Применение различных математических задач, калькуляторов, уравнений и функций широко распространено в нашей жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Математику человек использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает. Однако сейчас наука не стоит на месте и мы можем наслаждаться плодами ее деятельности, такими, например, как онлайн-калькулятор, который может решить задачи, такие, как закончить уравнение реакций онлайн калькулятор,ионное уравнение онлайн,ионное уравнение онлайн калькулятор,ионное уравнение решить онлайн,ионное уравнение составить онлайн,ионные уравнения онлайн решение,ионные уравнения решение онлайн,калькулятор ионных уравнений,калькулятор коэффициентов онлайн химия,калькулятор коэффициентов химия онлайн,калькулятор овр онлайн,калькулятор онлайн уравнений по химии,калькулятор уравнений по химии,калькулятор уравнений по химии онлайн,калькулятор уравнений реакций,калькулятор уравнения по химии онлайн,калькулятор хим уравнений онлайн,калькулятор химических уравнений онлайн,калькулятор химических уравнений онлайн с решением,калькулятор химических уравнений онлайн с решением в полном виде,коэффициенты онлайн,метод полуреакций онлайн решение калькулятор,молекулярное уравнение онлайн,молекулярные уравнения онлайн,овр калькулятор онлайн,овр онлайн калькулятор,овр онлайн решение,окислительно восстановительные реакции решение онлайн,онлайн калькулятор ионное уравнение,онлайн калькулятор коэффициентов химия,онлайн калькулятор по химии уравнения,онлайн калькулятор уравнений по химии,онлайн калькулятор уравнения по химии,онлайн коэффициенты,онлайн овр решить,онлайн расставление коэффициентов,онлайн решатель химических уравнений,онлайн решение ионных уравнений,онлайн решение уравнений по химии,онлайн решение уравнений химия,онлайн решение хим уравнений,онлайн решение химический уравнений,онлайн решения уравнений по химии,онлайн решить овр,онлайн решить уравнение по химии,онлайн решить уравнения по химии,расставление коэффициентов онлайн,решатель уравнений по химии,решатель уравнений химических онлайн,решатель химических уравнений онлайн,решать химические уравнения онлайн,решение ионных уравнений онлайн,решение онлайн ионных уравнений,решение уравнение реакции онлайн,решение уравнений онлайн по химии,решение уравнений онлайн химия,решение уравнений химия онлайн,решение хим уравнений онлайн,решение химический уравнений онлайн,решение химических уравнений онлайн,решения уравнений онлайн по химии,решения химических уравнений онлайн,решить ионное уравнение онлайн,решить овр онлайн,решить онлайн ионное уравнение,решить онлайн уравнения по химии,решить уравнение онлайн по химии онлайн,решить уравнение онлайн химия,решить уравнение по химии онлайн,решить уравнение по химии онлайн бесплатно,решить уравнение химия онлайн,решить уравнения химические онлайн,решить химические уравнения онлайн,решить химическое уравнение онлайн,составление ионных уравнений онлайн,составление хим уравнений онлайн,уравнение реакции онлайн решение,уравнение реакции решение онлайн,уравнения молекулярные онлайн,уравнения онлайн калькулятор по химии,химические уравнения онлайн калькулятор,химические уравнения онлайн решить,химический калькулятор онлайн,химический калькулятор уравнений,химическое уравнение онлайн решение,химия калькулятор уравнений,химия онлайн решение уравнений,химия онлайн решения уравнений,химия онлайн решить уравнение,химия решение уравнений онлайн,химия решить уравнение онлайн,хімічні рівняння онлайн розв язок.

Где можно решить любую задачу по математике, а так же закончить уравнение реакций онлайн калькулятор Онлайн?

Решить задачу закончить уравнение реакций онлайн калькулятор вы можете на нашем сайте https://pocketteacher.ru. Бесплатный онлайн решатель позволит решить онлайн задачу любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать — это просто ввести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как правильно ввести вашу задачу на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в чате снизу слева на странице калькулятора.

как сдать часть 2 ЕГЭ по химии — Учёба.ру

Чем раньше начнешь готовиться к ЕГЭ,
тем выше будет балл Поможем подготовиться, чтобы сдать экзамены на максимум и поступить в топовые вузы на бюджет. Первый урок бесплатно

Александр Есманский,

преподаватель Олимпиадных школ МФТИ по химии, репетитор ЕГЭ и ОГЭ,

автор и составитель методических разработок

Задание № 30

Из предложенного перечня веществ необходимо выбрать те, между которыми возможно протекание окислительно-восстановительной реакции (ОВР), записать уравнение этой реакции и подобрать в ней коэффициенты методом электронного баланса, а также указать окислитель и восстановитель.

Это одно из самых сложных заданий ЕГЭ по предмету, поскольку оно проверяет знание всей химии элементов, а также умение определять степени окисления элементов. По этим данным нужно определить вещества, которые могут быть только окислителями (элементы в составе этих веществ могут только понижать степень окисления), только восстановителями (элементы в составе этих веществ могут только повышать степень окисления) или же проявлять окислительно-восстановительную двойственность (элементы в составе этих веществ могут и понижать, и повышать степень окисления).

Также в задании необходимо уметь самостоятельно (без каких-либо указаний или подсказок) записывать продукты широкого круга окислительно-восстановительных реакций. Кроме того, нужно уметь грамотно оформить электронный баланс, после чего перенести полученные в балансе коэффициенты в уравнение реакции и дополнить его коэффициентами перед веществами, в которых элементы не изменяли степеней окисления.

Окислительно-восстановительные реакции основаны на принципе взаимодействия веществ противоположной окислительно-восстановительной природы. Согласно этому принципу любой восстановитель может взаимодействовать практически с любым окислителем. В задаче № 30 окислители и восстановители часто подобраны таким образом, что между ними точно будет протекать реакция.

Для нахождения пары окислитель/восстановитель нужно, прежде всего, обращать внимание на вещества, содержащие элементы в минимальной и максимальной степени окисления. Тогда вещество с минимальной степенью окисления будет являться типичным восстановителем, а вещество с максимальной степенью окисления с большой долей вероятности окажется сильным окислителем.

Если в списке только одно вещество (вещество 1) содержит элемент в максимальной или минимальной степени окисления, нужно найти ему в пару вещество, в котором элемент находится в промежуточной степени окисления и может проявлять свойства и окислителя, и восстановителя (вещество 2). Тогда вещество 1 определит окислительно-восстановительную активность вещества 2.

Когда пара окислитель/восстановитель определена, нужно обязательно проверить, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) может протекать эта реакция. Если нет особенных правил, связанных со средой протекания выбранной реакции, то в качестве среды следует выбрать водный раствор того вещества (кислоты или щелочи), которое есть в предложенном списке реагентов.

Чтобы верно записать продукты окислительно-восстановительной реакции, нужно знать теоретические сведения о химии того или иного вещества и специфику его свойств. Однако запоминать все реакции наизусть — дело утомительное, да и не очень полезное. Для того чтобы упростить задачу, можно выявить некоторые общие закономерности в протекании ОВР и научиться предсказывать продукты реакций. Для этого нужно следовать трем простым правилам:

1. Процессы окисления и восстановления — это две стороны единого процесса: процесса передачи электрона. Если какой-либо элемент (восстановитель) отдает электроны, то в этой же реакции обязательно должен быть какой-то элемент (окислитель), который принимает эти электроны.
2. Если в реакции участвует простое вещество, эта реакция — всегда окислительно-восстановительная.
3. При взаимодействии сильных окислителей с различными восстановителями обычно образуется один и тот же основной продукт окисления. Многие окислители при взаимодействии с различными восстановителями также часто восстанавливаются до какого-то одного продукта, соответствующего их наиболее устойчивой степени окисления.

Задание № 31

Из предложенного перечня веществ (того же, что и в задании № 30) необходимо выбрать такие вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Необходимо записать уравнение реакции в молекулярной форме и привести сокращенную ионную форму.

Это задание значительно легче предыдущего, поскольку круг возможных реакций ограничен и определен условиями протекания реакций ионного обмена, которые школьники изучают еще в 8-9 классах.

Нужно помнить, что любая реакция ионного обмена — это обязательно реакция, протекающая в растворе. Все реакции ионного обмена являются неокислительно-восстановительными!

В реакциях ионного обмена могут участвовать:

• солеобразующие оксиды;
• основания и амфотерные гидроксиды;
• кислоты;
• соли (средние, кислые, основные). Теоретически можно составить реакцию ионного обмена с участием смешанных, двойных или комплексных солей, но это для задания № 31 — экзотика.

Чаще всего в этой задаче встречаются реакции ионного обмена с участием оснований, амфотерных гидроксидов, кислот и средних солей. Однако обмен ионами может осуществляться далеко не с любыми парами веществ. Для того чтобы протекала реакция ионного обмена, необходимо выполнение некоторых ограничительных условий, которые связаны с реагентами и продуктами реакции.

Для написания ионных форм уравнений нужно следовать правилам, согласно которым одни вещества представляются в диссоциированной форме (в виде ионов), а другие — в недиссоциированной (в виде молекул).

Расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

• растворимые сильные электролиты;
• малорастворимые сильные электролиты, если они являются реагентами.

Не расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

• неэлектролиты;
• нерастворимые в воде вещества;
• слабые электролиты;
• малорастворимые сильные электролиты, если они являются продуктами реакции.

Когда уже сокращенная форма реакции ионного обмена записана, будет нелишним проверить для нее выполнение материального и электрического баланса. Другими словами, верно ли расставлены в сокращенной форме коэффициенты и сохраняется ли общий электрический заряд в левой и правой частях уравнения. Это позволит избежать потерянных коэффициентов или зарядов ионов на пути от молекулярной формы через полную ионную — к сокращенной.

