Как составлять баланс: Как заполнить бухгалтерский баланс: инструкция для чайников

Как сбалансировать химические уравнения: 3 простых шага

Химическое уравнение говорит вам, что происходит во время химической реакции. Сбалансированное химическое уравнение имеет правильное количество реагентов и продуктов, чтобы удовлетворить закону сохранения массы.

В этой статье мы поговорим о том, что такое химическое уравнение, как сбалансировать химические уравнения, и приведем несколько примеров. чтобы помочь в вашей практике балансировки химических уравнений.

Что такое химическое уравнение?

Проще говоря, химическое уравнение говорит вам, что происходит в химической реакции . Вот как выглядит химическое уравнение:

Fe + O2 → Fe ₂ O ₃

В левой части уравнения находятся реагенты. Это материалы, с которыми вы начинаете химическую реакцию.

В правой части уравнения находятся продукты. Продукты – это вещества, полученные в результате химической реакции.

Чтобы химическая реакция была правильной, она должна удовлетворять так называемому закону сохранения массы, который гласит, что масса не может быть создана или уничтожена во время химической реакции. Это означает, что каждая часть химического уравнения должна иметь одинаковую массу, потому что количество массы нельзя изменить.

Если в вашем химическом уравнении массы в левой и правой частях уравнения разные, вам необходимо сбалансировать химическое уравнение.

Как сбалансировать химические уравнения — объяснение и пример

Сбалансировать химические уравнения означает, что вы правильно пишете химическое уравнение, чтобы с каждой стороны стрелки было одинаковое количество массы.

В этом разделе мы объясним, как сбалансировать химическое уравнение, используя пример из реальной жизни, химическое уравнение, возникающее при ржавчине железа:

Fe + O ₂ → Fe ₂ O ₃

#1: Определите продукты и реагенты

Первый шаг в уравновешивании химического уравнения – определить ваши реагенты и ваши продукты. Помните, что ваши реагенты находятся в левой части вашего уравнения. Продукты находятся на правой стороне.

В этом уравнении нашими реагентами являются Fe и O ₂ . Наши продукты: Fe ₂ и O3.

#2: Запишите количество атомов

Далее вам нужно определить, сколько атомов каждого элемента присутствует на каждой стороне уравнения. Вы можете сделать это, просмотрев индексы или коэффициенты. Если нет ни индекса, ни коэффициента, то у вас есть просто один атом чего-то.

Fe + O ₂  → Fe ₂ O ₃

Со стороны реагента у нас есть один атом железа и два атома кислорода.

Со стороны продукта у нас есть два атома железа и три атома кислорода.

Когда вы записываете количество продуктов, вы видите, что уравнение не сбалансировано, потому что количество каждого атома на стороне реагента и на стороне продукта различно.

Это означает, что нам нужно добавить коэффициенты, чтобы сделать это уравнение сбалансированным.

#3: Добавление коэффициентов

Ранее я упоминал, что есть два способа узнать, сколько атомов определенного элемента присутствует в химическом уравнении: по индексам и по коэффициентам.

Когда вы балансируете химическое уравнение, вы меняете коэффициенты. Вы никогда не меняете индексы.

Коэффициент – это множитель целого числа. Чтобы сбалансировать химическое уравнение, вы добавляете эти множители целых чисел (коэффициенты), чтобы убедиться, что с каждой стороны стрелки находится одинаковое количество атомов.

Вот что важно помнить о коэффициентах: они применяются к каждой части продукта. Например, возьмите химическое уравнение воды: h3O. Если вы добавили коэффициент, чтобы получить 2H ₂ O, то коэффициент умножается на все присутствующие элементы. Итак, 2H ₂ O означает, что у вас есть четыре атома водорода и два атома кислорода. Вы не просто умножаете на первый присутствующий элемент.

Итак, в нашем химическом уравнении (Fe + O ₂  → Fe ₂ O ₃ ), любой коэффициент, который вы добавляете к продукту, должен отражаться в реагентах.

