Hvordan balansere kjemiske ligninger

Jeffrey Coolidge/Getty Images

En kjemisk ligning er en skriftlig beskrivelse av hva som skjer i en kjemisk reaksjon. Utgangsmaterialene, kalt reaktanter , er oppført på venstre side av ligningen. Deretter kommer en pil som angir retningen på reaksjonen. Høyre side av reaksjonen viser stoffene som er laget, kalt produkter .

EN balansert kjemisk ligning forteller deg mengden av reaktanter og produkter som trengs for å tilfredsstille loven om bevaring av masse. I bunn og grunn betyr dette at det er det samme antallet av hver type atomer på venstre side av ligningen som det er på høyre side av ligningen. Det høres ut som det skal være enkelt å balanse likninger , men det er en ferdighet som krever øvelse. Så selv om du kanskje føler deg som en dummy, er du ikke det! Her er prosessen du følger, trinn for trinn, for å balansere ligninger. Du kan bruke de samme trinnene for å balansere enhver ubalansert kjemisk ligning...

Enkle trinn for å balansere kjemiske ligninger

Følg fire enkle trinn for å balansere en kjemisk ligning:

1. Skriv den ubalanserte ligningen for å vise reaktantene og produktene.
2. Skriv ned hvor mange atomer av hvert grunnstoff det er på hver side av reaksjonspilen.
3. Legg til koeffisienter (tallene foran formlene) slik at antall atomer til hvert grunnstoff er det samme på begge sider av ligningen. Det er lettest å balansere hydrogen- og oksygenatomene sist.
4. Angi materietilstanden til reaktantene og produktene og kontroller arbeidet ditt.

Skriv den ubalanserte kjemiske ligningen

Det første trinnet er å skrive ned den ubalanserte kjemiske ligningen. Hvis du er heldig, vil dette bli gitt til deg. Hvis du blir bedt om å balansere en kjemisk ligning og bare får navnene på produktene og reaktantene, må du enten slå dem opp eller bruke regler for navngivning av forbindelser å bestemme formlene deres.

La oss øve på å bruke en reaksjon fra det virkelige liv, rusten av jern i luften. For å skrive reaksjonen må du identifisere reaktantene (jern og oksygen) og produktene (rust). Deretter skriver du den ubalanserte kjemiske ligningen:

Fe + O_to→ Tro_toO₃

Merk at reaktantene alltid går på venstre side av pilen. Et plusstegn skiller dem. Deretter er det en pil som indikerer retningen av reaksjonen (reaktanter blir produkter). Produktene er alltid på høyre side av pilen. Rekkefølgen du skriver reaktantene og produktene i er ikke viktig.

Skriv ned antall atomer

Det neste trinnet for å balansere den kjemiske ligningen er å bestemme hvor mange atomer av hvert element som er til stede på hver side av pilen:

Fe + O_to→ Tro_toO₃

For å gjøre dette, husk at et underskrift angir antall atomer. For eksempel, O_tohar 2 atomer oksygen. Det er 2 jernatomer og 3 oksygenatomer i Fe_toO₃. Det er 1 atom i Fe. Når det ikke er noe subskript, betyr det at det er 1 atom.

På reaktantsiden:

1 Tro

2 O

På produktsiden:

2 Tro

3 O

Hvordan vet du at ligningen ikke allerede er balansert? Fordi antallet atomer på hver side ikke er det samme! Konservering av messe angir at masse ikke blir skapt eller ødelagt i en kjemisk reaksjon, så du må legge til koeffisienter foran de kjemiske formlene for å justere antall atomer slik at de blir like på begge sider.

Legg til koeffisienter for å balansere masse i en kjemisk ligning

Når man balanserer ligninger, du endrer aldri abonnement . Du legg til koeffisienter . Koeffisienter er heltallsmultiplikatorer. Hvis du for eksempel skriver 2 H_toO, det betyr at du har 2 ganger antall atomer i hvert vannmolekyl, som vil være 4 hydrogenatomer og 2 oksygenatomer. Som med subscripts, skriver du ikke koeffisienten til '1', så hvis du ikke ser en koeffisient, betyr det at det er ett molekyl.

Det er en strategi som vil hjelpe deg balanse likninger raskere. Det kalles balansering ved inspeksjon . I utgangspunktet ser du på hvor mange atomer du har på hver side av ligningen og legger til koeffisienter til molekylene for å balansere ut antall atomer.

• Balanser atomer som er tilstede i et enkelt molekyl av reaktant og produkt først.
• Balanser eventuelle oksygen- eller hydrogenatomer sist.

I eksemplet:

Fe + O_to→ Tro_toO₃

Jern er tilstede i en reaktant og ett produkt, så balanser atomene først. Det er ett jernatom til venstre og to til høyre, så du tror kanskje å sette 2 Fe til venstre ville fungere. Selv om det ville balansere jern, vet du allerede at du også må justere oksygenet, fordi det ikke er balansert. Ved inspeksjon (dvs. å se på det), vet du at du må forkaste en koeffisient på 2 for et høyere tall.

3 Fe fungerer ikke til venstre fordi du ikke kan sette inn en koeffisient fra Fe_toO₃som ville balansere det.

4 Fe fungerer, hvis du så legger til en koeffisient på 2 foran rust (jernoksid) molekylet, noe som gjør det til 2 Fe_toO₃. Dette gir deg:

4 Fe + O_to→ 2 Tro_toO₃

Jern er balansert, med 4 jernatomer på hver side av ligningen. Deretter må du balansere oksygen.

Balanser oksygen- og hydrogenatomer sist

Dette er ligningen balansert for jern:

4 Fe + O_to→ 2 Tro_toO₃

Når du balanserer kjemiske ligninger, er det siste trinnet å legge til koeffisienter til oksygen- og hydrogenatomer. Årsaken er at de vanligvis vises i flere reaktanter og produkter, så hvis du takler dem først, gjør du vanligvis ekstra arbeid for deg selv.

Se nå på ligningen (bruk inspeksjon) for å se hvilken koeffisient som vil fungere for å balansere oksygen. Hvis du setter en 2 i fra av O_to, som vil gi deg 4 atomer oksygen, men du har 6 atomer oksygen i produktet (koeffisienten på 2 multiplisert med 3). Så 2 fungerer ikke.

Hvis du prøver 3 O_to, så har du 6 oksygenatomer på reaktantsiden og også 6 oksygenatomer på produktsiden. Dette fungerer! Den balanserte kjemiske ligningen er:

4 Fe + 3 O_to→ 2 Tro_toO₃

Merk: Du kunne ha skrevet en balansert ligning ved å bruke multipler av koeffisientene. For eksempel, hvis du dobler alle koeffisientene, har du fortsatt en balansert ligning:

8 Fe + 6 O_to→ 4 Tro_toO₃

Kjemikere skriver imidlertid alltid den enkleste ligningen, så sjekk arbeidet ditt for å sikre at du ikke kan redusere koeffisientene.

Slik balanserer du en enkel kjemisk ligning for masse. Du må kanskje også balansere ligninger for både masse og ladning. Det kan også hende du må angi når det gjelder (fast, flytende, vandig, gass) av reaktanter og produkter.

Balanserte ligninger med materietilstander (pluss eksempler)

Trinn-for-trinn-instruksjoner for balansering av oksidasjons-reduksjonsligninger