Задание № 32

По приведенному текстовому описанию необходимо записать уравнения четырех реакций.

Это задание так же, как и задание № 30, проверяет знание всей химии элементов, которая содержится в спецификации ЕГЭ. Однако часто составление четырех уравнений, описанных в задании № 32, является более простой задачей, чем составление одного уравнения в вопросе № 30. Во-первых, здесь не нужно самостоятельно выбирать реагенты, поскольку они уже даны в условии, а продукты часто можно угадать, используя данные условия, которые, по сути, являются подсказками. Во-вторых, из четырех описанных в задании уравнений, как правило, два можно записать, используя знания 8-9 классов. Например, это могут быть реакции ионного обмена. Два других уравнения — посложнее, подобные тем, которые предлагаются в задании № 30.

Конечно, можно просто выучить всю химию элементов наизусть и с ходу записать все уравнения. Это самый верный способ. Если же возникают трудности с определением продуктов, то нужно по максимуму использовать подсказки, приведенные в условии. Чаще всего в задании указываются наблюдаемые химические явления: выпадение или растворение осадков, выделение газов, изменение цвета твердых веществ или растворов. А если еще и указан конкретный цвет осадка, газа или раствора, можно с высокой точностью определить, о каком веществе идет речь. Для этого необходимо всего лишь знать цвета наиболее часто использующихся в задачах школьной программы осадков и газов, а также цвета растворов солей. Это сильно облегчит написание проблемного уравнения реакции, и задание № 32 покажется очень даже простым.

Задание № 33

Необходимо записать уравнение пяти реакций с участием органических веществ по приведенной схеме (цепочке превращений).

В этом задании предлагается классическая цепочка превращений, какие школьники учатся решать с первого года изучения химии, только здесь в каждом уравнении участвует хотя бы одно органическое вещество. Задача на каждой стадии цепочки может быть сформулирована в двух вариантах. В первом варианте даются один из реагентов и продукт реакции. В этом случае необходимо подобрать второй реагент, а также указать все условия осуществления реакций (наличие катализаторов, нагревание, соотношение реагентов). Во втором варианте известны все реагенты, а часто и условия реакции. Необходимо только записать продукты.

Лучший способ успешно выполнить цепочку по органике — это знать наизусть все типы реакций каждого класса соединений и специфические свойства органических веществ, содержащиеся в школьном курсе органической химии.

Главное правило задания № 33 — использование графических (структурных) формул органических веществ в уравнениях реакций. Это указание обязательно прописано в каждом варианте тренировочных работ и пробных вариантов ЕГЭ по химии, поэтому известно всем выпускникам. Однако некоторые школьники все равно иногда пренебрегают этим правилом и часть органических веществ записывают в молекулярном виде. Будьте внимательны! Уравнения реакций с молекулярными формулами органических веществ в этом задании не засчитываются.

В задачах № 32 и № 33 уравнение считается написанным верно, если в нем расставлены все коэффициенты и при необходимости указаны условия протекания реакции. Уравнения реакций, в которых хотя бы один коэффициент неверен или не указаны важные условия, не засчитываются.

Задание № 34

Решить расчетную задачу, тематика которой меняется от года к году и от варианта к варианту.

В спецификации ЕГЭ под номером 34 заявлены задачи с использованием понятия доли (массовой, объемной, мольной) вещества в смеси. Частным случаем таких задач являются задачи «на массовую долю вещества в растворе», задачи «на примеси», то есть с использованием понятия доли чистого вещества в составе технического. Сюда же относятся расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного, а также расчеты по уравнению реакции, если один из реагентов дан в избытке.

Предсказать, какие задачи будут отобраны для ЕГЭ именно в этом году, практически невозможно. Единственное, что можно ожидать по опыту прошлых лет, — это то, что задача не окажется сложной и будет полностью соответствовать профильной школьной программе (не олимпиадной). Это значит, что такая задача по зубам любому школьнику, освоившему курс химии на профильном школьном уровне и обладающему обыкновенной математической и химической логикой.

Для того чтобы решить эту задачу, прежде всего, нужно знать базовые формулы и определения основных физических величин. 3} \)

Задание № 35

Решить расчетную задачу на установление молекулярной и структурной формулы вещества, записать предложенное уравнение реакции с данным веществом.

Идеологическая часть задач на вывод формулы изучается школьниками еще в 8-9 классах, поэтому это наиболее простая задача части 2 ЕГЭ. Хотя в спецификации не указано, формулу какого вещества необходимо установить. Опыт показывает, что из года в год здесь традиционно участвуют органические вещества.

Все задачи на вывод формулы, встречающиеся в ЕГЭ, можно условно разделить на три типа. Первый тип — это установление формулы по массовым долям элементов в веществе. Здесь работает формула для массовой доли элемента в сложном веществе:

где n — число атомов элемента в молекуле, то есть индекс элемента.

Иногда в этом типе задач нужно знать еще и общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество. Затем следует выразить относительную молекулярную массу вещества через n и подставить в уравнение для массовой доли. Решением уравнения будет искомое значение n, а следовательно, и молекулярная формула вещества. Дополнительные сведений о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

Второй тип задач — это установление формулы через расчеты по уравнению химической реакции. Здесь нужно обязательно знать еще общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество, и записать с ним уравнение реакции. Иногда приходится расставлять коэффициенты в общем виде через n. Тем не менее это наиболее понятный тип задач на вывод формулы, поскольку он чаще всего сводится к одному уравнению с одним неизвестным n, решение которого дает нам искомую молекулярную формулу. Дополнительные сведения о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

И, наконец, третий тип задач — это установление формулы по продуктам сгорания вещества. Этот вариант наиболее часто встречается на ЕГЭ в этом задании. Выглядит он чуть более громоздко, чем два предыдущих, однако решается также очень просто. План решения заключается в нахождении простейшей формулы вещества и переходе к истинной (то есть молекулярной) формуле через известную молярную массу вещества. Простейшая формула находится из закона, согласно которому индексы элементов относятся так же, как их количества вещества в молях. Если молярная масса вещества не дана в условии, то можно попробовать доказать единственность решения через соответствие формулы правилам валентности. Но такой подход часто бывает трудоемок, и его можно легко обойти, если использовать дополнительные сведения об искомом веществе, указанные в условии задачи. Это может быть класс соединения, наличие или отсутствие каких-либо типов изомерии и, наконец, химическая реакция, в которую это вещество способно вступать или с помощью которой оно может быть получено. Помимо молекулярной формулы, эти же дополнительные сведения позволяют однозначно определить и структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

В 2021 году казахстанские школьники будут сдавать по-новому Единое национальное тестирование. Помимо того, что главный школьный экзамен будет проходить электронно, выпускникам предоставят возможность испытать свою удачу дважды. Корреспондент zakon.kz побеседовал с вице-министром образования и науки Мирасом Дауленовым и узнал, к чему готовиться будущим абитуриентам.

— О переводе ЕНТ на электронный формат говорилось не раз. И вот, с 2021 года тестирование начнут проводить по-новому. Мирас Мухтарович, расскажите, как это будет?

— По содержанию все остается по-прежнему, но меняется формат. Если раньше школьник садился за парту и ему выдавали бумажный вариант книжки и лист ответа, то теперь тест будут сдавать за компьютером в электронном формате. У каждого выпускника будет свое место, огороженное оргстеклом.

Зарегистрироваться можно будет электронно на сайте Национального центра тестирования. Но, удобство в том, что школьник сам сможет выбрать дату, время и место сдачи тестирования.

Кроме того, в этом году ЕНТ для претендующих на грант будет длиться три месяца, и в течение 100 дней сдать его можно будет два раза.

— Расскажите поподробнее?

— В марте пройдет тестирование для желающих поступить на платной основе, а для претендующих на грант мы ввели новые правила. Школьник, чтобы поступить на грант, по желанию может сдать ЕНТ два раза в апреле, мае или в июне, а наилучший результат отправить на конкурс. Но есть ограничение — два раза в один день сдавать тест нельзя. К примеру, если ты сдал ЕНТ в апреле, то потом повторно можно пересдать его через несколько дней или в мае, июне. Мы рекомендуем все-таки брать небольшой перерыв, чтобы еще лучше подготовиться. Но в любом случае это выбор школьника.

— Система оценивания останется прежней?

— Количество предметов остается прежним — три обязательных предмета и два на выбор. Если в бумажном формате закрашенный вариант ответа уже нельзя было исправить, то в электронном формате школьник сможет вернуться к вопросу и поменять ответ, но до того, как завершил тест.

Самое главное — результаты теста можно будет получить сразу же после нажатия кнопки «завершить тестирование». Раньше уходило очень много времени на проверку ответов, дети и родители переживали, ждали вечера, чтобы узнать результат. Сейчас мы все автоматизировали и набранное количество баллов будет выведено на экран сразу же после завершения тестирования.
Максимальное количество баллов остается прежним — 140.

— А апелляция?

— Если сдающий не будет согласен с какими-то вопросами, посчитает их некорректными, то он сразу же на месте сможет подать заявку на апелляцию. Не нужно будет ждать следующего дня, идти в центр тестирования, вуз или школу, все это будет электронно.

— С учетом того, что школьникам не придется вручную закрашивать листы ответов, будет ли изменено время сдачи тестирования?

— Мы решили оставить прежнее время — 240 минут. Но теперь, как вы отметили, школьникам не нужно будет тратить час на то, чтобы правильно закрасить лист ответов, они спокойно смогут использовать это время на решение задач.

