Proefbalansstappen, voorbeelden en oefeningen

De vallen en opstaan Het bestaat uit een methode van vallen en opstaan ​​die tracht te verzekeren dat aan het behoud van materie wordt voldaan in een chemische vergelijking voor een bepaalde reactie; dat wil zeggen, om het aantal atomen van de reactanten en producten gelijk te maken. Atomen zullen dus niet verdwijnen of uit de lucht vallen..

Afhankelijk van de drukte, is dit meestal een vermakelijke operatie, waardoor het begrip over stoichiometrische coëfficiënten en subscripts wordt versterkt. Hoewel het misschien niet zo lijkt, houdt vallen en opstaan ​​veel concepten in, die bijna onbewust worden toegepast op degenen die zich bezighouden met scheikunde..

Balanceren lijkt dus op de inspanning die zou worden geleverd om een ​​wip (of wip) waterpas te zetten, zodat geen van beide uiteinden naar de ene kant valt terwijl de andere omhoog gaat. Een schaalverdeling illustreert dit ook perfect.

Zoals je hebt ervaren, kan dit evenwicht zelfs mentaal worden gedaan, zolang de chemische vergelijking niet te ingewikkeld is. Een slechte swing verpest de interpretatie van een reactie volledig, dus het is essentieel om het rustig te doen om eetfouten te voorkomen.

Artikel index

• 1 stappen
  • 1.1 Schrijf de ongebalanceerde vergelijking
  • 1.2 Bekijk stoichiometrische coëfficiënten en subscripts
  • 1.3 Breng eerst de atomen in evenwicht in de kleinste verhouding
  • 1.4 Balans door zuurstofatomen
  • 1.5 Ten slotte balanceren van de waterstofatomen
• 2 voorbeelden
• 3 oefeningen
  • 3.1 Oefening 1
  • 3.2 Oefeningen 2
  • 3.3 Oefening 3
  • 3.4 Oefening 4
• 4 referenties

Stappen

Schrijf de ongebalanceerde vergelijking

Ongeacht waarvoor balanceren vereist is, moet u altijd beginnen met de ongebalanceerde vergelijking die voorhanden is. Evenzo is het belangrijk om duidelijk te zijn over de elementen ervan. Veronderstel de volgende chemische vergelijking:

A + B → 3C + D

Waar soorten A, B, C en D moleculair zijn. Deze vergelijking kan niet in evenwicht worden gehouden omdat het ons niets zegt over zijn atomen. De atomen zijn in evenwicht, niet de moleculen.

Zowel A, B als D hebben een stoichiometrische coëfficiënt van 1, terwijl C van 3. Dit betekent dat 1 molecuul of mol A reageert met één molecuul of mol B, om 3 moleculen of mol C te produceren, en één molecuul of mol. van D. Als we de atomen laten zien, introduceren we de stoichiometrische subscripts.

Bekijk stoichiometrische coëfficiënten en abonnementen

Stel nu de volgende vergelijking:

CH₄ + OF_twee → CO_twee + H._tweeOF

Stoichiometrische subscripts vertellen ons hoeveel atomen van elk element een molecuul vormen, en ze worden herkend omdat ze de kleinste getallen aan de rechterkant van een atoom zijn. Bijvoorbeeld CH₄ het heeft één koolstofatoom (hoewel de 1 niet is geplaatst) en vier waterstofatomen.

Breng eerst de atomen in de kleinste verhouding in evenwicht

Volgens de ongebalanceerde vergelijking hierboven is koolstof het kleine atoom: het maakt deel uit van een enkele reactant (CH₄) en een enkel product (CO_twee​Indien waargenomen, is er een C-atoom aan zowel de reactanten- als de productzijde.

Balans door zuurstofatomen

CH₄ + OF_twee → CO_twee + H._tweeOF

2 O 3 O

We kunnen de subscripts niet wijzigen, maar alleen de stoichiometrische coëfficiënten om een ​​vergelijking te balanceren. Er zijn meer zuurstofatomen aan de rechterkant, dus we proberen een coëfficiënt toe te voegen aan de O_twee​

CH₄ + 2O_twee → CO_twee + H._tweeOF

4 of 3

We willen de CO-coëfficiënt niet beïnvloeden_twee omdat het de atomen van C uit balans zou brengen. We veranderen dan de coëfficiënt van H_tweeOF:

CH₄ + 2O_twee → CO_twee + 2H_tweeOF

4 OF 4O

Breng ten slotte de waterstofatomen in evenwicht

Zodra we de zuurstofatomen in evenwicht hebben gebracht, balanceren we eindelijk de waterstofatomen. Meerdere keren blijven deze uiteindelijk op zichzelf in evenwicht.

CH₄ + 2O_twee → CO_twee + 2H_tweeOF

4H 4H

En dus is de vergelijking met vallen en opstaan ​​in evenwicht gebracht. De volgorde van deze stappen wordt niet altijd vervuld.

Voorbeelden

Gebalanceerde vergelijkingen worden hieronder weergegeven om te verifiëren dat het aantal atomen aan beide zijden van de pijl gelijk is:

SW_twee + 2H_twee → S + 2H_tweeOF

P.₄ + 6F_twee → 4PF₃

2HCl → H_twee + Cl_twee

C + O_twee → CO_twee

Opleiding

Enkele voorgestelde oefeningen zullen hieronder worden opgelost. In sommige van hen zal worden gezien dat het soms handig is om de volgorde van de stappen te doorbreken en het minderheidsatoom als laatste in evenwicht te brengen..

