Príklad vyváženia rovníc pokusom

Vyvažovanie chemických rovníc spočíva v stanovení množstva látok, ktoré sa zúčastňujú na chemickej reakcii, aby zodpovedali množstvu vyrobené látky, to znamená prvky, ktoré reagujú v prvom člene rovnice, sú rovnaké, ktoré zostávajú po reakcii v druhom člene rovnice. rovnica.

Jednou z metód vyváženia rovnice je metóda pokusu a omylu. V tejto metóde sa pokúsime vyvážiť počet atómov v chemickej rovnici a upravíme hodnoty látok prítomné na jednej alebo na oboch stranách, aby bola rovnosť medzi počtom atómov reaktantov a látok vyrobené. Je to metóda pokusu a omylu.

Keď študujeme zložitú chemickú reakciu, existujú pochybnosti o tom, či je množstvo reagujúcich látok a produkovaných látok rovnaké na oboch stranách rovnice. Pri vyrovnávaní pokusov a omylov vykonáme nasledujúce kroky:

Príklad vyváženia síranu sodného a kyseliny chlorovodíkovej metódou pokusov a omylov:

1. Berieme do úvahy radikály reagujúcich látok, ako aj tie, ktoré sa vytvárajú. Pozrime sa na nasledujúcu neutralizačnú reakciu síranu sodného s kyselinou chlorovodíkovou:

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Ako vidíme, na ľavej strane rovnice máme reaktanty: síran sodný (Na₂SW₃) a kyselinu chlorovodíkovú (HCl). Na pravej strane máme reakčné produkty: chlorid sodný alebo kuchynská soľ (NaCl), voda (H₂O) a oxid sírový (SO₂).

V tejto rovnici vidíme látky, ktoré reagujú, a tie, ktoré sa vyrábajú, s príslušnými vzorcami. Aby sme však vedeli, či je táto rovnica vyvážená, musíme počítať počet atómov na oboch stranách; ak je súčet rovnaký na oboch stranách, potom považujeme rovnicu za vyváženú. Takto máme:

2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 1 + 1 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + HCl -> NaCl + H₂O + SO₂

Ako vidíme, počet atómov v prvom člene rovnice je menší ako druhý, takže rovnica je nevyvážená.

2. Začneme identifikáciou počtu atómov každého prvku na oboch stranách rovnice:

Ľavá strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Pravá strana: Na = 1; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 1

Takže to máme na pravej strane našej rovnice tak, že nám chýba jeden atóm sodíka, zatiaľ čo nám zostáva jeden atóm vodíka.

3. Aby sme vyvážili rovnicu metódou pokus-omyl, musíme postupovať podľa nasledujúcich pravidiel:

do. Nebudeme pridávať prvky, ktoré do rovnice nepatria.

b. Radikály prvkov rovnice nebudeme upravovať, to znamená, že ak má vodík na jednej strane radikál 2, musí pokračovať s radikálom 2.

c. Áno, nárast atómov môžeme vyjadriť pridaním počtu atómov ktorejkoľvek zo zlúčenín v zmesi. Ak teda chceme vyjadriť, že existujú 4 atómy kyseliny chlorovodíkovej, napíšeme 4HCl.

d. Je vhodné začať vyvážiť prvkami, ktoré sa v každom člene objavia iba raz, a v prípade potreby nechať tie, ktoré sa objavia viackrát, posledným.

a. Vodík a kyslík sú medzi poslednými prvkami, ktoré sa majú brať do úvahy pri vyvážení.

4. Nemáme určité miesto na začatie našej rovnováhy, takže môžeme začať ktorýmkoľvek z členov rovnice. Začneme atómami sodíka. Ako vidíme, v prvom člene existujú dva atómy sodíka, ktoré reagujú v molekule síranu sodík, zatiaľ čo na pravej strane je vo vyrobenej látke chlorid sodný iba jeden atóm sodík. To znamená, že na vyrovnanie sodíka a na to, aby vo výsledku boli dva atómy, musia byť na pravej strane reakcie dve molekuly chloridu sodného. Mali by sme teda:

