1. Сбалансируйте следующие уравнения:

1. Al + O ₂ → Al ₂ O ₃
2. C ₃ H ₈  + O ₂  → CO ₂  + H ₂ O
3. BaCl ₂  + NaNO ₃  → Ba(NO ₃ ) ₂  + NaCl
4. Fe ₂ O ₃ (т) + H ₂ (г) → Fe(т) + H ₂ O(г)
5. CaO(s) + C(s) → CaC ₂ (s) + CO ₂ (g)
6. Na ₂ CO ₃ (s) + H ₂ CO ₃ (водн. ) → Na(HCO ₃ ) ₂ (водн.)
7. KNO ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) → K ₂ SO ₄ (водн.) + HNO ₃ (водн.)

Ответ: а) 4, 3, 2
б) 1, 5, 3, 4
в) 1, 2, 1, 2
г) 1, 3, 2, 3
д) 2, 5, 2, 1
е) 1, 1, 2
ж) 2, 1, 1, 2

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами | Химия

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами

Шаг 1: Проведите отдельную инвентаризацию каждой части уравнения, чтобы увидеть, сколько элементов каждого времени присутствует без каких-либо коэффициентов.

Шаг 2: Выберите элемент и добавляйте коэффициенты с каждой стороны, пока у вас не будет одинаковое количество атомов этого элемента с обеих сторон.

Шаг 3: Обновите форму инвентаризации Шаг 1 , чтобы отразить изменения, сделанные на Шаге 2 .

Шаг 4: Если необходимо, добавьте больше другого элемента, пока у вас не будет одинаковое количество обоих элементов с каждой стороны.

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами Словарь

Коэффициент: Целое число, помещенное перед химической формулой, чтобы сообщить читателю, сколько копий этой молекулы необходимо для баланса уравнения.

Нижний индекс: Целое число, помещаемое после символа элемента, чтобы сообщить читателю, сколько атомов этого элемента содержится в соединении. Их НЕ следует изменять при балансировке уравнения.

Теперь мы рассмотрим один пример двумя способами и один дополнительный пример шаг за шагом, чтобы показать вам, как применять эти шаги для решения некоторых проблем.

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами Пример: сначала алюминий

Сбалансируйте следующее химическое уравнение: {eq}Al\: +\: O_2\: \rightarrow Al_2O_3 {/экв}

Шаг 1: Проведите отдельную инвентаризацию каждой части уравнения, чтобы увидеть, сколько элементов каждого времени присутствует без каких-либо коэффициентов.

В реагентной (левой) части уравнения имеем 1 Al и 2 O

В произведении (правой) части уравнения имеем 2 Al и 3 O

Шаг 2: Выберите элемент и добавляйте коэффициенты с каждой стороны, пока у вас не будет одинаковое количество атомов этого элемента с обеих сторон.

Если мы сначала сбалансируем алюминий, нам нужно будет поставить 2 перед алюминием в левой части уравнения.

{экв}2\: Al\: +\: O_2\: \rightarrow Al_2O_3 {/экв}

Шаг 3: Обновите форму инвентаризации Шаг 1 , чтобы отразить изменения, сделанные на Шаге 2 .

Теперь у нас по 2 Al с обеих сторон, но других изменений нет.

Шаг 4: Если необходимо, добавьте больше другого элемента, пока у вас не будет одинаковое количество обоих элементов с каждой стороны.

Кислород будет сложнее, чем алюминий. мы не можем добавить половину {eq}O_2 {/eq} слева, так как коэффициенты должны быть целыми числами, поэтому мы не сможем получить три кислорода слева. Добавление другого {экв} Al_2O_3 {/eq} справа даст нам 6 O справа, и это число, которое мы МОЖЕМ получить слева.Таким образом, чтобы сбалансировать кислород, мы добавим 3 перед {eq}O_2. {/eq} и 2 перед {eq}Al_2O_3 {/экв}.

{экв}2\: Al\: +\: 3\: O_2\: \стрелка вправо \: 2\: Al_2O_3 {/экв}

К сожалению, балансировка кислорода привела к дисбалансу Al. Теперь у нас есть 4 Al справа и 2 слева. Это означает, что нам нужно обновить коэффициент слева.