— Не секрет, что в некоторых селах и отдаленных населенных пунктах не хватает компьютеров. Как сельские школьники будут сдавать ЕНТ по новому формату?

— Задача в том, чтобы правильно выбрать время и дату тестирования. Центры тестирования есть во всех регионах, в Нур-Султане, Алматы и Шымкенте их несколько. Школьники, проживающие в отдаленных населенных пунктах, как и раньше смогут приехать в город, где есть эти центры, и сдать тестирование.

— На сколько процентов будет обновлена база вопросов?

— База вопросов ежегодно обновляется как минимум на 30%. В этом году мы добавили контекстные задания, то что школьники всегда просили. Мы уделили большое внимание истории Казахстана и всемирной истории — исключили практически все даты. Для нас главное не зазубривание дат, а понимание значения исторических событий. Но по каждому предмету будут контекстные вопросы.

— По вашему мнению система справится с возможными хакерскими атаками, взломами?

— Информационная безопасность — это первостепенный и приоритетный вопрос. Центральный аппарат всей системы находится в Нур-Султане. Связь с региональными центрами сдачи ЕНТ проводится по закрытому VPN-каналу. Коды правильных ответов только в Национальном центре тестирования.

Кроме того, дополнительно через ГТС КНБ (Государственная техническая служба) все тесты проходят проверку на предмет возможного вмешательства. Здесь все не просто, это специальные защищенные каналы связи.

— А что с санитарными требованиями? Нужно ли будет школьникам сдавать ПЦР-тест перед ЕНТ?

— ПЦР-тест сдавать не нужно будет. Требование по маскам будет. При необходимости Центр национального тестирования будет выдавать маски школьникам во время сдачи ЕНТ. И, конечно же, будем измерять температуру. Социальная дистанция будет соблюдаться в каждой аудитории.

— Сколько человек будет сидеть в одной аудитории?

— Участники ЕНТ не за семь дней будут сдавать тестирование, как это было раньше, а в течение трех месяцев. Поэтому по заполняемости аудитории вопросов не будет.

— Будут ли ужесточены требования по дисциплине, запрещенным предметам?

— Мы уделяем большое внимание академической честности. На входе в центры тестирования, как и в предыдущие годы, будут стоять металлоискатели. Перечень запрещенных предметов остается прежним — телефоны, шпаргалки и прочее. Но, помимо фронтальной камеры, которая будет транслировать происходящее в аудитории, над каждым столом будет установлена еще одна камера. Она же будет использоваться в качестве идентификации школьника — как Face ID. Сел, зарегистрировался и приступил к заданиям. Мы применеям систему прокторинга.

Понятно, что каждое движение абитуриента нам будет видно. Если во время сдачи ЕНТ обнаружим, что сдающий использовал телефон или шпаргалку, то тестирование автоматически будет прекращено, система отключится.

— А наблюдатели будут присутствовать во время сдачи тестирования?

— Когда в бумажном формате проводили ЕНТ, мы привлекали очень много дежурных. В одной аудитории было по 3-4 человека. При электронной сдаче такого не будет, максимум один наблюдатель, потому что все будет видно по камерам.

— По вашим наблюдениям школьники стали меньше использовать запрещенные предметы, к примеру, пользоваться телефонами?

— Практика показывает, что школьники стали ответственнее относиться к ЕНТ. Если в 2019 году на 120 тыс. школьников мы изъяли 120 тыс. запрещенных предметов, по сути у каждого сдающего был телефон. То в прошлом году мы на 120 тыс. школьников обнаружили всего 2,5 тыс. телефонов, и у всех были аннулированы результаты.

Напомню, что в 2020 году мы также начали использовать систему искусственного интеллекта. Это анализ видеозаписей, который проводится после тестирования. Так, в прошлом году 100 абитуриентов лишились грантов за то, что во время сдачи ЕНТ использовали запрещенные предметы.

— Сколько средств выделено на проведение ЕНТ в этом году?

Если раньше на ЕНТ требовалось 1,5 млрд тенге из-за распечатки книжек и листов ответов, то сейчас расходы значительно сокращены за счет перехода на электронный формат. Они будут, но несущественные.

— Все-таки почему именно в 2021 году было принято решение проводить ЕНТ в электронном формате. Это как-то связано с пандемией?

— Это не связано с пандемией. Просто нужно переходить на качественно новый уровень. Мы апробировали данный формат на педагогах школ, вы знаете, что они сдают квалификационный тест, на магистрантах, так почему бы не использовать этот же формат при сдаче ЕНТ. Тем более, что это удобно, и для школьников теперь будет много плюсов.

3.1: Химические уравнения — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

• Для описания химической реакции.
• Для расчета количества соединений, производимых или потребляемых в химической реакции

Что происходит, когда он претерпевает химические изменения? Закон сохранения массы гласит, что « Атомы не создаются и не разрушаются во время какой-либо химической реакции ». Таким образом, после реакции присутствует тот же набор атомов, что и до реакции.Изменения, которые происходят во время реакции, включают только перегруппировку атомов. В этом разделе мы обсудим стехиометрию («измерение элементов»).

Химические уравнения

Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), приложение небольшого количества тепла к груде оранжевого порошка дихромата аммония приводит к бурной реакции, известной как вулкан дихромата аммония. Тепло, свет и газ образуются в виде большого ворса пушистого зеленого оксида хрома (III).Эта реакция описывается химическим уравнением, выражением, которое определяет идентичность и количество веществ в химической реакции.

Химические реакции представлены на бумаге химическими уравнениями . Например, газообразный водород (H ₂ ) может реагировать (гореть) с газообразным кислородом (O ₂ ) с образованием воды (H ₂ O).Химическое уравнение для этой реакции записывается как:

\ [\ ce {2H_2 + O_2 \ rightarrow 2H_2O} \]

Химические формулы и другие символы используются для обозначения исходных материалов или реагентов, которые по соглашению записываются в левой части уравнения, и конечных соединений или продуктов, которые записываются справа. Стрелка указывает от реагента к продуктам. Химическая реакция вулкана из дихромата аммония на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) составляет

\ [\ underbrace {\ ce {(NH_4) _2Cr_2O_7}} _ {реагент} \ rightarrow \ underbrace {\ ce {Cr_2O_3 + N_2 + 4H_2O}} _ {продукты} \ label {3. 1.1} \]

Стрелка читается как «уступает» или «реагирует на форму». Уравнение \ (\ ref {3.1.1} \) указывает, что дихромат аммония (реагент) дает оксид хрома (III), азот и воду (продукты). Уравнение этой реакции еще более информативно, если записать его следующим образом:

\ [\ ce {(Nh5) 2Cr2O7 (s) \ rightarrow Cr2O3 (s) + N2 (g) + 4h3O (g)} \ label {3.1.2} \]

Уравнение \ (\ ref {3.1.2} \) идентично уравнению \ (\ ref {3.1.1} \) за исключением добавления сокращений в скобках для обозначения физического состояния каждого вида.Сокращения: (s) для твердого вещества, (l) для жидкости, (g) для газа и (aq) для водного раствора, раствора вещества в воде.

В соответствии с законом сохранения массы, числа каждого типа атомов одинаковы по обе стороны от уравнений \ (\ ref {3.1.1} \) и \ (\ ref {3.1.2} \). Каждая сторона реакции имеет два атома хрома, семь атомов кислорода, два атома азота и восемь атомов водорода.

В сбалансированном химическом уравнении номера каждого типа атомов и общий заряд одинаковы с обеих сторон.Уравнения \ (\ ref {3.1.1} \) и \ (\ ref {3.1.2} \) являются сбалансированными химическими уравнениями. С каждой стороны уравнения различается то, как атомы расположены, чтобы образовывать молекулы или ионы. Химическая реакция представляет собой изменение распределения атомов, но не количества атомов. В этой реакции, как и в большинстве химических реакций, разрываются связи в реагентах (здесь связи Cr – O и N – H), и образуются новые связи для создания продуктов (здесь связи O – H и N≡N). . Если числа каждого типа атомов различны по обе стороны химического уравнения, тогда уравнение неуравновешено и не может правильно описать, что происходит во время реакции.Чтобы продолжить, сначала необходимо сбалансировать уравнение.

Химическая реакция изменяет только распределение атомов, но не их количество.

Уравновешивание простых химических уравнений

Когда химик сталкивается с новой реакцией, на ней обычно нет этикетки, которая показывает сбалансированное химическое уравнение. Вместо этого химик должен идентифицировать реагенты и продукты, а затем записать их в форме химического уравнения, которое может быть сбалансировано, а может и не быть сбалансировано, как было написано вначале.Рассмотрим, например, сгорание н-гептана (\ (C_7H_ {16} \)), важного компонента бензина:

\ [\ ce {C_7H_ {16} (l) + O_2 (g) \ rightarrow CO_2 (g) + H_2O (g)} \ label {3.1.3} \]

Полное сгорание любого углеводорода с достаточным количеством кислорода всегда дает диоксид углерода и воду.

Уравнение \ (\ ref {3.1.3} \) не сбалансировано: номера каждого типа атомов на стороне реагента уравнения (7 атомов углерода, 16 атомов водорода и 2 атома кислорода) не совпадают с количество атомов каждого типа на стороне продукта (1 атом углерода, 2 атома водорода и 3 атома кислорода). Следовательно, коэффициенты реагентов и продуктов должны быть скорректированы так, чтобы получить одинаковое количество атомов каждого типа по обеим сторонам уравнения. Поскольку идентичности реагентов и продуктов фиксированы, уравнение не может быть сбалансировано путем изменения индексов реагентов или продуктов.Это изменит химическую идентичность описываемых видов, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).

