Μια χημική εξίσωση είναι μια γραπτή περιγραφή του τι συμβαίνει σε μια χημική αντίδραση. Τα αρχικά υλικά, ονομάζονται αντιδραστήρια, παρατίθενται στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης. Στη συνέχεια έρχεται ένα βέλος που δείχνει την κατεύθυνση της αντίδρασης. Η δεξιά πλευρά της αντίδρασης παραθέτει τις ουσίες που παράγονται, αποκαλούμενα προϊόντα.
ΕΝΑ ισορροπημένη χημική εξίσωση σας λέει τις ποσότητες αντιδραστηρίων και προϊόντων που απαιτούνται για την ικανοποίηση του νόμου της συντήρησης της μάζας. Βασικά, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν οι ίδιοι αριθμοί κάθε τύπου ατόμων στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης με εκείνους που βρίσκονται στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης. Φαίνεται ότι πρέπει να είναι απλό εξισώσεις ισορροπίας, αλλά είναι μια ικανότητα που απαιτεί εξάσκηση. Έτσι, ενώ μπορεί να αισθάνεστε σαν ομοίωμα, δεν είστε! Εδώ είναι η διαδικασία που ακολουθείτε, βήμα προς βήμα, για εξισορρόπηση εξισώσεων. Μπορείτε να εφαρμόσετε αυτά τα ίδια βήματα στο εξισορροπήστε οποιαδήποτε μη ισορροπημένη χημική εξίσωση...
Το πρώτο βήμα είναι να γράψετε τη μη ισορροπημένη χημική εξίσωση. Εάν είστε τυχεροί, αυτό θα σας δοθεί. Εάν σας ζητηθεί να εξισορροπήσετε μια χημική εξίσωση και να λάβετε μόνο τα ονόματα των προϊόντων και των αντιδραστηρίων, θα πρέπει είτε να τα αναζητήσετε είτε να τα εφαρμόσετε κανόνες ονομασίας ενώσεων να καθορίσουν τους τύπους τους.
Ας εξασκηθούμε χρησιμοποιώντας μια αντίδραση από την πραγματική ζωή, τη σκουριά του σιδήρου στον αέρα. Για να γράψετε την αντίδραση, πρέπει να προσδιορίσετε τα αντιδραστήρια (σίδηρος και οξυγόνο) και τα προϊόντα (σκουριά). Στη συνέχεια, γράψτε τη μη ισορροπημένη χημική εξίσωση:
Σημειώστε ότι τα αντιδραστήρια πάνε πάντα στην αριστερή πλευρά του βέλους. Το σύμβολο "συν" τους χωρίζει. Στη συνέχεια, υπάρχει ένα βέλος που δείχνει την κατεύθυνση της αντίδρασης (τα αντιδραστήρια γίνονται προϊόντα). Τα προϊόντα βρίσκονται πάντα στη δεξιά πλευρά του βέλους. Η σειρά με την οποία γράφετε τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα δεν είναι σημαντική.
Για να το κάνετε αυτό, λάβετε υπόψη ότι ένας δείκτης υποδεικνύει τον αριθμό των ατόμων. Για παράδειγμα, O2 έχει 2 άτομα οξυγόνου. Υπάρχουν 2 άτομα σιδήρου και 3 άτομα οξυγόνου στο Fe2Ο3. Υπάρχει 1 άτομο στο Fe. Όταν δεν υπάρχει συνδρομητής, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει 1 άτομο.
Πώς ξέρετε ότι η εξίσωση δεν είναι ήδη ισορροπημένη; Επειδή ο αριθμός των ατόμων σε κάθε πλευρά δεν είναι ο ίδιος! Διατήρηση της μάζας δηλώνει ότι η μάζα δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται σε μια χημική αντίδραση, οπότε πρέπει να προσθέσετε συντελεστές μπροστά από τους χημικούς τύπους για να ρυθμίσετε τον αριθμό των ατόμων, ώστε να είναι οι ίδιοι και στις δύο πλευρές.
Κατά την εξισορρόπηση εξισώσεων, δεν αλλάζετε ποτέ συνδρομές. Εσείς προσθέστε συντελεστές. Οι συντελεστές είναι πολλαπλασιαστές ακέραιου αριθμού. Εάν, για παράδειγμα, γράψετε 2 H2O, αυτό σημαίνει ότι έχετε 2 φορές τον αριθμό των ατόμων σε κάθε μόριο νερού, που θα είναι 4 άτομα υδρογόνου και 2 άτομα οξυγόνου. Όπως και με τις συνδρομές, δεν γράφετε τον συντελεστή του "1", οπότε αν δεν βλέπετε έναν συντελεστή, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα μόριο.