{экв}4\: Al\: +\: 3\: O_2\: \стрелка вправо \: 2\: Al_2O_3 {/eq} — наш окончательный ответ.

Если вы заметили неравномерное соотношение, например 2:3, рекомендуется сначала сбалансировать этот элемент.Давайте посмотрим, как выглядела бы эта задача, если бы мы это сделали.

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами Пример: сначала кислород

Сбалансируйте следующее химическое уравнение: {eq}Al\: +\: O_2\: \rightarrow Al_2O_3 {/экв}

Шаг 1: Проведите отдельную инвентаризацию каждой части уравнения, чтобы увидеть, сколько элементов каждого времени присутствует без каких-либо коэффициентов.

Реагент (левая) сторона 1 Al и 2 O

Продукт (правая) сторона 2 Al и 3 O

Шаг 2: Выберите элемент и добавляйте коэффициенты с каждой стороны, пока у вас не будет одинаковое количество атомов этого элемента с обеих сторон.

На этот раз мы сначала сбалансируем кислород. Видя соотношение 2:3, я вижу, что мне понадобится по 6 О с каждой стороны.

{экв}Al\: +\: 3\: O_2\: \стрелка вправо \: 2\: Al_2O_3 {/экв}

Шаг 3: Обновите форму инвентаризации Шаг 1 , чтобы отразить изменения, сделанные на Шаге 2 .

Реагент (левая) сторона 1 Al и 6 O

Продукт (правая) сторона 4 Al и 6 O

Шаг 4: Если необходимо, добавьте больше другого элемента, пока у вас не будет одинаковое количество обоих элементов с каждой стороны.

Чтобы сбалансировать Al, нам просто нужно поставить перед ним коэффициент 4 с левой стороны.

{экв}4\: Al\: +\: 3\: O_2\: \стрелка вправо \: 2\: Al_2O_3 {/экв}

Теперь у нас есть 4 Al и 6 O с обеих сторон, так что мы закончили.

Уравновешивание химических уравнений с немешающими коэффициентами Пример

Сбалансируйте следующее уравнение: {eq}H_2\: +\: Cl_2\: \rightarrow HCl {/экв}

Шаг 1: Проведите отдельную инвентаризацию каждой части уравнения, чтобы увидеть, сколько элементов каждого времени присутствует без каких-либо коэффициентов.

Сторона реагента: 2 H, 2 Cl

Сторона продукта: 1 H, 1 Cl

Шаг 2: Выберите элемент и добавляйте коэффициенты с каждой стороны, пока у вас не будет одинаковое количество атомов этого элемента с обеих сторон.

Нам нужно поставить коэффициент 2 перед HCl, чтобы сбалансировать водород.

{экв}H_2\: +\: Cl_2\: \стрелка вправо \: 2\: HCl {/экв}

Шаг 3: Обновите форму инвентаризации на этапе 1, чтобы отразить изменения, внесенные на этапе 2.

Сторона реагента: 2 H, 2 Cl

Сторона продукта: 2 H, 2 Cl

Шаг 4: Если необходимо, добавьте больше другого элемента, пока у вас не будет одинаковое количество обоих элементов с каждой стороны.

Не надо, все готово! Наше окончательное сбалансированное уравнение: {eq}H_2\: +\: Cl_2\: \rightarrow \: 2\: HCl {/экв}

Как сбалансировать химические уравнения? Лучшие примеры

Простые шаги для балансировки химических уравнений

Как сбалансировать химические уравнения?: Химическое уравнение — это письменное описание того, что происходит при химической реакции.Знайте, как сбалансировать химические уравнения, проверяя реагенты и выходы. Исходные материалы, называемые реагентами, указаны в левой части уравнения. Далее идет стрелка, которая показывает маршрут ответа. В правой части ответа перечислены материалы, которые могут быть изготовлены, называемые товарами.