Самым простым и наиболее полезным методом уравновешивания химических уравнений является «проверка», более известная как метод проб и ошибок. Ниже приводится эффективный подход к уравновешиванию химического уравнения с использованием этого метода.

Шаги по уравновешиванию химического уравнения

1. Определите наиболее сложное вещество.
2. Начиная с этого вещества, выберите элемент, который присутствует только в одном реагенте и одном продукте, если это возможно. Отрегулируйте коэффициенты, чтобы получить одинаковое количество атомов этого элемента с обеих сторон.
3. Уравновешивает многоатомные ионы (если есть) как единое целое.
4. Уравновесить оставшиеся атомы, обычно заканчивая наименее сложным веществом и при необходимости используя дробные коэффициенты. Если использовался дробный коэффициент, умножьте обе части уравнения на знаменатель, чтобы получить целые числа для коэффициентов.
5. Проверьте свою работу, подсчитав количество атомов каждого сорта по обе стороны уравнения, чтобы убедиться, что химическое уравнение сбалансировано.

Пример \ (\ PageIndex {1A} \): Горение гептана

Чтобы продемонстрировать этот подход, давайте возьмем в качестве примера сжигание н-гептана (уравнение \ (\ ref {3.1.3} \)).

1. Определить наиболее сложное вещество . Самая сложная субстанция — это вещество с наибольшим числом различных атомов, то есть \ (\ ce {C_7H_ {16}} \).Сначала предположим, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит 1 молекулу или формульную единицу этого вещества.
2. Настройте коэффициенты . Попытайтесь отрегулировать коэффициенты молекул на другой стороне уравнения, чтобы получить одинаковое количество атомов с обеих сторон. Поскольку одна молекула н-гептана содержит 7 атомов углерода, нам нужно 7 молекул CO ₂ , каждая из которых содержит 1 атом углерода, с правой стороны:

\ [\ ce {C_7H_ {16} + O_2 \ rightarrow 7CO_2 + H_2O} \ label {3. 1.4} \]

3. Баланс многоатомных ионов как единое целое . В этой реакции не рассматриваются многоатомные ионы.
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы . Поскольку одна молекула н-гептана содержит 16 атомов водорода, нам нужно 8 молекул h3O, каждая из которых содержит 2 атома водорода, с правой стороны: \ [\ ce {C_7H_ {16} + O_2 \ rightarrow 7CO_2 + 8H_2O} \ label {3.1.5} \] Атомы углерода и водорода теперь уравновешены, но у нас есть 22 атома кислорода справа и только 2 атома кислорода слева.Мы можем сбалансировать атомы кислорода, регулируя коэффициент перед наименее сложным веществом, O ₂ , на стороне реагента: \ [\ ce {C_7H_ {16} (l) + 11O_2 (g) \ rightarrow 7CO_2 (g ) + 8H_2O (г)} \ label {3.1.6} \]
5. Проверь свою работу . Уравнение теперь сбалансировано, и дробные коэффициенты отсутствуют: с каждой стороны по 7 атомов углерода, 16 атомов водорода и 22 атома кислорода. Всегда проверяйте, сбалансировано ли химическое уравнение. Предположение, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит только одну молекулу или формульную единицу самого сложного вещества, не всегда верно, но это хорошее место для начала.

Пример \ (\ PageIndex {1B} \): сжигание изооктана

Рассмотрим, например, аналогичную реакцию, горение изооктана (\ (\ ce {C8h28} \)). Поскольку при сгорании любого углеводорода с кислородом образуется диоксид углерода и вода, несбалансированное химическое уравнение выглядит следующим образом:

\ [\ ce {C_8H_ {18} (l) + O_2 (g) \ rightarrow CO_2 (g) + H_2O (g)} \ label {3.1.7} \]

1. Определить наиболее сложное вещество . Начните процесс балансировки, предположив, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит одну молекулу изооктана.
2. Настройте коэффициенты . Первый элемент, который появляется в реагентах только один раз, — это углерод: 8 атомов углерода в изооктане означает, что в продуктах должно быть 8 молекул CO ₂ : \ [\ ce {C_8H_ {18} + O_2 \ rightarrow 8CO_2 + H_2O} \ label {3. 1.8} \]
3. Баланс многоатомных ионов как единое целое . Этот шаг не применяется к этому уравнению.
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы . Восемнадцать атомов водорода в изооктане означает, что в продуктах должно быть 9 молекул H ₂ O: \ [\ ce {C_8H_ {18} + O_2 \ rightarrow 8CO_2 + 9H_2O} \ label {3.1.9} \] Атомы углерода и водорода теперь уравновешены, но у нас есть 25 атомов кислорода справа и только 2 атома кислорода слева. Мы можем сбалансировать наименее сложное вещество, O ₂ , но поскольку на молекулу O ₂ приходится 2 атома кислорода, мы должны использовать дробный коэффициент (25/2), чтобы сбалансировать атомы кислорода: \ [\ ce {C_8H_ {18} + 25/2 O_2 \ rightarrow 8CO_2 + 9H_2O} \ label {3.1.10} \] Уравнение \ (\ ref {3.1.10} \) теперь сбалансировано, но мы обычно пишем уравнения с целочисленными коэффициентами.Мы можем исключить дробный коэффициент, умножив все коэффициенты с обеих сторон химического уравнения на 2: \ [\ ce {2C_8H_ {18} (l) + 25O_2 (g) \ rightarrow 16CO_2 (g) + 18H_2O (g)} \ этикетка {3.11} \]
5. Проверь свою работу . Сбалансированное химическое уравнение имеет 16 атомов углерода, 36 атомов водорода и 50 атомов кислорода с каждой стороны.

Балансировка уравнений требует от вас некоторой практики, а также некоторого здравого смысла. Если вы обнаружите, что используете очень большие коэффициенты или безуспешно потратили несколько минут, вернитесь и убедитесь, что вы правильно написали формулы реагентов и продуктов.

Пример \ (\ PageIndex {1C} \): Гидроксиапатит

Реакция минерального гидроксиапатита (\ (\ ce {Ca5 (PO4) 3 (OH)} \)) с фосфорной кислотой и водой дает \ (\ ce {Ca (h3PO4) 2 • h3O} \) (дигидрофосфат кальция моногидрат). Напишите и сбалансируйте уравнение этой реакции.

Гидроксиапатит (\ (\ ce (Ca5 (PO4) 3 (OH)} \)) кристалл

Дано : реагенты и продукт

Запрошенный : вычисленное химическое уравнение

Стратегия :

1. Определите продукт и реагенты, а затем запишите несбалансированное химическое уравнение.
2. Следуйте инструкциям по уравновешиванию химического уравнения.

Решение :

A Сначала мы должны идентифицировать продукт и реагенты и написать уравнение реакции. В задаче приведены формулы для гидроксиапатита и моногидрата дигидрофосфата кальция (напомним, что фосфорная кислота — H ₃ PO ₄ ). Исходное (несбалансированное) уравнение выглядит следующим образом:

\ [\ ce {Ca5 (PO4) 3 (OH) (s) + H_3PO4 (вод.) + H_2O _ {(l)} \ rightarrow Ca (H_2PO_4) _2 \ cdot H_2O _ {(s)}} \]

1. B Определите наиболее сложное вещество . Мы начинаем с предположения, что только одна молекула или формульная единица наиболее сложного вещества, \ (\ ce {Ca5 (PO4) 3 (OH)} \), появляется в сбалансированном химическом уравнении.

2. Настройте коэффициенты . Поскольку кальций присутствует только в одном реагенте и одном продукте, мы начнем с него. Одна формульная единица \ (\ ce {Ca5 (PO4) 3 (OH)} \) содержит 5 атомов кальция, поэтому нам нужно 5 Ca (H ₂ PO ₄ ) ₂ • H ₂ O на правая сторона:

\ [\ ce {Ca5 (PO4) 3 (OH) + h4PO4 + h3O \ rightarrow 5Ca (h3PO4) 2 \ cdot h3O} \]

3. Уравновесить многоатомные ионы как единое целое . Обычно легче сбалансировать уравнение, если мы признаем, что определенные комбинации атомов встречаются с обеих сторон. В этом уравнении многоатомный фосфат-ион (PO ₄ ^3-) появляется в трех местах. В H ₃ PO ₄ ион фосфата объединяется с тремя ионами H ⁺ с образованием фосфорной кислоты (H ₃ PO ₄ ), тогда как в Ca (H ₂ PO ₄ ) ₂ • H ₂ O он объединяется с двумя ионами H ⁺ с образованием дигидрофосфатного иона.Таким образом, легче сбалансировать PO ₄ как единицу, чем считать отдельные атомы фосфора и кислорода. На правой стороне 10 штук PO ₄ , а на левой — всего 4. Самый простой способ уравновесить единицы PO ₄ — поставить коэффициент 7 перед H ₃ PO ₄ :

\ [\ ce {Ca_5 (PO_4) _3 (OH) + 7H_3PO_4 + H_2O \ rightarrow 5Ca (H_2PO_4) _2 \ cdot H_2O} \]

Хотя OH ^— также является многоатомным ионом, он не появляется с обеих сторон уравнения.Таким образом, кислород и водород необходимо уравновешивать отдельно.