2 + 1 + 3 + 1+ 1 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

5. Ako vidíme, už máme rovnaký počet atómov sodíka. Ale naša rovnica zostáva nevyvážená. V skutočnosti teraz máme:

Ľavá strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 1; Cl = 1

Pravá strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

6. Teraz máme vo výsledku dva atómy chlóru a iba jeden v reagentoch. Ak vezmeme do úvahy, že výsledkom reakcie sú dva atómy soli a v reagujúcej molekule je iba jeden atóm chlóru, znamená, že teraz musíme brať do úvahy, že pôsobia dve molekuly zlúčeniny obsahujúcej chlór, to znamená dve molekuly kyseliny chlorovodíková. Aby sme skontrolovali, či je náš predpoklad pravdivý, pridáme do nášho vzorca označenie, že reagujú dva atómy HCl, a atómy spočítame znova:

2 + 1 + 3 + 2 + 2 -- > 2 +2 + 2 + 1 + 1 + 2

Na₂SW₃ + 2HCl -> 2NaCl + H₂O + SO₂

7. Teraz už máme rovnaký počet atómov reagujúcich z oboch strán rovnice. Nakoniec skontrolujeme, či je na oboch stranách rovnaký počet atómov každého prvku:

Ľavá strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Pravá strana: Na = 2; S = 1; O = 3; H = 2; Cl = 2

Máme rovnaký počet atómov každého prvku na oboch stranách rovnice, čo znamená, že náš vzorec je správne vyvážený. Môžeme tiež oceniť, že keď začneme balansovať cez prvky, ktoré sa objavia iba raz, iné atómy, v tomto prípade vodík, zmenia svoje hodnoty. v závislosti na molekule, v ktorej je kombinovaný, a na počte molekúl, ktoré pôsobia v rovnici, tiež vyvažujú spolu so zvyškom prvkov.

Príklad vyváženia pokusov a omylov kyseliny dusičnej s hydroxidom vápenatým:

Teraz ideme vyvážiť rovnicu pre reakciu kyseliny dusičnej s hydroxidom vápenatým, ktorý produkuje dusičnan vápenatý a vodu:

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (Č₃)₂ + H₂ALEBO

1. Začneme spočítaním atómov na každej strane rovnice a atómov v každom prvku rovnice:

1 + 1 + 3 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1

HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (Č₃)₂ + H₂ALEBO

Ľavá strana: N = 1; Ca = 1; O = 5; H = 3

Pravá strana: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Preto začneme svoju rovnováhu s dusíkom. Na strane reakcií máme dva atómy, zatiaľ čo v reaktantoch je iba jeden. Môžeme to vyvážiť tým, že vezmeme do úvahy, že pôsobia dve molekuly kyseliny dusičnej, takže náš vzorec a počet našich atómov by vyzeral takto:

2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 2 + 1

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (Č₃)₂ + H₂ALEBO

Ľavá strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Pravá strana: N = 2; Ca = 1; O = 7; H = 2

Dusík sme už vyvážili, ale rovnica je stále nevyvážená.

2. Pri pohľade na našu rovnicu vidíme, že už máme rovnaký počet atómov dusíka a vápnika. To znamená, že už máme správne množstvo molekúl kyseliny dusičnej a hydroxidu vápenatého na výrobu jednej molekuly dusičnanu vápenatého. Pri porovnaní atómov všetkých prvkov máme za to, že rovnici na pravej strane chýba jedna molekula kyslíka a dve vodíka na to, aby sa vyvážili Čo to znamená? Jedna molekula kyslíka a dve vodíka produkujú vodu a keďže v reakcii je už prítomná jedna molekula vody, znamená to, že nie je vyrobená jedna, ale dve molekuly vody.

Pridáme k nášmu vzorcu, že sa vyrábajú dve molekuly vody, a počítame atómy a prvky:

2 + 2 + 6 + 1 + 2 + 2 -- > 1 + 2 + 6 + 4 + 2

2HNO₃ + Ca (OH)₂ -> Ca (Č₃)₂ + 2 H₂ALEBO

Ľavá strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Pravá strana: N = 2; Ca = 1; O = 8; H = 4

Naša rovnica je správne vyvážená.