Сбалансированное химическое уравнение говорит вам о количествах реагентов и товаров, необходимых для выполнения закона сохранения массы. По сути, это означает, что в левой части уравнения имеется такое же количество атомов каждого типа, как и в правой. грань уравнения.Кажется непреодолимой необходимостью быть простыми в уравнениях устойчивости, однако это способность, которая требует упражнений.

Так что, хотя вы, возможно, чувствуете себя манекеном, это не так! Вот способ, которым вы следуете, шаг за шагом, к уравнениям устойчивости. Вы можете наблюдать эти равные шаги к стабильности любого несбалансированного химического уравнения.

Запишите химическое уравнение несбалансированной системы

Первый шаг – записать неуравновешенное химическое уравнение.Если вам повезет, это может принять вас. Если вас проинструктировали стабилизировать химическое уравнение и вам дали названия веществ и реагентов, вы можете либо представить их, либо соблюдать правила именования соединений, чтобы определить их состав.

Давайте поэкспериментируем с реакцией из реальной жизни, ржавчиной железа в воздухе. Чтобы написать ответ, вы хотите обнаружить реагенты (железо и кислород) и товары (ржавчина). Затем напишите несбалансированное химическое уравнение:

Fe + O2 → Fe2Oтри

Обратите внимание, что реагенты обычно проходят по левому краю стрелки. Их разделяет знак «плюс». Далее может быть стрелка, указывающая маршрут реагирования (реагенты оказываются товаром). Товар обычно находится на правильной стороне стрелки. Порядок, в котором вы пишете реагенты и товары, не важен.

Запишите количество атомов

Следующим шагом для балансировки химического уравнения является решение, какое количество атомов каждой детали является подарком на каждой грани стрелки:

Fe + O2 → Fe2Oтри

Для этого держать в мыслях, нижний индекс показывает разнообразие атомов.Например, O2 содержит 2 атома кислорода. В Fe2Oтри есть 2 атома железа и три атома кислорода. В Fe 1 атом. Когда может не быть нижнего индекса, может быть 1 атом.

На грани реагента:

1 Fe

2 O

На грани продукта:

2 Fe

3 O 900 уравнение уже не сбалансировано? Потому что разнообразие атомов на каждой грани неодинаково! Сохранение массы означает, что масса не создается и не разрушается в результате химической реакции, поэтому вы хотите указать коэффициенты перед химической формулой, чтобы изменить количество атомов, чтобы они были одинаковыми с каждой стороны.

Добавление коэффициентов для уравновешивания массы в химическом уравнении

При уравновешивании уравнений вы никоим образом не чередуете нижние индексы. Вы загружаете коэффициенты. Коэффициенты — это полные мультипликаторы разнообразия. Если, например, вы пишете 2 h3O, это означает, что у вас есть 2 экземпляра множества атомов в каждой молекуле воды, которые могут быть четырьмя атомами водорода и парой атомов кислорода. Как и в случае с нижними индексами, вы не пишете коэффициент «1», поэтому, если вы не видите коэффициента, это может быть одна молекула.

Существует метод, который очень быстро поможет вам с уравнениями устойчивости. Это называется балансировкой посредством проверки . По сути, вам нужно посмотреть, сколько атомов у вас есть в каждом аспекте уравнения, и загрузить коэффициенты в молекулы, чтобы стабилизировать разнообразие атомов. Читайте также — Определение эмпирической формулы

• Остаточные атомы находятся в молекуле реагента и продукта в первую очередь.
• Балансируйте любые атомы кислорода или водорода в последнюю очередь.

В примере:

Fe + O2 → Fe2Oтри

Железо содержится в одном реагенте и одном продукте, поэтому в первую очередь стабилизируйте его атомы. Слева и справа по одному атому железа, так что вы можете предположить, что размещение 2 Fe слева может быть картиной. Хотя это может стабилизировать железо, вы понимаете, что вам также нужно изменить кислород, так как он несбалансирован. Изучив (т. е. выполнив поиск), вы уже знаете, что вам нужно отбросить коэффициент два для нескольких лучших вариантов.

three Fe не рисует слева из-за того, что вы не можете установить коэффициент из Fe2Othree, который мог бы его стабилизировать.