Давайте посмотрим, как сбалансировать это химическое уравнение.

Со стороны продукта у нас есть два атома железа и три атома кислорода. Сначала займемся железом.

При первом взгляде на это химическое уравнение вы можете подумать, что работает что-то вроде этого:

2Fe + O ₂  → Fe ₂ O ₃

В то время как это уравновешивает атомы железа (оставляя по два с каждой стороны ), кислород все еще несбалансирован. Это означает, что нам нужно продолжать поиски.

Взяв сначала железо, мы знаем, что будем работать с числом, кратным двум, поскольку на стороне продукта присутствуют два атома железа.

Зная, что использование двух в качестве коэффициента не сработает, давайте попробуем следующее кратное двум: четыре.

4Fe + O ₂  → 2Fe ₂ O ₃

Это создает баланс для железа, имея четыре атома с каждой стороны уравнения. Кислород еще не совсем сбалансирован, но со стороны продукта у нас есть шесть атомов кислорода. Шесть кратно двум, поэтому мы можем работать с ним на стороне реагента, где присутствуют два атома кислорода.

Это означает, что мы можем написать наше сбалансированное химическое уравнение следующим образом:

4Fe + 3O ₂ → 3Fe ₂ O ₃

900 03

3 Великие источники практики балансировки химических уравнений

Есть много мест, где вы можете попрактиковаться в балансировании химических уравнений онлайн.

Вот несколько мест с практическими задачами, которые вы можете использовать:

• Академия Хана: 7 практических задач
• ScienceGeek: 15 практических задач
• TemplateLab: 49 бесплатных загрузок рабочих листов с балансирующими химическими уравнениями

Балансировка химических уравнений: основные выводы

Балансировка химических уравнений кажется сложной, но на самом деле это не так уж сложно!

Ваша главная цель при балансировании химических уравнений — убедиться, что по обе стороны стрелки химического уравнения находится одинаковое количество реагентов и продуктов.

Что дальше?

Ищете другие руководства по химии ? У нас есть статьи, в которых рассматриваются шесть примеров физических и химических изменений, 11 правил растворимости и константа растворимости (K _sp ), а также информация об AP Chem, IB Chemistry и Regents Chemistry.

Пишете исследовательскую работу для школы, но не знаете, о чем написать? В нашем справочнике по темам исследовательской работы представлено более 100 тем в десяти категориях, поэтому вы обязательно найдете идеальную тему для себя.

Хотите узнать самый быстрый и простой способ конвертации градусов Фаренгейта в Цельсий? Мы вас прикроем! Ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим способам преобразования градусов Цельсия в градусы Фаренгейта (или наоборот).

Вы изучаете облака на уроках естествознания? Получите помощь в определении различных типов облаков с помощью нашего экспертного руководства.

Нужна дополнительная помощь по этой теме? Проверьте Tutorbase!

Наша проверенная база данных репетиторов включает ряд опытных преподавателей, которые могут помочь вам отшлифовать эссе по английскому языку или объяснить, как производные работают в исчислении. Вы можете использовать десятки фильтров и критериев поиска, чтобы найти идеального человека для ваших нужд.

У вас есть друзья, которым тоже нужна помощь в подготовке к экзаменам? Поделись этой статьей!

Хейли Миллиман

Об авторе

Хейли Миллиман — бывшая учительница, ставшая писателем и ведущая блоги об образовании, истории и технологиях. Когда она была учителем, ученики Хейли регулярно набирали 9 баллов.9-й процентиль благодаря ее страсти делать темы удобоваримыми и доступными. В дополнение к своей работе для PrepScholar, Хейли является автором Путеводителя Museum Hack по самым свирепым женщинам в истории.

7.4: Как писать сбалансированные химические уравнения

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Цели обучения

• Объяснить роль индексов и коэффициентов в химических уравнениях.
• Сбалансируйте химическое уравнение, если дано несбалансированное уравнение.
• Объясните роль закона сохранения массы в химической реакции.