Oefening 1

Weeg met vallen en opstaan ​​de volgende chemische vergelijking:

SW₃ → ZO_twee + OF_twee

1S 1S

3 OF 4O

Het is belangrijk om te benadrukken dat de coëfficiënten de subscripts vermenigvuldigen om ons het totale aantal atomen voor een element te geven. Bijvoorbeeld 6N_twee geeft ons in totaal 12 N-atomen.

De zwavel in het begin is al in evenwicht, dus gaan we verder met de zuurstof:

3 O 4 O

We zijn gedwongen om de coëfficiënt te veranderen in SO₃ om de zuurstofatomen aan de linkerkant in evenwicht te brengen:

2SO₃ → ZO_twee + OF_twee

6 O 4 O

2S S

Nu zijn we geïnteresseerd in het eerst in evenwicht brengen van de zwavelatomen vóór de zuurstofatomen:

2SO₃ → 2SO_twee + OF_twee

2S 2S

6 OF 6O

Merk op dat de zuurstofatomen uiteindelijk vanzelf in evenwicht bleven.

Oefeningen 2

Weeg met vallen en opstaan ​​de volgende chemische vergelijking:

CH₄ + H._tweeO → CO + H_twee

De koolstofatomen en zuurstofatomen zijn al in evenwicht, niet op dezelfde manier de waterstofatomen:

6H 2H

Het enige wat we hoeven te doen is de coëfficiënt wijzigen in H._twee om meer waterstofatomen aan de rechterkant te hebben:

CH₄ + H._tweeO → CO + 3H_twee

6H 6H

En de vergelijking is volledig in balans.

Oefening 3

Breng met vallen en opstaan ​​de volgende chemische vergelijking in evenwicht:

C_tweeH.₄ + OF_twee → CO_twee + H._tweeOF

We beginnen de koolstof weer in evenwicht te brengen:

C_tweeH.₄ + OF_twee → 2CO_twee + H._tweeOF

2C 2C

20 5O

4H 2H

Merk op dat het deze keer gemakkelijker is om eerst de waterstofatomen in evenwicht te brengen dan de zuurstofatomen:

C_tweeH.₄ + OF_twee → 2CO_twee + 2H_tweeOF

4H 4H

2O 6O

Nu ja, we wijzigen de coëfficiënt van O_twee om zuurstofatomen in evenwicht te brengen:

C_tweeH.₄ + 3O_twee → 2CO_twee + 2H_tweeOF

60 6O

En de vergelijking is al in evenwicht.

Oefening 4

Ten slotte zal een uitdagende vergelijking worden gecompenseerd door vallen en opstaan:

N_twee + H._tweeO → NH₃ + NIET

Stikstof- en zuurstofatomen zijn al in evenwicht, maar waterstofatomen zijn niet:

2H 3H

Laten we proberen de coëfficiënt van H te veranderen_tweeO en NH₃​

N_twee + 3H_tweeO → 2NH₃ + NIET

6H 6H

30 O

2N 3N

Met vallen en opstaan ​​variëren we de coëfficiënt van NO:

N_twee + 3H_tweeO → 2NH₃ + 3) GEEN

6H 6H

30 3O

2N 5N

En nu zijn de stikstofatomen uit balans. Hier is het handig om een ​​abrupte verandering aan te brengen: vervijfvoudig de coëfficiënt van N_twee​

5N_twee + 3H_tweeO → 2NH₃ + 3) GEEN

10 N 5N

6H 6H

30 3O

Het blijft dus aan ons om met de NH-coëfficiënten te spelen₃ en NO zodanig dat ze 10 stikstofatomen toevoegen en tegelijkertijd de zuurstof- en waterstofatomen balanceren. Laten we deze score proberen:

5N_twee + 3H_tweeO → 5NH₃ + 5 NEE

10 N 10 N

6 H 15H

30 5O

De waterstofatomen zien er echter erg onevenwichtig uit. Laten we daarom de coëfficiënten opnieuw variëren:

5N_twee + 3H_tweeO → 4NH₃ + 6 NEE

10N 10N

6H 12H

30 6O

Merk op dat de linkerkant nu twee keer zoveel zuurstof en waterstof heeft. Op dit punt is het voldoende om de coëfficiënt van H te verdubbelen_tweeOF:

5N_twee + 6H_tweeO → 4NH₃ + 6 NEE

10 N 10N

12H 12H

60 6O

En de vergelijking is eindelijk in evenwicht.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Organische chemie. (s.f.). Chemische vergelijkingen met vallen en opstaan ​​in evenwicht brengen | Opgeloste oefeningen. Hersteld van: quimica-organica.com
3. Nissa Garcia. (2020). Evenwichtige chemische vergelijking: definitie en voorbeelden. Studie. Hersteld van: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 oktober 2019). Hoe chemische vergelijkingen in evenwicht te brengen. Hersteld van: thoughtco.com
5. Studie gids. (11 mei 2019). Proefbalancering van chemische reacties. Opgeloste oefeningen. Hersteld van: quimicaencasa.com
6. Universiteit van Colorado Boulder. (2019). Evenwichtige chemische vergelijkingen. Hersteld van: phet.colorado.edu