четыре Fe работает, если затем вы загрузите коэффициент два перед молекулой ржавчины (оксида железа), сделав ее 2 Fe2Oтри. Это предлагает вам:

четыре Fe + O2 → 2 Fe2Oтри

Железо сбалансировано, с четырьмя атомами железа на каждой грани уравнения. Затем вы хотите стабилизировать кислород. Связанный – Что такое гипотонический раствор

Как сбалансировать химические уравнения? (Видео)

Привет и добро пожаловать в это видео о балансировке химических уравнений!

В любой реакции должен соблюдаться закон сохранения массы.Другими словами, когда реагенты рекомбинируют или разлагаются с образованием продуктов, мы не можем терять или создавать атомы — мы должны закончить с тем же числом, с которого начали. Химики представляют это в сбалансированном химическом уравнении, в котором количество атомов каждого типа из и на стороне реагента равно количеству на стороне продукта. И наоборот, несбалансированная реакция имеет неравное количество атомов каждого типа на стороне реагента и продукта уравнения.

Балансирующие уравнения Примеры

Например, вот несбалансированная реакция сжигания метана.

CH ₄ + O ₂ -> CO ₂ + H ₂ O

Метан реагирует с кислородом с образованием углекислого газа и воды. Хотя это уравнение точно отражает химическую идентичность реагентов и продуктов, оно несбалансировано. Если мы посчитаем атомы с каждой стороны реакции, мы обнаружим, что они не равны!

Часто бывает полезно отслеживать количество атомов в таблице.

При подсчете помните, что нижние индексы (4 в метане, 2 в кислороде, 2 в углекислом газе и 2 в воде) обозначают количество атомов элемента, предшествующего индексу в соединении.

На реагенту стороны, у нас есть 1 атом углерода, 4 водорода и 2 атома кислорода. Со стороны продукта у нас есть 1 атом углерода, 2 водорода и 3 атома кислорода.Итак, нам нужно сбалансировать эту реакцию.

Обратите внимание: чтобы сбалансировать уравнения, мы должны соблюдать химию, а это означает, что вы не можете просто добавить дополнительные соединения или атомы для достижения баланса. Это потому, что, конечно, уравнение все еще должно отражать химию, которая действительно имеет место. Так, например, хотя это уравнение технически сбалансировано в том смысле, что по обе стороны реакции присутствует одинаковое количество каждого элемента, оно химически неточно.

CH ₄ + O ₂ + O -> CO ₂ + H ₂ O + H ₂

В этой реакции не образуется H ₂ газ одинокий атом кислорода в качестве реагента.

Мы также не можем корректировать индексы соединений для достижения баланса, так как это изменит химическую идентичность видов.

CH ₄ + O ₃ -> CO ₂ + H ₄ O

Итак, опять же, хотя это сбалансированное уравнение, мы больше не представляем горение метана. O ₃ представляет собой озон и химически сильно отличается от O ₂ , а H ₄ O представляет собой гидрат водорода. Изменяя индексы, мы изменяем химическую идентичность видов и получаем совершенно другую и, вероятно, нежизнеспособную реакцию.

Вместо этого, чтобы сбалансировать реакцию, мы корректируем количество каждого вида в химической реакции. Это представлено в химическом уравнении добавлением коэффициентов перед химическим веществом.

__CH ₄ + __O ₂ -> __CO ₂ + __H ₂ O

Например, если поставить двойку перед водой, это означает, что у нас есть две молекулы воды или 4 водорода и 2 атома кислорода.

__CH ₄ + __O ₂ -> __CO ₂ + 2H ₂ O

Обратите внимание, что при удвоении количества воды водород (в дополнение к углероду) теперь сбалансирован.

Теперь до конца нам просто нужно сбалансировать кислород. У нас есть 2 на стороне реагента и 4 на стороне продукта, поэтому, просто добавив вторую молекулу кислорода на сторону реагента, мы получаем сбалансированную реакцию!