Несмотря на то, что химические соединения распадаются и образуются новые соединения во время химической реакции, атомы в реагентах не исчезают, и новые атомы не появляются в продуктах. В химических реакциях атомы никогда не образуются и не разрушаются. Те же самые атомы, которые присутствовали в реагентах, присутствуют и в продуктах — они просто реорганизованы в другое расположение. В полном химическом уравнении должны присутствовать две стороны уравнения: реагент и продукт.

Коэффициенты и индексы

В химических уравнениях используются два типа чисел. Имеются нижние индексы, входящие в состав химических формул реагентов и продуктов; и есть коэффициенты, которые ставятся перед формулами, чтобы указать, сколько молекул этого вещества используется или производится.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): уравнения балансировки. Вы не можете изменить нижние индексы в химической формуле, чтобы сбалансировать химическое уравнение; можно изменить только коэффициенты. Изменение индексов меняет соотношение атомов в молекуле и результирующие химические свойства. Например, вода (H ₂ O) и перекись водорода (H ₂ O ₂ ) являются химически различными веществами. H ₂ O ₂ разлагается до H ₂ O и газа O ₂ при контакте с металлической платиной, тогда как между водой и платиной такой реакции не происходит.

Нижние индексы являются частью формул, и после определения формул для реагентов и продуктов нижние индексы не могут быть изменены. Коэффициенты указывают количество каждого вещества, участвующего в реакции, и могут быть изменены, чтобы сбалансировать уравнение. Приведенное выше уравнение показывает, что один моль твердой меди реагирует с двумя молями водного раствора нитрата серебра с образованием одного моля водного раствора нитрата меди (II) и двух атомов твердого серебра.

Балансировка химического уравнения

Поскольку идентичность реагентов и продуктов фиксирована, уравнение нельзя сбалансировать, изменив индексы реагентов или продуктов. Это изменит химическую идентичность описываемых видов, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\).

Исходная молекула h3O: если впереди добавить коэффициент 2, получится 2 молекулы воды; но если индекс 2 добавляется, чтобы получить h3O2, это перекись водорода.

Самый простой и наиболее полезный метод балансировки химических уравнений — это «проверка», более известная как метод проб и ошибок. Ниже приводится эффективный подход к балансировке химического уравнения с использованием этого метода.

Этапы балансировки химического уравнения

1. Определите самое сложное вещество.
2. Начав с этого вещества, выберите элемент(ы), который(ые) присутствует только в одном реагенте и одном продукте, если возможно. Отрегулируйте коэффициенты, чтобы получить одинаковое количество атомов этого элемента (элементов) с обеих сторон.
3. Сбалансируйте многоатомные ионы (если они присутствуют в обеих частях химического уравнения) как единое целое.
4. Сбалансируйте 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. Подсчитайте количество атомов каждого вида в обеих частях уравнения, чтобы убедиться, что химическое уравнение сбалансировано.

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

Сбалансируйте химическое уравнение горения гептана (\(\ce{C_7H_{16}}\)).

\[\ce{C_7H_{16} (ж) + O_2 (г) → CO_2 (г) + H_2O (г) } \номер \]