4. Уравновесить остальные атомы . Теперь у нас 30 атомов водорода справа и только 24 слева. Мы можем уравновесить атомы водорода, используя наименее сложное вещество, H ₂ O, поместив коэффициент 4 перед H ₂ O с левой стороны, что в сумме даст 4 H ₂ O молекул:

\ [\ ce {Ca_5 (PO_4) _3 (OH) (s) + 7H_3PO_4 (aq) + 4H_2O (l) \ rightarrow 5Ca (H_2PO_4) _2 \ cdot H_2O (s)} \]

Уравнение теперь сбалансировано.Несмотря на то, что мы явно не сбалансировали атомы кислорода, на каждой стороне находится 41 атом кислорода.

5. Проверьте свою работу . Обе части уравнения содержат 5 атомов кальция, 10 атомов фосфора, 30 атомов водорода и 41 атом кислорода.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): Ферментация

Ферментация — это биохимический процесс, который позволяет дрожжевым клеткам жить в отсутствие кислорода. Люди веками использовали его для производства вина и пива, а также для выращивания хлеба.При ферментации сахара, такие как глюкоза, превращаются в этанол (\ (CH_3CH_2OH \) и диоксид углерода \ (CO_2 \). Напишите сбалансированную химическую реакцию ферментации глюкозы.

Коммерческое использование ферментации . (а) Чаны для пивоварен используются для приготовления пива. (б) Ферментация глюкозы дрожжевыми клетками — это реакция, которая делает возможным производство пива.

Ответ

\ [C_6H_ {12} O_6 (s) \ rightarrow 2C_2H_5OH (l) + 2CO_2 (g) \ nonumber \]

Интерпретация химических уравнений

Помимо предоставления качественной информации об идентичности и физическом состоянии реагентов и продуктов, сбалансированное химическое уравнение предоставляет количественную информацию. В частности, он дает относительные количества реагентов и продуктов, потребляемых или производимых в реакции. Число атомов, молекул или формульных единиц реагента или продукта в сбалансированном химическом уравнении является коэффициентом этого вещества (например, 4 предшествующих H ₂ O в уравнении \ (\ ref {3.1.1} \ )). Если перед видом не указан коэффициент, предполагается, что коэффициент равен 1. Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {4} \), коэффициенты позволяют использовать уравнение \ (\ ref {3.1.1} \). интерпретируется любым из следующих способов:

• Два иона NH ₄ ⁺ и один ион Cr ₂ O ₇ ^2- выход иона 1 формульная единица Cr ₂ O ₃ , 1 молекула N ₂ и 4 H ₂ Молекулы О.
• Один моль (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ дает 1 моль Cr ₂ O ₃ , 1 моль N ₂ и 4 моль H ₂ О.
• Масса 252 г (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ дает 152 г Cr ₂ O ₃ , 28 г N ₂ и 72 г H ₂ О.
• Всего 6,022 × 10 ²³ формульных единиц (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ дает 6.022 × 10 ²³ формульных единиц Cr ₂ O ₃ , 6.022 × 10 ²³ молекул N ₂ и 24.09 × 10 ²³ молекул H ₂ O.
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Взаимосвязи между молями, массами и формульными единицами соединений в сбалансированной химической реакции для вулкана дихромата аммония

Все эти химически эквивалентные способы изложения информации, содержащейся в сбалансированном химическом веществе уравнение, использующее понятия моля, молярной или формульной массы и числа Авогадро.Отношение количества молей одного вещества к количеству молей другого называется мольным соотношением. Например, мольное отношение \ (H_2O \) к \ (N_2 \) в уравнении \ (\ ref {3.1.1} \) составляет 4: 1. Общая масса реагентов равна общей массе продуктов, как предсказывает закон сохранения массы Дальтона:

\ [252 \; г \; \ текст {из} \; \ ce {(NH_4) _2Cr_2O_7} \]

выход

\ [152 + 28 + 72 = 252 \; грамм \; \ text {товаров.} \]

Однако химическое уравнение не показывает скорость реакции (быстро, медленно или совсем) или выделяется ли энергия в виде тепла или света.Эти вопросы более подробно рассматриваются в следующих главах.

Важная химическая реакция была проанализирована Антуаном Лавуазье, французским химиком 18 века, который интересовался химией живых организмов, а также простыми химическими системами. В классической серии экспериментов он измерил углекислый газ и тепло, выделяемое морской свинкой во время дыхания, в которых органические соединения используются в качестве топлива для производства энергии, углекислого газа и воды. Лавуазье обнаружил, что соотношение выделяемого тепла и выдыхаемого углекислого газа было аналогично соотношению, наблюдаемому при реакции древесного угля с кислородом воздуха с образованием двуокиси углерода — процесс, который химики называют горением.Основываясь на этих экспериментах, он предположил, что «Дыхание — это горение, правда, медленное, но в остальном оно совершенно похоже на горение древесного угля». Лавуазье был прав, хотя органические соединения, потребляемые при дыхании, существенно отличаются от тех, что содержатся в древесном угле. Одним из важнейших видов топлива в организме человека является глюкоза (\ (C_6H_ {12} O_6 \)), которая фактически является единственным топливом, используемым в мозгу. Таким образом, горение и дыхание являются примерами химических реакций.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): Горение глюкозы

Сбалансированное химическое уравнение горения глюкозы в лаборатории (или в мозге) имеет следующий вид:

\ [\ ce {C_6H_ {12} O6 (s) + 6O2 (g) \ rightarrow 6CO2 (g) + 6h3O (l)} \]

Создайте таблицу, показывающую, как интерпретировать информацию в этом уравнении в терминах

1. одиночная молекула глюкозы.
2. моль реактивов и продуктов.
3. граммов реагентов и продуктов представлены 1 моль глюкозы.
4. чисел молекул реагентов и продуктов, представленных 1 моль глюкозы.
Горение кубика сахара, состоящего из сахарозы, с аналогичной реакцией на горение глюкозы. из Википедии.

Дано : вычисленное химическое уравнение

Запрошено : отношения молекул, молей и масс

Стратегия :

1. Используйте коэффициенты из сбалансированного химического уравнения, чтобы определить как молекулярные, так и мольные отношения.
2. Используйте молярные массы реагентов и продуктов для перевода из молей в граммы.
3. Используйте число Авогадро для перевода молей в количество молекул.

Решение :

Это уравнение сбалансировано, как написано: каждая сторона имеет 6 атомов углерода, 18 атомов кислорода и 12 атомов водорода. Таким образом, мы можем использовать коэффициенты напрямую, чтобы получить желаемую информацию.

1. Одна молекула глюкозы реагирует с 6 молекулами O ₂ с образованием 6 молекул CO ₂ и 6 молекул H ₂ O.
2. Один моль глюкозы реагирует с 6 моль O ₂ с образованием 6 моль CO ₂ и 6 моль H ₂ O.
3. Чтобы интерпретировать уравнение в терминах масс реагентов и продуктов, нам нужны их молярные массы и мольные отношения из части b. Молярные массы в граммах на моль следующие: глюкоза 180,16; О ₂ , 31,9988; CO ₂ , 44,010; и H ₂ O, 18.015.

\ [\ begin {align *} \ text {масса реагентов} & = \ text {масса продуктов} \\ [4pt] g \, глюкоза + g \, O_2 & = g \, CO_2 + g \, H_2O \ end {align *} \]

\ [1 \, моль \, глюкоза \ влево ({180.16 \, g \ over 1 \, mol \, глюкоза} \ right) + 6 \, mol \, O_2 \ left ({31.9988 \, g \ over 1 \, mol \, O_2} \ right) \]

\ [= 6 \, моль \, CO_2 \ влево ({44. 010 \, g \ over 1 \, mol \, CO_2} \ right) + 6 \, mol \, H_2O \ left ({18.015 \, g \ over 1 \, mol \, H_2O} \ right) \]

\ [372,15 \, г = 372,15 \, г \]

C Один моль глюкозы содержит число Авогадро (6,022 × 10 ²³ ) молекул глюкозы. Таким образом, 6,022 × 10 ²³ молекулы глюкозы реагируют с (6 × 6.022 × 10 ²³ ) = 3,613 × 10 ²⁴ молекулы кислорода, чтобы получить (6 × 6,022 × 10 ²³ ) = 3,613 × 10 ²⁴ молекулы каждая из CO ₂ и H ₂ O.

В табличной форме:

	\ (C_6H_ {12} O_ {6 \; (s)} \)	+	\ (6O_ {2 \; (g)} \)	→	\ (6CO_ {2 \; (g)} \)		\ (6H_2O _ {(l)} \)
а.	1 молекула		6 молекул		6 молекул		6 молекул
б.	1 моль		6 моль		6 моль		6 моль
с.	180,16 г		191,9928 г		264,06 г		108,09 г
г.	6.022 × 10 23 молекулы		3,613 × 10 24 молекулы		3,613 × 10 24 молекулы		3.613 × 10 24 молекула

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \): взрыв нитрата аммония

Аммиачная селитра — обычное удобрение, но при неправильных условиях может быть опасным. В 1947 году корабль, загруженный нитратом аммония, загорелся при разгрузке и взорвался, разрушив город Техас-Сити, штат Техас.

Нитрат аммония может быть опасным. На этом аэрофотоснимке Техас-Сити, штат Техас, показаны разрушения, вызванные взрывом корабля с нитратом аммония 16 апреля 1947 года.Для просмотра видео щелкните здесь.

Взрыв возник в результате реакции:

\ [2NH_4NO_ {3 \; (s)} \ rightarrow 2N_ {2 \; (g)} + 4H_2O _ {(g)} + O_ {2 \; (g)} \]

Создайте таблицу, показывающую, как интерпретировать информацию в уравнении в терминах

1. отдельных молекул и ионов.
2. моль реактивов и продуктов.
3. граммов реагентов и продуктов с учетом 2 моль нитрата аммония.
4. чисел молекул или формульных единиц реагентов и продуктов на 2 моля нитрата аммония.

