Vyrovnávací kroky, příklady a cvičení

4808
Abraham McLaughlin
Vyrovnávací kroky, příklady a cvičení

The pokus omyl Skládá se ze metody pokusu a omylu, která se snaží zajistit, aby byla ochrana hmoty splněna v chemické rovnici pro danou reakci; to znamená vyrovnat počty atomů reaktantů a produktů. Atomy tedy nezmizí ani nebudou vytvořeny ze vzduchu..

V závislosti na spěchu je to obvykle zábavná operace, která posiluje porozumění stechiometrickým koeficientům a indexům. Ačkoli se to nemusí zdát, pokus a omyl zahrnuje zvládnutí mnoha konceptů, které se téměř nevědomě používají u těch, kteří se zabývají chemií..

Vyvažování chemické rovnice metodou pokusů a omylů je jako pokus o vyrovnání houpačky ve vzduchu. Fotka od michael maggiore z Pixabay

Vyvažování tedy připomíná úsilí, které by bylo vynaloženo na vyrovnání houpačky (nebo houpačky), takže ani jeden konec nespadne na jednu stranu, zatímco druhý stoupá. Stupnice to také dokonale ilustruje.

Jak máte zkušenosti, toto vyvážení lze provést i mentálně, pokud chemická rovnice není příliš komplikovaná. Špatný švih zcela zničí interpretaci reakce, takže je nezbytné, abyste to dělali klidně, abyste se vyhnuli chybám při jídle.

Rejstřík článků

  • 1 kroky
    • 1.1 Napište nevyváženou rovnici
    • 1.2 Přezkoumejte stechiometrické koeficienty a indexy
    • 1.3 Nejprve vyrovnejte atomy v nejmenším poměru
    • 1.4 Rovnováha podle atomů kyslíku
    • 1.5 Nakonec vyvažování atomů vodíku
  • 2 Příklady
  • 3 cvičení
    • 3.1 Cvičení 1
    • 3.2 Cvičení 2
    • 3.3 Cvičení 3
    • 3.4 Cvičení 4
  • 4 Odkazy

Kroky

Napište nevyváženou rovnici

Bez ohledu na to, k čemu je vyvážení požadováno, vždy byste měli začít s nevyváženou rovnicí. Stejně tak je důležité mít jasno o jeho prvcích. Předpokládejme následující chemickou rovnici:

A + B → 3C + D

Kde jsou druhy A, B, C a D molekulární. Tuto rovnici nelze vyvážit, protože nám o jejích atomech nic neříká. Atomy jsou vyvážené, ne molekuly.

A, B i D mají stechiometrický koeficient 1, zatímco C 3. To znamená, že 1 molekula nebo mol A reaguje s jednou molekulou nebo molem B, za vzniku 3 molekul nebo molů C a jedné molekuly nebo molekuly z D. Když ukážeme atomy, zavedeme stechiometrické indexy.

Zkontrolujte stechiometrické koeficienty a indexy

Nyní předpokládejme následující rovnici:

CH4 + NEBOdva → COdva + HdvaNEBO

Stechiometrické indexy nám říkají, kolik atomů každého prvku tvoří molekulu, a jsou rozpoznávány, protože jsou nejmenšími čísly na pravé straně atomu. Například CH4 má jeden atom uhlíku (i když 1 není umístěn) a čtyři atomy vodíku.

Nejprve vyrovnejte atomy v nejmenším poměru

Podle výše uvedené nevyvážené rovnice je uhlík vedlejším atomem: je součástí jediného reaktantu (CH4) a jeden produkt (COdva). Pokud je pozorováno, je na straně reaktantů i produktů atom C.

Rovnováha podle atomů kyslíku

CH4 + NEBOdva → COdva + HdvaNEBO

2 O 3 O

Nemůžeme změnit indexy, ale pouze stechiometrické koeficienty, abychom vyvážili rovnici. Na pravé straně je více kyslíků, takže se snažíme přidat koeficient k Odva:

CH4 + 2Odva → COdva + HdvaNEBO

4 nebo 3

Nechceme ovlivnit CO koeficientdva protože by to nevyvážilo atomy C. Změnili jsme pak koeficient HdvaNEBO:

CH4 + 2Odva → COdva + 2HdvaNEBO

4 NEBO 4O

Nakonec vyrovnejte atomy vodíku

Jakmile jsme vyvážili atomy kyslíku, konečně jsme vyvážili atomy vodíku. Nakonec zůstávají několikrát samy o sobě vyvážené.

CH4 + 2Odva → COdva + 2HdvaNEBO

4H 4H

A tak byla rovnice vyvážena metodou pokusů a omylů. Pořadí těchto kroků není vždy splněno.