Раствор

Решения примера 7.4.1

Этапы	Пример
1. Определите самое сложное вещество.	Самым сложным веществом является вещество с наибольшим количеством различных атомов, то есть \(C_7H_{16}\). Предположим изначально, что итоговое сбалансированное химическое уравнение содержит 1 молекулу или формульную единицу этого вещества.
2. Настройте коэффициенты.	а. Так как одна молекула н-гептана содержит 7 атомов углерода, нам нужно 7 молекул CO 2 , каждая из которых содержит 1 атом углерода, справа: \[\ce{C7h26 (л) + O2 (г) → } \underline{7} \ce{CO2 (г) + h3O (г) } \номер \] 7 атомов углерода как на стороне реагента, так и на стороне продукта б. Поскольку одна молекула н-гептана содержит 16 атомов водорода, нам нужно 8 H 2 Молекулы О, каждая из которых содержит 2 атома водорода, справа: \[\ce{C7h26 (л) + O2 (г) → 7 CO2 (г) + } \underline{8} \ce{h3O (г) } \nonumber \] 16 атомов водорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта
3. Баланс многоатомных ионов как единое целое.	В этой реакции не учитываются многоатомные ионы.
4. Сбалансируйте остальные атомы.	Атомы углерода и водорода теперь уравновешены, но у нас 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: \[\ce{C7h26 (л) + }\underline{11} \ce{ O2 (г) → 7 CO2 (г) + 8h3O (г) } \nonumber \] 22 атома кислорода как со стороны реагента, так и со стороны продукта
5. Проверьте свою работу.	Теперь уравнение сбалансировано, дробные коэффициенты отсутствуют: с каждой стороны 7 атомов углерода, 16 атомов водорода и 22 атома кислорода. Всегда проверяйте, чтобы убедиться, что химическое уравнение сбалансировано.

Пример \(\PageIndex{2}\): сжигание изооктана

Горение изооктана (\(\ce{C_8H_{18}}\))

\[\ce{C8h28(ж) + O2(г) -> CO_2(г) + H_2O(г)} \номер\]

Решение

Предположение, что окончательное сбалансированное химическое уравнение содержит только одну молекулу или формульную единицу самого сложного вещества, не всегда верно, но с него можно начать. При сгорании любого углеводорода с кислородом образуется углекислый газ и вода.

Решения примера 7.4.2

Шаги	Пример
1. Определите самое сложное вещество.	Самое сложное вещество — это вещество с наибольшим числом различных атомов, то есть \(\ce{C8h28}\). Предположим изначально, что итоговое сбалансированное химическое уравнение содержит 1 молекулу или формульную единицу этого вещества.
2. Настройте коэффициенты.	а. Первым элементом, который появляется в реагентах только один раз, является углерод: 8 атомов углерода в изооктане означает, что в продуктах должно быть 8 молекул CO 2 : \[\ce{C8h28 (л) + O2 (г) -> }\underline{8} \ce{ CO2 (г) + h3O(г)}\номер \] 8 атомов углерода как на стороне реагента, так и на стороне продукта б. 18 атомов водорода в изооктане означает, что их должно быть 9.H 2 Молекулы O в продуктах: \[\ce{C8h28 (л) + O2 (г) -> 8CO2 (г) + }\underline{9} \ce{ h3O(г)} \номер \] 18 атомов водорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта
3. Баланс многоатомных ионов как единое целое.	В этой реакции не учитываются многоатомные ионы.
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы.	Атомы углерода и водорода теперь уравновешены, но у нас 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 (\(\dfrac{25}{2}\)) для балансировки атомов кислорода: \[\ce{C8h28 (ж) + } \underline{ \dfrac{25}{2} } \ce{O2 (г)→ 8CO2 (г) + 9h3O(г) }\номер\] 25 атомов кислорода как на стороне реагента, так и на стороне продукта Уравнение теперь сбалансировано, но мы обычно пишем уравнения с целыми коэффициентами. Мы можем исключить дробный коэффициент, умножив все коэффициенты в обеих частях химического уравнения на 2 : .  \[ \underline{2} \ce{C8h28(л) + } \underline{25} \ce{O2(г) ->} \underline{16} \ce{CO2(г) + } \underline{18 } \ce{h3O(g)} \nonumber \]
5. Проверьте свою работу.	Сбалансированное химическое уравнение содержит 16 атомов углерода, 36 атомов водорода и 50 атомов кислорода с каждой стороны. Уравнения баланса требуют от вас некоторой практики, а также некоторого здравого смысла. Если вы обнаружите, что используете очень большие коэффициенты или если вы безуспешно потратили несколько минут, вернитесь и убедитесь, что вы правильно написали формулы реагентов и продуктов.