Ответ :

	\ (2NH_4NO_ {3 \; (s)} \)	→	\ (2N_ {2 \; (g)} \)	+	\ (4H_2O _ {(g)} \)	+	\ (O_ {2 \; (g)} \)
а.	2NH 4 + ионы и 2NO 3 — ионы		2 молекулы		4 молекулы		1 молекула
б.	2 моль		2 моль		4 моль		1 моль
с.	160,0864 г		56,0268 г		72,0608 г		31,9988 г
г.	1,204 × 10 24 формульные единицы		1.204 × 10 24 молекулы		2.409 × 10 24 молекулы		6.022 × 10 23 молекулы

Сводка

Химическая реакция описывается химическим уравнением, которое определяет идентичность и количество реагентов и продуктов.В химической реакции одно или несколько веществ превращаются в новые вещества. Химическая реакция описывается химическим уравнением , выражением, которое определяет идентичность и количество веществ, участвующих в реакции. Химическое уравнение показывает исходное соединение (я) — реагенты , — слева и конечное соединение (я) — продукты — справа, разделенные стрелкой. В сбалансированном химическом уравнении количество атомов каждого элемента и общий заряд одинаковы с обеих сторон уравнения.Число атомов, молекул или формульных единиц реагента или продукта в сбалансированном химическом уравнении — это коэффициент для этого вида. Мольное соотношение двух веществ в химической реакции — это соотношение их коэффициентов в сбалансированном химическом уравнении.

4.1: Химические реакции и химические уравнения

\ [2H_2 + O_2 \ rightarrow 2H_2O \]

Химические формулы и другие символы используются для обозначения исходных материалов или реагентов, которые по соглашению записываются в левой части уравнения , и конечные соединения или продукты, которые написаны справа.Стрелка указывает от реагента к продуктам. Химическая реакция вулкана из дихромата аммония на рисунке \ (\ PageIndex {1} \):

\ [(NH_4) _2Cr_2O_7 \ rightarrow Cr_2O_3 + N_2 + 4H_2O \ label {4.1.1} \]

\ [реагент \ , \, \, \, \, \, \, \, \, \, \, \, \, \, products \]

Стрелка читается как «дает» или «реагирует на форму». Уравнение 4.1.1 показывает, что дихромат аммония (реагент) дает оксид хрома (III), азот и воду (продукты). Уравнение этой реакции еще более информативно, если записать его следующим образом:

\ [(NH_4) _2Cr_2O_7 (s) \ rightarrow Cr_2O_ {3 \; (s)} + N_ {2 \; (g)} + 4H_2O _ {( ж)} \ label {4.1.2} \]

Уравнение 4.1.2 идентично уравнению 4.1.1, за исключением добавления сокращений в скобках для обозначения физического состояния каждого вида. Сокращения: (s) для твердого вещества, (l) для жидкости, (g) для газа и (aq) для водного раствора, раствора вещества в воде.

В соответствии с законом сохранения массы, номера каждого типа атомов одинаковы по обеим сторонам уравнений 4. 1.1 и 4.1.2. Каждая сторона реакции имеет два атома хрома, семь атомов кислорода, два атома азота и восемь атомов водорода.

В сбалансированном химическом уравнении номера каждого типа атомов и общий заряд одинаковы с обеих сторон. Уравнения 4.1.1 и 4.1.2 представляют собой сбалансированные химические уравнения. С каждой стороны уравнения различается то, как атомы расположены, чтобы образовывать молекулы или ионы. Химическая реакция представляет собой изменение распределения атомов, но не количества атомов. В этой реакции, как и в большинстве химических реакций, разрываются связи в реагентах (здесь связи Cr – O и N – H), и образуются новые связи для создания продуктов (здесь связи O – H и N≡N). .Если числа каждого типа атомов различны по обе стороны химического уравнения, тогда уравнение неуравновешено и не может правильно описать, что происходит во время реакции. Чтобы продолжить, сначала необходимо сбалансировать уравнение.

двух веществ в химической реакции — это отношение их коэффициентов в сбалансированном химическом уравнении.

Как сбалансировать химические уравнения: 11 шагов (с изображениями)

Об этой статье

Соавторы:

Ученый-эколог

Соавтором этой статьи является Bess Ruff, MA.Бесс Рафф — аспирант по географии в Университете штата Флорида. Она получила степень магистра наук об окружающей среде и менеджменте в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре в 2016 году. Она проводила исследования для проектов морского пространственного планирования в Карибском бассейне и оказывала исследовательскую поддержку в качестве аспиранта Группы устойчивого рыболовства. Эту статью просмотрели 4,136,828 раз (а).

Соавторы: 161

Обновлено: 13 февраля 2021 г.

Просмотры: 4,136,828

Резюме статьиX

Чтобы сбалансировать химическое уравнение, сначала запишите данную формулу с реагентами слева от стрелки и продуктами справа.Например, ваше уравнение должно выглядеть примерно так: «h3 + O2 → h3O». Подсчитайте количество атомов в каждом элементе с каждой стороны уравнения и перечислите их под этой стороной. Для уравнения h3 + O2 → h3O 2 атома водорода добавляются к 2 атомам кислорода слева, поэтому вы должны написать «H = 2» и «O = 2» под левой стороной. Справа находятся 2 атома водорода и 1 атом кислорода, поэтому вы должны написать «H = 2» и «O = 1» под правой стороной. Поскольку количество атомов в каждом элементе не одинаково с обеих сторон, уравнение не сбалансировано.Чтобы сбалансировать уравнение, вам нужно добавить коэффициенты, чтобы изменить количество атомов с одной стороны, чтобы оно соответствовало другой. Для уравнения h3 + O2 → h3O вы должны добавить коэффициент 2 перед h3O в правой части, чтобы на каждой стороне уравнения было по 2 атома кислорода, например h3 + O2 → 2h3O. Однако индексы не могут быть изменены и всегда умножаются на коэффициент, что означает, что теперь в правой части уравнения есть 4 атома водорода и только 2 атома водорода в левой части. Чтобы сбалансировать это, добавьте коэффициент 2 перед h3 в левой части уравнения, чтобы с каждой стороны было по 4 атома водорода, например 2h3 + O2 → 2h3O.Теперь количество атомов в каждом элементе одинаково с обеих сторон уравнения, поэтому уравнение сбалансировано. Помните, что если перед элементом нет коэффициента, предполагается, что коэффициент равен 1. Чтобы узнать, как сбалансировать химические уравнения алгебраически, прокрутите вниз!

• Печать
• Отправить письмо от фаната авторам
Спасибо всем авторам за создание страницы, которую прочитали 4 136 828 раз.

простых шагов для балансировки химических уравнений

Джеффри Кулидж / Getty Images

Химическое уравнение — это письменное описание того, что происходит в химической реакции.Исходные материалы, называемые реагентами, указаны в левой части уравнения. Далее идет стрелка, указывающая направление реакции. В правой части реакции перечислены производимые вещества, называемые продуктами.

Сбалансированное химическое уравнение сообщает вам количество реагентов и продуктов, необходимых для удовлетворения Закона сохранения массы. По сути, это означает, что в левой части уравнения находится такое же количество атомов каждого типа, что и в правой. уравнения.Кажется, что балансировать уравнения должно быть просто, но это навык, требующий практики. Итак, хотя вы можете чувствовать себя манекеном, это не так! Вот шаг за шагом процесс, которому вы следуете, чтобы сбалансировать уравнения. Вы можете применить эти же шаги, чтобы сбалансировать любое несбалансированное химическое уравнение …

Простые шаги по уравновешиванию химических уравнений

Выполните четыре простых шага, чтобы сбалансировать химическое уравнение:

1. Напишите несбалансированное уравнение, чтобы показать реагенты и продукты.
2. Запишите, сколько атомов каждого элемента находится на каждой стороне стрелки реакции.
3. Сложите коэффициенты (числа перед формулами), чтобы количество атомов каждого элемента было одинаковым с обеих сторон уравнения. Проще всего уравновесить атомы водорода и кислорода последними.
4. Укажите состояние веществ и продуктов и проверьте свою работу.

Запишите несбалансированное химическое уравнение

Первый шаг — написать несбалансированное химическое уравнение.Если вам повезет, это вам дадут. Если вам сказали сбалансировать химическое уравнение и дали только названия продуктов и реагентов, вам нужно будет либо найти их, либо применить правила наименования соединений, чтобы определить их формулы.

Давайте попрактикуемся, используя реакцию из реальной жизни — ржавчину железа в воздухе. Чтобы записать реакцию, нужно определить реагенты (железо и кислород) и продукты (ржавчину). Затем напишите несбалансированное химическое уравнение:

Fe + O ₂ → Fe ₂ O ₃

Обратите внимание, что реагенты всегда идут слева от стрелки. Их разделяет знак «плюс». Далее идет стрелка, указывающая направление реакции (реагенты превращаются в продукты). Товары всегда находятся справа от стрелки. Порядок, в котором вы пишете реагенты и продукты, не важен.

Запишите количество атомов

Следующим шагом для уравновешивания химического уравнения является определение количества атомов каждого элемента на каждой стороне стрелки:

Fe + O ₂ → Fe ₂ O ₃

Для этого имейте в виду, что нижний индекс указывает количество атомов.Например, O ₂ имеет 2 атома кислорода. В Fe ₂ O ₃ есть 2 атома железа и 3 атома кислорода. В Fe 1 атом. Отсутствие нижнего индекса означает, что имеется 1 атом.

