Echilibrarea metodelor și exemplelor de ecuații chimice

echilibrarea ecuațiilor chimice implică faptul că toate elementele prezente în ecuația respectivă au același număr de atomi pe fiecare parte. Pentru a realiza acest lucru este necesar să se utilizeze metodele de echilibrare pentru a aloca coeficienții stoichiometrici potriviți pentru fiecare specie prezentă în reacție.

O ecuație chimică este reprezentarea prin simboluri a ceea ce se întâmplă în cursul unei reacții chimice între două sau mai multe substanțe. Reactanții interacționează unul cu celălalt și, în funcție de condițiile de reacție, se obțin unul sau mai mulți compuși diferiți ca produs.

Atunci când o ecuație chimică descrisă trebuie luate în considerare: substanțele primele reactante sunt scrise în partea stângă a ecuației, urmată de o săgeată unidirecțional sau două săgeți orizontale opuse, în funcție de tipul de reacție care urmează să fie efectuată out.

index

• 1 Metode de echilibrare a ecuațiilor chimice
  • 1.1 Echilibrarea ecuațiilor chimice prin încercare și eroare (numită și prin inspecție sau încercare)
  • 1.2 Echilibrarea algebrică a ecuațiilor chimice
  • 1.3 Cuplarea ecuațiilor redox (metoda ion-electron)
• 2 Exemple de ecuații chimice de echilibrare
  • 2.1 Primul exemplu
  • 2.2 Al doilea exemplu
  • 2.3 Al treilea exemplu
• 3 Referințe

Metode de echilibrare a ecuațiilor chimice

Pe baza faptului că reactanții și produsele sunt cunoscute și că formulele lor sunt exprimate corect pe partea care le corespunde, procedăm la echilibrarea ecuațiilor conform următoarelor metode.

Echilibrarea ecuațiilor chimice prin încercare și eroare (de asemenea, numită prin inspecție sau încercare)

Ea se bazează pe stoechiometria reacției și încearcă cu diferiți coeficienți pentru a echilibra ecuația, cu condiția ca cele mai mici numere întregi posibile cu același număr de atomi din fiecare element este obținut pe ambele părți sunt alese din reacție.

Coeficientul unui reactant sau produs este numărul precedent formula, și este singurul număr care poate fi modificat atunci când se realizează ecuația de echilibrare, deoarece în cazul subscriptul cu formula sunt schimbate ar fi schimbarea identitatea compusului în cauză.

Numărați și comparați

După identificarea fiecărui element al reacției și plasarea acesteia pe partea corectă, continuăm să numărăm și să comparăm numărul de atomi ai fiecărui element prezent în ecuație și să determinăm acele elemente care trebuie să fie echilibrate.

Apoi continuăm cu echilibrarea fiecărui element (unul câte unul), plasând coeficienți întregi care preced fiecare formula care conține elemente neechilibrate. De obicei, elementele metalice sunt mai întâi echilibrate, apoi elementele nemetalice și, în final, atomii de oxigen și hidrogen.

În acest fel, fiecare coeficient multiplică toți atomii din formula precedentă; astfel încât, în timp ce echilibrați un element, celelalte pot dezechilibra, dar acest lucru este corectat deoarece reacția este echilibrată.

În cele din urmă, se confirmă faptul că întreaga ecuație este corect echilibrată, adică că respectă legea conservării materiei.

Stabilirea echilibrului algebric al ecuațiilor chimice

Pentru a utiliza această metodă, se stabilește o procedură pentru a trata coeficienții ecuațiilor chimice ca necunoscute ale sistemului care trebuie rezolvate.

Mai întâi luat ca referință un element specific al reacției și coeficienții ca literele (a, b, c, d ...) reprezentând necunoscutele, potrivit atomilor existenți ai acelui element din fiecare moleculă sunt plasate (dacă o specie nu conține acel element este plasat "0").

După obținerea acestei prime ecuații se determină ecuațiile pentru celelalte elemente prezente în reacție; vor exista cât mai multe ecuații ca și elementele care există în acea reacție.

În cele din urmă, necunoscutele sunt determinate de una din metodele algebrice de reducere, egalizare sau substituire și se obțin coeficienții care duc la echilibrul corect echilibrat.

Echilibrarea ecuațiilor redox de echilibrare (metoda ion-electron)

Mai întâi, reacția generală (neechilibrată) este plasată în forma sa ionică. Apoi, această ecuație este împărțită în două jumătăți de reacție, oxidare și reducere, fiecare echilibrând în funcție de numărul de atomi, de tipul lor și de încărcăturile lor.