1CH ₄ + 2O ₂ -> 1CO ₂ + 2H ₂ O

Обратите внимание, что стандартно отбрасывать коэффициент, когда он равен 1.

Теперь мы можем прочтите это уравнение, как 1 молекула метана реагирует с 2 молекулами кислорода с образованием 1 молекулы углекислого газа и 2 молекул воды.

Обратите внимание, что уравнение также сбалансировано с этими коэффициентами-

2CH ₄ + 4O ₂ -> 2CO ₂ + 4H ₂ O

Мы просто умножили каждый коэффициент на 2. дайте нам сбалансированное химическое уравнение; однако обычно нам нужны самые низкие целые числовые коэффициенты. Точно так же, хотя это

½ CH ₄ + O ₂ -> ½ CO ₂ + H ₂ O

также технически сбалансировано, оно использует дроби, а не целые числа в качестве коэффициентов.Поэтому, как только вы закончите уравновешивать свою реакцию, убедитесь, что между коэффициентами или любыми дробными коэффициентами нет общего знаменателя. Если есть, либо разделите на общий знаменатель, либо умножьте, чтобы получить наименьшие целочисленные коэффициенты.

Теперь, когда мы поняли, как сбалансировать уравнения, давайте сделаем шаг назад и подумаем, почему они важны. Эти коэффициенты не только гарантируют, что мы соблюдаем закон сохранения массы, но и определяют расчет реагентов и продуктов или стехиометрию реакции (иногда вы будете видеть коэффициенты, называемые стехиометрическими коэффициентами).

Например, при сгорании метана для получения 1 моля углекислого газа нам нужно 2 моля кислорода и только 1 моль метана. Иными словами, молярное соотношение составляет 2:1 для кислорода и углекислого газа, но 1:1 для метана и углекислого газа. Таким образом, эти коэффициенты необходимы для расчета предельных реагентов, выходов, молярности или других расчетов, требующих преобразования между молями частиц в реакции. По сути, очень важно правильно сбалансировать химическое уравнение.

Хотя не существует одного безошибочного способа сбалансировать химические уравнения, есть несколько полезных методов, которые можно применить. Подводя итог, обычно лучше сначала сбалансировать элементы в более сложных соединениях (или нескольких соединениях), а простые виды оставить для последних шагов. Во-вторых, для элементов только одного вида с каждой стороны попробуйте использовать нижний индекс противоположной стороны в качестве коэффициента. В-третьих, хотя ни один из наших примеров не имел дело с заряженными ионами, если вы столкнулись с химическим уравнением с ионами, убедитесь, что заряд также уравновешен! В конце концов, вы же не хотите терять электроны!

И, наконец, некоторые уравнения будут более сложными, чем другие. Важно не расстраиваться. Просто прыгните и начните с балансировки одного элемента и оцените, как это изменило все химическое уравнение. Затем перейдите ко второму элементу, добавьте коэффициент и повторите оценку. Продолжайте выполнять этот процесс, пока не получите сбалансированное уравнение, но не забудьте проверить, что вы нашли набор наименьших целых чисел коэффициентов.

Теперь, когда мы дали несколько советов по уравновешиванию реакций, давайте попрактикуемся еще немного. Поставьте видео на паузу и сопоставьте следующие химические уравнения: Окисление оксида азота кислородом, Обжиг сульфидной руды (пирит-FeS ₂ ), Горение этана и Разложение нитрата свинца.

Окисление оксида азота кислородом
NO + O ₂ -> NO ₂ -> NO ₂ -> NO ₂

, обжарки от сульфидной руды, пирита- FES ₂
FES ₂ + O ₂ -> Fe ₂ O ₃ + SO ₂ + SO ₂

Сжигание этана
C ₂ H ₆ + O ₂ -> CO ₂ + H ₂ O

Разложение нитрата свинца
PB ( NO ₃ ) ₂ -> PbO + NO ₂ + O ₂

Хорошо, надеюсь, все прошло хорошо! Вот четыре химических уравнения сбалансированы.