Со стороны реагента:

1 Fe

2 O

Со стороны продукта:

2 Fe

3 O

Откуда вы знаете, что уравнение еще не сбалансировано? Потому что количество атомов на каждой стороне не одинаковое! Сохранение массовых состояний Масса не создается и не разрушается в результате химической реакции, поэтому вам нужно добавить коэффициенты перед химическими формулами, чтобы отрегулировать количество атомов, чтобы они были одинаковыми с обеих сторон.

Добавить коэффициенты для баланса массы в химическом уравнении

При балансировке уравнений вы никогда не меняете индексы . Вы добавляете коэффициенты . Коэффициенты — это множители целых чисел. Если, например, вы напишете 2 H ₂ O, это означает, что у вас в 2 раза больше атомов в каждой молекуле воды, то есть 4 атома водорода и 2 атома кислорода. Как и в случае с индексами, вы не пишете коэффициент «1», поэтому, если вы не видите коэффициент, это означает, что имеется одна молекула.

Есть стратегия, которая поможет вам быстрее сбалансировать уравнения. Это называется балансировкой по осмотру . По сути, вы смотрите, сколько атомов у вас есть на каждой стороне уравнения, и добавляете коэффициенты к молекулам, чтобы сбалансировать количество атомов.

• Сначала сбалансируйте атомы, присутствующие в одной молекуле реагента и продукта.
• Остаток любых атомов кислорода или водорода последними.

В примере:

Fe + O ₂ → Fe ₂ O ₃

Железо присутствует в одном реагенте и одном продукте, поэтому сначала сбалансируйте его атомы.Один атом железа слева и два справа, так что вы можете подумать, что размещение 2 Fe слева будет работать. Хотя это уравновесит железо, вы уже знаете, что вам придется регулировать и кислород, потому что он не сбалансирован. Осмотрев (то есть глядя на это), вы знаете, что должны отбросить коэффициент 2 для некоторого большего числа.

3 Fe не работает слева, потому что вы не можете ввести коэффициент из Fe ₂ O ₃ , который уравновесил бы его.

4 Fe работает, если вы затем добавите коэффициент 2 перед молекулой ржавчины (оксида железа), получив 2 Fe ₂ O ₃ .Это дает вам:

4 Fe + O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃

Железо сбалансировано, по 4 атома железа на каждой стороне уравнения. Далее вам нужно сбалансировать кислород.

Баланс последних атомов кислорода и водорода

Это уравнение сбалансировано для железа:

4 Fe + O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃

При балансировании химических уравнений последний шаг — добавить коэффициенты к атомам кислорода и водорода.Причина в том, что они обычно присутствуют в нескольких реагентах и ​​продуктах, поэтому, если вы сначала решите их, вы обычно делаете дополнительную работу для себя.

Теперь посмотрите на уравнение (используйте осмотр), чтобы увидеть, какой коэффициент будет работать для баланса кислорода. Если вы введете 2 из O ₂ , это даст вам 4 атома кислорода, но у вас будет 6 атомов кислорода в продукте (коэффициент 2, умноженный на индекс 3). Итак, 2 не работает.

Если вы попробуете 3 O ₂ , то у вас будет 6 атомов кислорода на стороне реагента, а также 6 атомов кислорода на стороне продукта. Это работает! Сбалансированное химическое уравнение:

4 Fe + 3 O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃

Примечание: Вы могли бы написать сбалансированное уравнение, используя кратные коэффициенты. Например, если вы удвоите все коэффициенты, у вас все равно будет сбалансированное уравнение:

8 Fe + 6 O ₂ → 4 Fe ₂ O ₃

Однако химики всегда пишут простейшие уравнения, поэтому проверьте свою работу, чтобы убедиться, что вы не можете уменьшить свои коэффициенты.

Вот как вы сбалансируете простое химическое уравнение для массы. Вам также может потребоваться сбалансировать уравнения для массы и заряда. Кроме того, вам может потребоваться указать состояние вещества (твердое, жидкое, водное, газообразное) реагентов и продуктов.

Сбалансированные уравнения с состояниями материи (плюс примеры)

Пошаговые инструкции по уравновешиванию уравнений окисления-восстановления

Смотри: Как сбалансировать химические уравнения

Сбалансированное химическое уравнение: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Как сбалансировать уравнение

Практика всегда добивается совершенства.В общем, чтобы сбалансировать уравнение, нам нужно сделать следующее:

• Подсчитайте количество атомов каждого элемента в реагентах и ​​продуктах.
• Использовать коэффициенты; при необходимости разместите их перед составами.

Шаги просты, но это процесс проб и ошибок. Давайте рассмотрим еще несколько примеров уравнений и методов, которые можно использовать для балансировки каждого из них.

Пример 1

Это реакция между метаном (Ch5) и кислородом (O2) с образованием диоксида углерода (CO2) и воды (h3O).

Показанная реакция представляет собой реакцию горения : соединение реагирует с кислородом с образованием диоксида углерода и воды. Метод заключается в том, чтобы сначала уравновесить атомы углерода (C), затем атомы водорода (H), а затем атомы кислорода (O).

В этом случае атомы углерода (C) уже сбалансированы. Итак, теперь мы посмотрим на атомы водорода (H). Есть 4 атома водорода (H) на стороне реагентов и 2 атома водорода (H) на стороне продуктов.Чтобы уравновесить их, мы ставим коэффициент 2 перед h3O.

Теперь атомы водорода (H) уравновешены. Из-за коэффициента 2 перед h3O всего на стороне продуктов находится 4 атома кислорода (O). Чтобы уравновесить атомы кислорода с обеих сторон, мы ставим коэффициент 2 перед O2. Теперь химическое уравнение сбалансировано.

Пример 2

Это реакция между оксидом железа (Fe2O3) и углеродом (C) с образованием железа (Fe) и диоксида углерода (CO2).

Эта реакция не сбалансирована. Во-первых, нам нужно сбалансировать атомы кислорода. Мы делаем это так, чтобы с каждой стороны было по 6 атомов кислорода. Для этого нам нужно поставить коэффициент 2 перед Fe2O3 и коэффициент 3 перед CO2.

Теперь, когда атомы кислорода уравновешены, нам нужно сначала уравновесить атомы железа (Fe). Для этого нам нужно поставить коэффициент 4 перед Fe на стороне продуктов.Теперь, когда атомы Fe уравновешены, мы можем уравновесить атомы углерода. Мы делаем это, устанавливая коэффициент 3 перед C на стороне реагентов. Теперь химическое уравнение сбалансировано.

Пример 3

При работе с химическими уравнениями с многоатомными ионами , которые представляют собой ионы, состоящие из более чем одного атома, существует специальный метод балансирования химического уравнения.

Метод состоит в том, чтобы рассматривать многоатомный ион целиком, как если бы это был только один атом. Давайте посмотрим на это химическое уравнение.

Многоатомный ион в данном случае — PO4 (зеленый). Мы будем рассматривать весь этот многоатомный ион как один атом. Со стороны реагентов есть один ион PO4, а со стороны продуктов — два иона PO4.

Первый шаг — сбалансировать многоатомные ионы с обеих сторон. Для этого мы ставим коэффициент 2 перед Na3PO4. Атомы натрия (Na) удваиваются, и PO4 теперь сбалансирован с обеих сторон.

Следующий шаг — уравновесить атомы магния (Mg), натрия (Na) и хлора (Cl). Сначала мы уравновешиваем атомы магния, задав коэффициент 3 перед MgCl2.

Затем мы уравновешиваем атомы Na и Cl с обеих сторон, помещая коэффициент 6 перед NaCl. В результате получается сбалансированное уравнение:

Пример 4

Давайте рассмотрим реакцию между алюминием (Al) и серной кислотой (h3SO4).В этой реакции наш многоатомный ион, который мы будем считать за один атом, — это SO4. Со стороны реагентов имеется один ион SO4, а со стороны продуктов — три иона SO4.

Сначала нам нужно сбалансировать ионы SO4, и для этого мы ставим коэффициент 3 перед h3SO4.

Атомы водорода и алюминия неуравновешены. Следующий шаг — уравновесить атомы водорода (H), поставив коэффициент 3 перед h3.

Последний шаг — уравновесить атомы алюминия (Al). Мы делаем это, помещая коэффициент 2 перед Al. Теперь химическое уравнение сбалансировано.

Резюме урока

Согласно закону сохранения массы масса реагентов должна быть равна массе продуктов, когда происходит химическая реакция. Это означает, что количество различных атомов, участвующих в реагирующих веществах, должно оставаться неизменным после того, как реакция протекает.Там, где есть химическая реакция, есть химическое уравнение. Химическое уравнение необходимо сбалансировать так, чтобы оно подчинялось закону сохранения массы. Сбалансированное химическое уравнение возникает, когда количество различных атомов элементов на стороне реагентов равно количеству атомов на стороне продуктов.

Уравновешивание химических уравнений — это процесс проб и ошибок. При уравновешивании химических уравнений нам сначала нужно подсчитать различные атомы на стороне реагентов и на стороне продуктов.Если уравнение не сбалансировано, нам нужно использовать коэффициентов , которые представляют собой числа, которые мы ставим перед реагирующими веществами, чтобы сбалансировать уравнение. Если перед химической формулой нет коэффициента, это означает, что коэффициент равен единице.

Для реакций горения метод заключается в уравновешивании атомов углерода (C), за которыми следуют атомы водорода (H), а затем атомы кислорода (O). Для атомов, включающих многоатомные ионы, общий метод состоит в том, чтобы считать весь многоатомный ион за один атом, сначала уравновесить их, а затем уравновесить остальные атомы.