Příklady

Vyvážené rovnice jsou uvedeny níže, aby se ověřilo, že počet jeho atomů je stejný na obou stranách šipky:

SWdva + 2Hdva → S + 2HdvaNEBO

P4 + 6Fdva → 4PF3

2HCl → Hdva + Cldva

C + Odva → COdva

Výcvik

Některá navrhovaná cvičení budou řešena níže. U některých z nich bude vidět, že někdy je vhodné rozbít pořadí kroků a vyvážit menšinový atom jako poslední..

Cvičení 1

Vyvážit metodou pokusů a omylů následující chemickou rovnici:

SW3 → SOdva + NEBOdva

1S 1S

3 NEBO 4O

Je důležité zdůraznit, že koeficienty násobí dolní indexy, aby nám poskytly celkový počet atomů pro prvek. Například 6Ndva nám dává celkem 12 N atomů.

Síra na začátku je již vyvážená, takže pokračujeme s kyslíkem:

3 O 4 O

Jsme nuceni změnit koeficient na SO3 k vyvážení kyslíku na levé straně:

2SO3 → SOdva + NEBOdva

6 O 4 O

2S S

Nyní nás zajímá vyvážení atomů síry nejprve před atomy kyslíku:

2SO3 → 2SOdva + NEBOdva

2S 2S

6 NEBO 6O

Všimněte si, že atomy kyslíku byly nakonec samy vyváženy.

Cvičení 2

Vyvážit metodou pokusů a omylů následující chemickou rovnici:

CH4 + HdvaO → CO + Hdva

Uhlíky a kyslíky jsou již vyvážené, ne stejným způsobem jako vodíky:

6H 2H

Jediné, co musíme udělat, je upravit koeficient na Hdva mít více vodíků vpravo:

CH4 + HdvaO → CO + 3Hdva

6H 6H

A rovnice je naprosto vyvážená.

Cvičení 3

Vyvážit metodou pokusů a omylů následující chemickou rovnici:

CdvaH4 + NEBOdva → COdva + HdvaNEBO

Začneme znovu vyvažovat uhlík:

CdvaH4 + NEBOdva → 2COdva + HdvaNEBO

2C 2C

2O 5O

4H 2H

Všimněte si, že tentokrát je snazší nejprve vyrovnat vodíky než kyslíky:

CdvaH4 + NEBOdva → 2COdva + 2HdvaNEBO

4H 4H

2O 6O

Nyní ano, upravíme koeficient Odva k vyrovnání kyslíku:

CdvaH4 + 3Odva → 2COdva + 2HdvaNEBO

6O 6O

A rovnice je již vyvážená.

Cvičení 4

Nakonec bude náročná rovnice vyvážena metodou pokusů a omylů:

Ndva + HdvaO → NH3 + NE

Dusíky a kyslíky jsou již vyvážené, ale vodíky nejsou:

2H 3H

Zkusme změnit koeficient HdvaO a NH3:

Ndva + 3HdvaO → 2NH3 + NE

6H 6H

3O O.

2N 3N

Metodou pokusu a omylu měníme koeficient NO:

Ndva + 3HdvaO → 2NH3 + 3) Č

6H 6H

3O 3O

2N 5N

A teď jsou dusíky nevyvážené. Zde je vhodné provést náhlou změnu: pětinásobit koeficient Ndva:

5Ndva + 3HdvaO → 2NH3 + 3) Č

10 N 5N

6H 6H

3O 3O

Zůstává nám tedy hrát s NH koeficienty3 a NO takovým způsobem, že přidají 10 dusíku a současně vyvažují atomy kyslíku a vodíku. Zkusme toto skóre:

5Ndva + 3HdvaO → 5NH3 + 5NO

10 N 10 N

6 H 15H

3O 5O

Vodíky však vypadají velmi nevyváženě. Změňme proto koeficienty znovu:

5Ndva + 3HdvaO → 4NH3 + 6NO

10N 10N

6H 12H

3O 6O

Všimněte si, že nyní má levá strana dvakrát kyslík a vodík. V tomto okamžiku stačí zdvojnásobit koeficient HdvaNEBO:

5Ndva + 6HdvaO → 4NH3 + 6NO

10 N 10N

12H 12H

6O 6O

A rovnice je konečně vyvážená.

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. vydání). Učení CENGAGE.
  2. Organická chemie. (s.f.). Vyvažování chemických rovnic metodou pokusů a omylů Vyřešená cvičení. Obnoveno z: quimica-organica.com
  3. Nissa García. (2020). Vyvážená chemická rovnice: Definice a příklady. Studie. Obnoveno z: study.com
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21. října 2019). Jak vyvážit chemické rovnice. Obnoveno z: thoughtco.com
  5. Studijní průvodce. (11. května 2019). Vyvážení chemických reakcí. Vyřešená cvičení. Obnoveno z: quimicaencasa.com
  6. University of Colorado Boulder. (2019). Vyvažování chemických rovnic. Obnoveno z: phet.colorado.edu

Zatím žádné komentáře