Окисление оксида азота кислородом
2NO + O ₂ -> 2NO ₂ -> 2NO ₂

обжарки от сульфидной руды, пирита- FES ₂
4FES ₂ + 11O ₂ -> 2fe ₂ O ₃ + 8SO ₂ + 8SO

2

2

Сжигание этана
2C ₂ H ₆ + 7O ₂ -> 4CO ₂ + 6H ₂ o

Разложение нитрата свинца
2PB ( NO ₃ ) ₂ -> 2PbO + 4NO ₂ + O ₂

Последние три были довольно сложными, поэтому не расстраивайтесь, если они заняли у вас некоторое время или вы не смогли решить их.Лучше всего продолжать практиковаться, и вы начнете чувствовать себя более комфортно в этом процессе.

Вот и все на сегодняшнее видео. Спасибо за просмотр и удачной учебы!

AP Химия: Единицы в термохимических расчетах

Большинство вводных текстов по химии включают пример расчета изменения энергии Гиббса химической реакции, мало чем отличающийся от следующего:

Для реакции рассчитайте при 298 К из таблицы стандартных энергий Гиббса образования.

Эти и другие стандартные параметры образования относятся к образованию интересующего соединения в его стандартном состоянии из элементов в их стандартном состоянии. Например: .

Таким образом, стандартная энергия Гиббса образования СО составляет -137 кДж на моль СО.

Для расчета описана следующая процедура:

Через несколько страниц, удобно отделенных от расчета , студента просят рассчитать константу равновесия для реакции из .

Однако в этот момент обычно, но не всегда, признается наличие проблемы. ¹ Вернемся к первоначальному расчету . Вот и увидели. Теперь воспользуемся уравнением (1): и заметим, что единицы измерения не совпадают. Разные тексты трактуют эту дилемму по-разному. Некоторые указывают, что единицами измерения должны быть Дж/моль, но не объясняют почему, некоторые меняют единицы измерения R, а некоторые игнорируют несоответствие.

Причина трудности в том, что символ, используемый в уравнении (1), относится к интенсивному количеству, а не к экстенсивному количеству; поэтому единицами измерения должны быть энергия/моль. Отчасти проблема заключается в том, что стехиометрические коэффициенты уравнения не признаются безразмерными. ² На самом деле все термодинамические величины, вычисляемые для химических реакций, энтальпия, энергия Гиббса и энтропия должны иметь единицы, отражающие интенсивное свойство каждого из параметров; то есть единицы, которые должны быть на моль основе. Если бы дельта-символ был изменен, чтобы отразить этот интенсивный характер, возможно, некоторые недоразумения могли бы быть смягчены, но маловероятно, что изменение символа когда-либо произойдет.

Стехиометрические коэффициенты можно рассматривать как представляющие количество молей вещества, участвующего в химической реакции, на моль реакции. Один моль реакции (моль _rxn ) относится к реакционной единице. Чтобы определить моль реакции, необходимо знать химическое уравнение. В нашем примере коэффициент для CO будет таким, где mol _rxn относится к реакции, как написано.

Аналогично, для O ₂ коэффициент будет записан как ^2,3 . Для химической реакции изменение количества молей для каждого вида связано с mol _rxn стехиометрическим коэффициентом. Итак, в нашей реакции, если два моля CO реагируют с одним молем O ₂ с образованием двух молей CO ₂ ,

, то говорят, что произошел один моль реакции.

Расчет теперь выглядит так:

Единицы измерения уравнения (1) теперь согласованы:

Обратите внимание, что здесь моль _rxn может быть заменена на моль в единицах R, потому что моль _rxn связывает количество реакции с химическим уравнением через коэффициенты.Таким образом, моль _rxn одинакова для всех веществ, входящих в химическое уравнение.

