de C atât pe partea reactanților, cât și pe partea produselor.

Echilibru prin atomii de oxigen

CH₄ + SAU_Două → CO_Două + H_DouăSAU

2 O 3 O

Nu putem schimba indicii, ci doar coeficienții stoichiometrici pentru a echilibra o ecuație. Există mai mulți oxigeni pe partea dreaptă, așa că încercăm să adăugăm un coeficient la O_Două:

CH₄ + 2O_Două → CO_Două + H_DouăSAU

4 sau 3

Nu vrem să afectăm coeficientul de CO_Două deoarece ar dezechilibra atomii lui C. Schimbăm apoi coeficientul lui H_DouăSAU:

CH₄ + 2O_Două → CO_Două + 2H_DouăSAU

4 SAU 4O

În cele din urmă, echilibrați atomii de hidrogen

Odată ce am echilibrat atomii de oxigen, în cele din urmă echilibrăm atomii de hidrogen. De mai multe ori acestea rămân singure echilibrate la final.

CH₄ + 2O_Două → CO_Două + 2H_DouăSAU

4H 4H

Astfel ecuația a fost echilibrată de încercări și erori. Ordinea acestor pași nu este întotdeauna îndeplinită.

Exemple

Ecuațiile echilibrate sunt prezentate mai jos pentru a verifica dacă numărul atomilor săi este egal pe ambele părți ale săgeții:

SW_Două + 2H_Două → S + 2H_DouăSAU

P₄ + 6F_Două → 4PF₃

2HCl → H_Două + Cl_Două

C + O_Două → CO_Două

Instruire

Unele exerciții propuse vor fi rezolvate mai jos. În unele dintre ele se va vedea că uneori este convenabil să rupem ordinea pașilor și să echilibrăm ultimul atom al minorității..

Exercitiul 1

Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:

SW₃ → SO_Două + SAU_Două

1S 1S

3 SAU 4O

Este important să subliniem că coeficienții înmulțesc indicii pentru a ne oferi numărul total de atomi pentru un element. De exemplu, 6N_Două ne dă în total 12 N atomi.

Sulful de la început este deja echilibrat, așa că continuăm cu oxigenul:

3 O 4 O

Suntem obligați să schimbăm coeficientul în SO₃ pentru a echilibra oxigenii din partea stângă:

2SO₃ → SO_Două + SAU_Două

6 O 4 O

2S S

Acum suntem interesați să echilibrăm mai întâi atomii de sulf înainte de atomii de oxigen:

2SO₃ → 2SO_Două + SAU_Două

2S 2S

6 SAU 6O

Rețineți că atomii de oxigen au rămas echilibrați singuri în cele din urmă.

Exerciții 2

Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:

CH₄ + H_DouăO → CO + H_Două

Carbonii și oxigenii sunt deja echilibrați, nu în același mod în care hidrogenii:

6H 2H

Tot ce trebuie să facem este să modificăm coeficientul la H_Două pentru a avea mai mulți hidrogeni în dreapta:

CH₄ + H_DouăO → CO + 3H_Două

6H 6H

Și ecuația este complet echilibrată.

Exercițiul 3

Echilibrați prin încercare și eroare următoarea ecuație chimică:

C_DouăH₄ + SAU_Două → CO_Două + H_DouăSAU

Începem din nou să echilibrăm carbonul:

C_DouăH₄ + SAU_Două → 2CO_Două + H_DouăSAU

2C 2C

2O 5O

4H 2H

Rețineți că de data aceasta este mai ușor să echilibrați mai întâi hidrogenii decât oxigenii:

C_DouăH₄ + SAU_Două → 2CO_Două + 2H_DouăSAU

4H 4H

2O 6O

Acum da, modificăm coeficientul lui O_Două pentru a echilibra oxigenii:

C_DouăH₄ + 3O_Două → 2CO_Două + 2H_DouăSAU

6O 6O

Și ecuația este deja echilibrată.

Exercițiul 4

În cele din urmă, o ecuație provocatoare va fi echilibrată prin încercări și erori:

N_Două + H_DouăO → NH₃ + NU

Azotii și oxigenii sunt deja echilibrați, dar hidrogenii nu sunt:

2H 3H

Să încercăm să schimbăm coeficientul lui H_DouăO și NH₃:

N_Două + 3H_DouăO → 2NH₃ + NU

6H 6H

3O O

2N 3N

Prin încercare și eroare, variați coeficientul de NO:

N_Două + 3H_DouăO → 2NH₃ + 3) NU

6H 6H

3O 3O

2N 5N

Și acum azotii sunt dezechilibrați. Aici este convenabil să faceți o schimbare bruscă: cvintuplați coeficientul de N_Două:

5N_Două + 3H_DouăO → 2NH₃ + 3) NU

10 N 5N

6H 6H

3O 3O

Astfel, rămâne să ne jucăm cu coeficienții NH₃ și NO în așa fel încât să adauge 10 azot și să echilibreze atomi de oxigen și hidrogen în același timp. Să încercăm acest scor:

5N_Două + 3H_DouăO → 5NH₃ + 5NO

10 N 10 N

6 H 15H

3O 5O

Cu toate acestea, hidrogenii arată foarte dezechilibrat. Prin urmare, să modificăm din nou coeficienții:

5N_Două + 3H_DouăO → 4NH₃ + 6NO

10N 10N

6H 12H

3O 6O

Rețineți că acum partea stângă are de două ori oxigenul și hidrogenul. În acest moment, este suficient să dublăm coeficientul de H_DouăSAU:

5N_Două + 6H_DouăO → 4NH₃ + 6NO

10 N 10N

12H 12H

6O 6O

Și ecuația este în cele din urmă echilibrată.

Referințe

1. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ed. A VIII-a). CENGAGE Învățare.
2. Chimie organica. (s.f.). Echilibrarea ecuațiilor chimice prin încercare și eroare Exerciții rezolvate. Recuperat de pe: quimica-organica.com
3. Nissa Garcia. (2020). Ecuație chimică echilibrată: definiție și exemple. Studiu. Recuperat de la: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. (21 octombrie 2019). Cum se echilibrează ecuațiile chimice. Recuperat de pe: thoughtco.com
5. Ghid de studiu. (11 mai 2019). Echilibrarea de încercare a reacțiilor chimice. Exerciții rezolvate. Recuperat de pe: quimicaencasa.com
6. Universitatea din Colorado Boulder. (2019). Echilibrarea ecuațiilor chimice. Recuperat de la: phet.colorado.edu