De exemplu, pentru reacțiile care apar în mediul acid, se adaugă molecule H.₂Sau pentru a echilibra atomii de oxigen și a adăuga H⁺ pentru a echilibra atomii de hidrogen.

Dimpotrivă, un număr egal de ioni OH este adăugat într-un mediu alcalin^- pe cele două părți ale ecuației pentru fiecare ion H⁺, și unde apar ioni de H⁺ și OH^- ele vin împreună pentru a forma molecule H₂O.

Adăugați electroni

Apoi trebuie să adăugați cât mai mulți electroni ca necesari pentru a echilibra încărcările, după echilibrarea materialului în fiecare jumătate de reacție.

După rularea fiecărei jumătăți de reacție, acestea se adaugă și culminează prin echilibrarea ecuației finale prin încercare și eroare. În cazul în care există o diferență în numărul de electroni dintre cele două reacții pe jumătate, unul sau ambele trebuie multiplicate cu un coeficient care este egal cu acest număr.

În cele din urmă, trebuie confirmat faptul că ecuația cuprinde același număr de atomi și același tip de atomi, pe lângă faptul că are aceleași încărcări pe ambele părți ale ecuației globale.

Exemple de ecuații chimice de echilibrare

Primul exemplu

Aceasta este o animație a unei ecuații chimice echilibrate. Pentoxidul de fosfor și apa sunt convertite în acid fosforic.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Al doilea exemplu

Aveți reacția de ardere a etanului (dezechilibrată).

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Folosind metoda de încercare și de eroare pentru a echilibra, se observă că nici unul dintre elementele nu are același număr de atomi pe ambele părți ale ecuației. Astfel, începem prin echilibrarea carbonului, adăugând un coeficient stoichiometric doi care îl însoțește de partea produselor.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂O

Carbonul a fost echilibrat pe ambele părți, așa că procedăm la echilibrarea hidrogenului prin adăugarea a trei la molecula de apă.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

În cele din urmă, deoarece există șapte atomi de oxigen în partea dreaptă a ecuației și este ultimul element care trebuie echilibrat, numărul fracțional 7/2 este plasat în fața moleculei de oxigen (deși în general sunt preferați coeficienții întregi).

C₂H₆ + 7/20₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Se verifică apoi că pe fiecare parte a ecuației există același număr de atomi de carbon (2), hidrogen (6) și oxigen (7).

Al treilea exemplu

Oxidarea fierului prin ioni de dicromat are loc într-un mediu acid (dezechilibrat și în forma sa ionică).

credință²⁺ + Cr₂O₇^2- → Credință³⁺ + Cr³⁺

Folosind metoda ion-electron pentru echilibrarea sa, ea este împărțită în două jumătăți de reacție.

Oxidarea: Credință²⁺ → Credință³⁺

Reducere: Cr₂O₇^2- → Cr³⁺

Deoarece atomii de fier sunt deja echilibrați (1: 1), un electron este adăugat pe partea produselor pentru a echilibra încărcarea.

credință²⁺ → Credință³⁺ + e^-

Acum, atomii de Cr sunt echilibrați, adăugând doi în partea dreaptă a ecuației. Apoi, când reacția are loc într-un mediu acid, se adaugă șapte molecule H.₂Sau pe partea produselor pentru a echilibra atomii de oxigen.

Cr₂O₇^2- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

Pentru a echilibra atomii de H, se adaugă paisprezece ioni de H⁺ pe partea reactivilor și, după egalizarea materialului, încărcările sunt echilibrate prin adăugarea a șase electroni pe aceeași parte.

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

În cele din urmă, se adaugă ambele reacții de jumătate, dar deoarece în reacția de oxidare există un singur electron, toate acestea trebuie să fie înmulțite cu șase.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → Credință³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6e^-

În cele din urmă, electronii de pe ambele părți ale ecuației ionice globale trebuie să fie eliminați, verificându-se că încărcătura și materia lor sunt echilibrate corect.

referințe

1. Chang, R. (2007). Chimie. (A 9-a ed). McGraw-Hill.
2. Hein, M. și Arena, S. (2010). Fundamentele Colegiului Chimie, Alternate. Recuperat de la books.google.co.ve
3. Tuli, G. D. și Soni, P. L. (2016). Limba chimiei sau a ecuațiilor chimice. Recuperat de la books.google.co.ve
4. Speedy Publishing (2015). Ecuații și răspunsuri în chimie (Ghiduri de studiu rapide). Recuperat de la books.google.co.ve