Как упоминалось выше, другие термодинамические параметры реакции также должны быть интенсивными; т. е. иметь единицы, использующие основу на моль. Если рассчитано для предыдущей реакции из табличных данных по энтальпии образования при 298 К:

Если единицы для даны как кДж, а не кДж/моль _rxn , и мы хотим для реакции 0,10 моль СО, процедура довольно натянута. Во-первых, мы должны признать, что -566.0 кДж на самом деле относится к потреблению двух молей CO. Это, по-видимому, означает, что нам нужно разделить кДж на моли, чтобы теперь у нас была единица измерения на моль. Затем мы можем умножить на 0,10 молей, чтобы сократить количество молей и получить ответ в кДж. В некоторых случаях учащимся предлагается разделить на два, но это означает, что коэффициент безразмерный, тогда как расчет для получения единиц кДж присваивает коэффициентам молярную единицу.

для реакции с 0,10 моль СО можно рассчитать гораздо более простым способом, используя предыдущий модульный анализ.

Затем для 0,10 моль CO:

Если 0,10 моль CO вступает в реакцию, 0,050 моль O ₂ должны реагировать и

DeKock ⁴ также указал, что единицы в расчете

Было несколько предложений ^1,2,4 о том, какой символ следует использовать для обозначения изменений термодинамических параметров реакций.Изменение, которое, кажется, становится все более общепринятым, состоит в том, чтобы различать экстенсивное свойство и изменение энтальпии, сопровождающее химическую реакцию, путем записи энтальпии реакции. Энергия Гиббса реакции будет записана как . Возможно, самой простой процедурой было бы признать, что параметры реакции имеют единицы измерения на моль и что коэффициенты не имеют единиц измерения. ⁴

Каталожные номера

¹ Спенсер, Дж.Н. Журнал химического образования 51 (1974): 577-579.
² Craig, NC Journal of Chemical Education 64 (1987): 668-669.
³ Спенсер, Дж.Н., Г.М. Боднер и Л. Х. Рикард. Химия: структура и динамика. 2-е изд. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc. (2003): 268–270.
⁴ DeKock, R.L. Journal of Chemical Education 73 (1996): 955-956.

Джеймс Н. Спенсер — профессор химии Уильяма Г. и Элизабет Р. Симерал в Колледже Франклина и Маршалла.Он является соавтором учебника по общей химии и написал более 100 статей по исследованиям и образованию. Он был председателем Целевой группы Американского химического общества по общей учебной программе по химии и членом Висконсинского проекта новых традиций NSF по преподаванию. Он был удостоен Национальной преподавательской премии Ассоциации производителей химических веществ 1987 г., Премии Линдбака за преподавание, Премии Дьюи за исследования, Национальной премии Американского химического общества 1999 г. за исследования в студенческом учреждении и Премии Эммета Рида за преподавание Среднеатлантического общества ACS 2000 г. .В настоящее время он является членом Комитета по развитию химии AP.

Подтверждение:

Автор хотел бы поблагодарить Хараламбоса Циниса за вдумчивое и критическое прочтение этой рукописи. Его проницательные комментарии помогли облегчить понимание сложной темы.

Как сбалансировать формулы?

Объяснение Шари хорошее. Уравнение сбалансировано. Я воспроизвел ее работу в виде электронной таблицы, показывающей количество отдельных элементов.Я использую этот общий подход к сложным уравнениям и нахожу, что он помогает решать задачи, сводя к минимуму ошибки. Этот ответ длинный, но он работает даже для сложных уравнений и минимизирует ошибки.

Посмотрите на таблицу ниже. Я начинаю с написания уравнения сверху, обычно без коэффициентов, если они неизвестны ( используйте карандаш ). Затем я записываю каждый элемент в колонку слева (Ca, O, H, P) и подсчитываю, сколько раз этот элемент появляется в одной молекуле каждого соединения.В этом уравнении мой первоначальный график выглядел бы так. Я произвольно присвоил «1» каждому коэффициенту, зная, что мне нужна хотя бы 1 из каждой молекулы. Это минимум.

Просмотрите таблицу чисел и обратите внимание, сколько раз этот элемент встречается в одной молекуле каждого из реагентов и продуктов. Например, кислород (O) появляется дважды в Ca(OH)2 и четыре раза в h4PO4. Я записываю каждое число непосредственно под его соединением, а затем суммирую каждый элемент как со стороны реагента, так и со стороны продукта.Я вижу, что уравнение не сбалансировано для кислорода, так как он появляется 6 раз слева (реагенты) и 7 раз справа (продукты). На самом деле ни один из элементов не сбалансирован.