Пример \(\PageIndex{3}\): Осаждение хлорида свинца (II)

Водные растворы нитрата свинца (II) и хлорида натрия смешивают. Продуктами реакции являются водный раствор нитрата натрия и твердый осадок хлорида свинца (II). Напишите сбалансированное химическое уравнение этой реакции.

Решение

Решения примера 7.4.3

Шаги	Пример
1. Определите самое сложное вещество.	Наиболее сложным веществом является хлорид свинца (II). \[\ce{Pb(NO3)2(водн.) + NaCl(водн.) → NaNO3(водн.) + PbCl2(s)} \номер \]
2. Настройте коэффициенты.	В реагентах содержится в два раза больше ионов хлора, чем в продуктах. Поместите 2 перед NaCl, чтобы сбалансировать ионы хлорида. \[\ce{Pb(NO3)2(водн.) + }\underline{ 2} \ce{NaCl(водн.) → NaNO3(водн.) + PbCl2(s)} \номер \] 1 атом Pb как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 атома Na на стороне реагента, 1 атом Na на стороне продукта 2 атома Cl как со стороны реагента, так и со стороны продукта
3. Баланс многоатомных ионов как единое целое.	Нитрат-ионы все еще не сбалансированы. Поместите 2 перед NaNO 3 . Результат: \[\ce{Pb(NO3)2(aq) + 2NaCl(aq) → } \underline {2} \ce{NaNO3(aq) + PbCl2(s)} \nonumber \] 1 атом Pb как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 атома Na как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 атома Cl как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 НЕТ 3 — атомов как со стороны реагента, так и со стороны продукта
4. Сбалансируйте оставшиеся атомы.	Нет необходимости уравновешивать остальные атомы, потому что они уже уравновешены.
5. Проверьте свою работу.	\[\ce{Pb(NO3)2(водн.) + 2NaCl(водн.) → 2NaNO3(водн.) + PbCl2(s)} \номер \] 1 атом Pb как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 атома Na как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 атома Cl как со стороны реагента, так и со стороны продукта 2 NO 3 — атомов как со стороны реагента, так и со стороны продукта

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Сбалансировано ли каждое химическое уравнение?

1. \(\ce{2Hg(ℓ)+ O_2(g) \rightarrow Hg_2O_2(s)}\)
2. \(\ce{C_2H_4(г) + 2O_2(г)→ 2CO_2(г) + 2H_2O(г)}\)
3. \(\ce{Mg(NO_3)_2(s) + 2Li(s) \rightarrow Mg(s)+ 2LiNO_3(s)}\)

Ответить на

да

Ответ b

нет

Ответ c

да

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Уравняйте следующие химические уравнения.

1. \(\ce{N2 (г) + O2 (г) → NO2 (г) }\)
2. \(\ce{Pb(NO3)2(водн.) + FeCl3(водн.) → Fe(NO3)3(водн.) + PbCl2(тв.)}\)
3. \(\ce{C6h24(ж) + O2(г)→ CO2(г) + h3O(г)}\)

Ответить на

N ₂ (ж) + 2O ₂ (ж) → 2NO ₂ (ж)

Ответ b

3Pb(NO ₃ ) ₂ (водн.) + 2FeCl ₃ (водн.) → 2Fe(NO ₃ ) ₃ (водн.) + 3PbCl ₂ (с)

Ответ c

2C ₆ H ₁₄ (л) + 19O ₂ (г)→ 12CO ₂ (г) + 14H ₂ O(г)

Резюме

• Чтобы химические уравнения были полезными, они всегда должны быть сбалансированы. Сбалансированные химические уравнения имеют одинаковое количество и тип каждого атома в обеих частях уравнения.
• Коэффициенты в сбалансированном уравнении должны представлять собой простейшее отношение целых чисел.