Результаты обучения

После того, как вы закончите, вы должны уметь:

• Вспомнить, как закон сохранения массы требует сбалансированного химического уравнения
• Укажите шаги по уравновешиванию химического уравнения
• Уравновесить химическое уравнение
Стехиометрия

— Самый простой способ сбалансировать любое химическое уравнение

Вы можете сделать это методом «управляемого проб и ошибок», который показал Лорд Страйкер, который, вероятно, является самым быстрым для простых реакций, или подойти к нему чисто математическим способом, который я объясню.Этот метод хорошо подходит для произвольно сложных реакций.

Ваше химическое уравнение содержит 3 атомных вида: $ \ ce {C} $, $ \ ce {H} $ и $ \ ce {O} $. Это означает, что вам нужно 3 уравнения для баланса. Сначала я запишу химическую реакцию следующим образом: $$ \ ce {a C12h36 + b O2 -> c CO2 + d h3O} $$ Теперь я напишу 3 равенства для 3-х видов атомов, которые у нас есть: \ begin {align} 12a & = c \ tag {для C} \\ 26a & = 2d \ tag {для H} \\ 2b & = 2c + d \ tag {для O} \ end {align} Числовые константы перед $ a $, $ b $, $ c $ и $ d $ зависят от количества атомов в молекуле, для которой они включены.

Как вы могли заметить, эта система уравнений некорректно определена, потому что у нас есть 4 неизвестных (от $ a $ до $ d $) и только 3 уравнения. Причина в том, что мы можем выбрать любое кратное уравнение, чтобы оно не стало неверным, ¹ просто вопреки принятым правилам. Это означает, что мы можем просто установить для одного из неизвестных любое значение. Предположим, что сейчас $ a = 1 $, и вернемся к этому выбору после решения уравнений.

При $ a = 1 $ сразу следует, что $ c = 12 $ и $ d = 13 $.Из этих двух следует, что $ b = 18,5 $. Наша сбалансированная реакция выглядит следующим образом: ² $$ \ ce {C12h36 + 18,5 O2 -> 12 CO2 + 13 h3O} $$

В принципе, это уже правильно, но по соглашению в уравнении должны быть только целые числа (т.е. без десятичных знаков), поэтому нам нужно пересмотреть наш выбор $ a = 1 $ и выбрать его так, чтобы все числа стали целыми числами. В этом случае вы можете легко увидеть, что это произойдет для $ a = 2 $, что затем приведет к $$ \ ce {2C12h36 + 37 O2 -> 24 CO2 + 26 h3O} $$

Если по какой-то причине непросто определить, какое значение для $ a $ вам понадобится, вы можете умножить его на большую степень 10, чтобы все десятичные дроби исчезли, а затем проверить наибольший общий делитель четырех чисел и разделите на это, чтобы получить то же уравнение.

---

Банкноты

1. Сравните 10 $ = 10 $ с умноженной версией 30 $ = 30 $, оба верны, но они просто различаются в 3 доллара.

2. Я не уверен, знакомы ли вы с линейной алгеброй , но если вы знаете, то, вероятно, заметили, что набор уравнений является линейным набором, поэтому вы можете решить его с помощью матричных манипуляций, что делает этот метод применимым к произвольным сложные химические реакции.

Решение уравнений | Математика | RSC Education

Поиск решений алгебраических соотношений — очень необходимый навык в химии. Общей чертой уравнений является знак равенства, хотя точное значение этого символа, возможно, не так широко понимается, как можно было бы предположить. Для наших целей будет достаточно понять, что если у нас есть выражение, содержащее знак равенства, связывающий набор переменных и констант, мы можем определить значение одной неизвестной величины с помощью алгебраических манипуляций.Возможно, будет полезно просмотреть предыдущую статью о преобразовании уравнений, лежащих в основе этих методов.


Уравнения, с которыми должны быть знакомы учащиеся, по существу можно разделить на три типа: линейные уравнения переменной; линейные уравнения функции переменной; и квадратные уравнения.

Линейные уравнения переменной

Очень простой пример:

3 x — 4 = 17

Это называется линейным уравнением в переменной x из-за того, что степень этой переменной равна 1.Если бы мы построили график 3 x — 4 против x , это была бы прямая линия ( рис. 1 ). Это уравнение можно решить графически, считывая значение x , когда линия достигает 17 по вертикальной шкале.

Однако, как правило, гораздо быстрее решать подобные простые уравнения алгебраически. Мы можем добавить 4 к обеим сторонам, чтобы получить

3 x = 17 + 4

∴ 3 x = 21

Если разделить обе стороны на 3, получится

x = 21/3

∴ x = 7

К счастью, очень легко подставить это решение обратно в исходное выражение, чтобы проверить его правильность.

Линейные уравнения функции переменной

Примером может быть

5 лин x + 2 = 10

, где ln x — натуральный логарифм переменной x. Это линейное выражение в ln x, , поскольку график 5 ln x + 2 против x будет прямой линией. Решение этого уравнения продолжается, как и раньше. Мы вычитаем по 2 из каждой части уравнения и получаем

.

5 дюймов x = 10-2

∴ 5 дюймов x = 8

Разделив обе части уравнения на 5, получим

лин x = 8/5

∴ ln x = 1.6

Однако в этом случае у нас есть еще один шаг — определение значения x , которое соответствует ln x = 1,6. Для этого нам нужно использовать обратную функцию ln x , которая является экспоненциальной функцией, e ^x . Применение этой функции к обеим частям нашего уравнения дает

x = e ^1,6

∴ x = 4,95

Как и раньше, мы можем проверить наше решение, подставив это значение x в исходное уравнение.Это не будет точно совпадать, поскольку экспоненциальная постоянная e является иррациональным числом, приводящим к ошибкам округления. Однако расхождения очень мало.

Квадратные уравнения

Квадратные уравнения содержат переменную во второй степени, например ( рис. 2 ):

3 x ² — 6 x + 2 = 0

Не так много опубликовано исследований по обучению квадратным уравнениям. Большинство математиков начали бы с попытки разложить это выражение на множители.Однако, хотя этот подход подходит для простых уравнений, он не подходит для квадратных уравнений, которые мы встретим в химии. Относительно просто показать, что для общего уравнения, выраженного в форме

ось ² + b x + c = 0

решения даются уравнением

Поначалу это уравнение может показаться сложным, но после некоторой практики его можно запомнить. Иногда он предоставляется как часть списков уравнений на экзаменах.Знак ± в этом уравнении означает, что мы ожидаем два решения квадратного уравнения. Причина этого может быть понятнее, если мы рассмотрим график.

Функция имеет значение 0, когда кривая пересекает ось x . Мы видим, что в общем случае это произойдет дважды. Также стоит отметить, что b ² — 4 ac должно быть положительным, чтобы давать реальные решения. Ситуация, когда оно отрицательное, открывает целый новый мир математики (мнимых чисел), который, безусловно, имеет применение в химии.Однако пока мы просто отметим, что не каждое квадратное уравнение имеет решение, которое мы можем найти. Последовательное сравнение нашего конкретного примера с общим уравнением показывает, что

a = 3, b = –6, c = 2

Тогда применение уравнения решения дает

Эти решения можно снова проверить, подставив в исходное уравнение. Из-за ошибок округления, связанных с десятичными знаками, это не даст точного нуля.Вместо этого нам нужно искать значение, которое очень мало по сравнению с коэффициентами в уравнении.

Эухенио Филлой и Тереза ​​Роханао отметили, что студенты используют разные подходы при переходе от простых типов уравнений к более сложным. Существует спонтанная фаза проб и ошибок, прежде чем будут изучены конкретные стратегии для решения различных наборов проблем. Это часто наблюдается, когда студенты переходят от решения линейных к квадратным уравнениям, но это также основа, на которой более сложные уравнения могут быть решены численно на компьютере.

Возвращаясь к химии: кинетика нулевого порядка

Аммиак, разлагающийся на поверхности платины, является реакцией нулевого порядка — скорость не зависит от концентрации NH ₃ . Константа скорости ¹ k равна 2,5 × 10 ^–4 моль-дм ^–3 с ^–1 . Для реакции нулевого порядка мы можем выразить концентрацию c через время t через начальную концентрацию c ₀ .

c = c ₀ — узлы

Если начальная концентрация составляет 0,10 моль дм ^–3 , мы можем рассчитать время t, необходимое для того, чтобы она упала до половины этого значения, установив c = 0,05 моль дм ^–3 и переставив так, чтобы t тема. Прибавление узлов к обеим сторонам дает:

узлов + c = c ₀

∴ узлы = c ₀ — c

Делим на k и получаем нужное нам выражение:

Подстановка известных значений c и c ₀ в это выражение дает

Обратите внимание, как мы используем правила индексов и отменяем единицы, чтобы получить окончательные ожидаемые единицы s.

Уравнение Аррениуса

Это связывает константу скорости k реакции с абсолютной температурой T , при которой она происходит. В линейной форме уравнение может быть выражено как

, где A — предэкспоненциальный множитель (константа для данной реакции), E _a — энергия активации, а R — газовая постоянная.

Для реакции замещения этилиодида на гидроксид в этаноле ² энергия активации равна 90.8 кДж моль ^-1 . Константа скорости k имеет значение 3,68 x 10 ^–4 дм ³ моль ^–1 с ^–1 при 305,2 К.

C ₂ H ₅ I + OH ^— → C ₂ H ₅ OH + I ^—

Из этих данных мы можем вычислить предэкспоненциальный множитель A . Первый шаг — добавить E _и / RT к обеим сторонам уравнения Аррениуса, чтобы получить

Подставляя значения выше в это уравнение:

Последний шаг — отменить действие логарифмической функции, взяв экспоненту этого значения, поэтому

A = e ^27.