Υπάρχει μια στρατηγική που θα σας βοηθήσει εξισώσεις ισορροπίας πιο γρήγορα. Ονομάζεται εξισορρόπηση με επιθεώρηση. Βασικά, βλέπετε πόσα άτομα έχετε σε κάθε πλευρά της εξίσωσης και προσθέτετε συντελεστές στα μόρια για να εξισορροπήσετε τον αριθμό των ατόμων.
Ο σίδηρος υπάρχει σε ένα αντιδραστήριο και σε ένα προϊόν, οπότε ισορροπήστε πρώτα τα άτομα του. Υπάρχει ένα άτομο σιδήρου στα αριστερά και δύο στα δεξιά, οπότε ίσως νομίζετε ότι η τοποθέτηση 2 Fe στα αριστερά θα λειτουργούσε. Ενώ αυτό θα εξισορροπήσει το σίδηρο, γνωρίζετε ήδη ότι θα πρέπει επίσης να ρυθμίσετε το οξυγόνο, επειδή δεν είναι ισορροπημένο. Με την επιθεώρηση (δηλαδή, το κοιτάζετε), γνωρίζετε ότι πρέπει να απορρίψετε έναν συντελεστή 2 για κάποιο μεγαλύτερο αριθμό.
4 Fe λειτουργεί, εάν προσθέσετε στη συνέχεια έναν συντελεστή 2 μπροστά από το μόριο σκουριάς (οξείδιο του σιδήρου), καθιστώντας το 2 Fe2Ο3. Αυτό σας δίνει:
Ο σίδηρος είναι ισορροπημένος, με 4 άτομα σιδήρου σε κάθε πλευρά της εξίσωσης. Στη συνέχεια πρέπει να εξισορροπήσετε το οξυγόνο.
Κατά την εξισορρόπηση των χημικών εξισώσεων, το τελευταίο βήμα είναι η προσθήκη συντελεστών στο άτομο οξυγόνου και υδρογόνου. Ο λόγος είναι ότι εμφανίζονται συνήθως σε πολλά αντιδραστήρια και προϊόντα, οπότε αν τα αντιμετωπίσετε πρώτα κάνετε συνήθως επιπλέον εργασία για τον εαυτό σας.
Τώρα, κοιτάξτε την εξίσωση (χρήση επιθεώρησης) για να δείτε ποιος συντελεστής θα λειτουργήσει για την εξισορρόπηση του οξυγόνου. Εάν βάλετε 2 in από το O2, αυτό θα σας δώσει 4 άτομα οξυγόνου, αλλά έχετε 6 άτομα οξυγόνου στο προϊόν (συντελεστής 2 πολλαπλασιασμένος επί της συνδρομής του 3). Έτσι, το 2 δεν λειτουργεί.
Εάν δοκιμάσετε 3 O2, τότε έχετε 6 άτομα οξυγόνου στην πλευρά του αντιδραστηρίου και επίσης 6 άτομα οξυγόνου στην πλευρά του προϊόντος. Αυτό λειτουργεί! Η ισορροπημένη χημική εξίσωση είναι:
Σημείωση: Θα μπορούσατε να έχετε γράψει ένα ισορροπημένη εξίσωση χρησιμοποιώντας πολλαπλάσια των συντελεστών. Για παράδειγμα, εάν διπλασιάσετε όλους τους συντελεστές, εξακολουθείτε να έχετε μια ισορροπημένη εξίσωση:
Ωστόσο, οι χημικοί γράφουν πάντα την πιο απλή εξίσωση, οπότε ελέγξτε τη δουλειά σας για να βεβαιωθείτε ότι δεν μπορείτε να μειώσετε τους συντελεστές σας.
Έτσι εξισορροπείτε μια απλή χημική εξίσωση για τη μάζα. Ίσως χρειαστεί επίσης να εξισορροπήσετε εξισώσεις τόσο για τη μάζα όσο και για τη φόρτιση. Επίσης, ίσως χρειαστεί να υποδείξετε την κατάσταση (στερεό, υδατικό, αέριο) αντιδραστηρίων και προϊόντων.