      O         2     +      4  =   6           8        +       1     = 9

      H         2     +    3  =   7           0       +       2     = 2

      P         0      +    1 =   1           2        +      0     = 2

Следующим шагом будет изменение одного из коэффициентов, чтобы сбалансировать числа.Обычно я начинаю с самой сложной формулы и предполагаю, что она имеет коэффициент «1», и работаю с ней. В этом случае я выберу Ca3(PO4)2. Должна быть хотя бы одна молекула, поэтому я обвожу цифру «1». Затем я просматриваю каждый элемент и вношу изменения в реагенты, чтобы попытаться сбалансировать каждый элемент. Я сразу понимаю, что нужно начинать как минимум с 3 молекул Ca(OH)2, так как это единственный источник Ca, а на молекулу приходится только 1 Ca. Карандаш в «3» для Ca(OH)2. Кальций теперь сбалансирован.Затем я изменяю количество элементов для этой молекулы, в результате чего получается 6 H и 6 O.

Одна молекула Ca3(PO)4 также содержит 8 атомов кислорода, ноль атомов водорода и 2 атома фосфора, как указано. Чтобы получить два атома фосфора, мне нужно добавить две молекулы h4PO4, поэтому я нарисовал цифру «2» для этой молекулы. Это приводит к новому количеству элементов для этой молекулы, как вы можете видеть ниже. Теперь у нас есть 14 O, 12 H и 2 P. Это означает, что атомы Ca и P теперь сбалансированы, но нам нужно исправить H и O.У нас есть общее количество атомов 12 H и 14 O на стороне реагента. Они должны существовать, так как мы предположили, что это всего лишь одна молекула Ca3(PO4)2, а для этого требуется минимум 3 молекулы Ca(OH)2 и 2 молекулы h4PO4.

Что касается продукта, единственное место, куда может попасть водород, — это вода, h3O. Поскольку у нас всего 12 атомов водорода, а в каждой молекуле воды 2 Н, нам нужно 6 молекул воды, чтобы уравновесить Н.

Остается О. У нас есть 14 атомов О из реагентов.Ca3(PO)4 занимает 8 из них, оставляя 6. Но теперь, когда мы присвоили 6 h3O, теперь мы можем объяснить O (по 14 с обеих сторон).

Готово! Как видите, количество элементов одинаково в обеих частях уравнения. Как вы обнаружите, не все уравнения работают так просто. Часто вы можете добраться до конца и обнаружить, что что-то не работает. Это часто происходит при работе с молекулами, имеющими четное количество элементов с одной стороны и нечетное количество с другой.Больно, но легко исправить. Вернитесь к исходной молекуле, которую вы установили на «1», Ca3(PO4)2, и увеличьте ее до «2». Повторяя взад и вперед, вы скоро увидите способ сбалансировать обе части уравнения. Иногда это может быть сложно, но просто продолжая увеличивать один из молекулярных коэффициентов и перебалансировать, вы в конечном итоге увидите решение. Иногда легко увеличить слишком много, и вы заметите, что коэффициенты имеют общий множитель, например 2. Просто разделите на общий множитель, чтобы получить наименьшие целочисленные коэффициенты.

Например, если бы я начал этот процесс, присвоив Ca3(PO)4 цифру 2, мое окончательное уравнение было бы

6Ca(OH)2 + 4h4PO4 ==> 2Ca3(PO4)2 + 12h3O. Это число делится на 2, поэтому правильное уравнение получается путем деления каждого коэффициента на «2».

CA 3 + 0 = 3 3 + 0 = 3
o 6 + 8 = 14 8 + 6 = 14
ч 6 + 6 = 12         0        +   12     = 12
     P        0      +       2     =    2             2        +       0        = 0 3 90 

                                 общий реагент                            общий продукт

Сбалансированный! ♥

Извините, что так длинно.Используйте электронную таблицу Excel для сложных задач, и вы получите удовольствие, внося изменения, пока все остальные жалуются.