Ausgleich chemischer Gleichungen Methoden und Beispiele

Die Ausgleich chemischer Gleichungen impliziert, dass alle in der Gleichung vorhandenen Elemente auf jeder Seite die gleiche Anzahl von Atomen aufweisen. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, die Ausgleichsmethoden zu verwenden, um die für jede in der Reaktion vorhandenen Spezies geeigneten stöchiometrischen Koeffizienten zuzuordnen.

Eine chemische Gleichung ist die Darstellung von Symbolen im Verlauf einer chemischen Reaktion zwischen zwei oder mehr Substanzen. Die Reaktanten wechselwirken miteinander und abhängig von den Reaktionsbedingungen werden eine oder mehrere verschiedene Verbindungen als Produkt erhalten.

Bei der Beschreibung einer chemischen Gleichung ist folgendes zu beachten: Zuerst werden die Reaktanden auf der linken Seite der Gleichung geschrieben, gefolgt von einem unidirektionalen Pfeil oder zwei entgegengesetzten horizontalen Pfeilen, abhängig von der Art der Reaktion, die ausgeführt wird. aus

Index

• 1 Methoden zum Ausgleich chemischer Gleichungen
  • 1.1 Gleichgewicht der chemischen Gleichungen durch Versuch und Irrtum (auch genannt durch Inspektion oder Versuch)
  • 1.2 Algebraisches Gleichgewicht chemischer Gleichungen
  • 1.3 Rollen von Redox-Gleichungen (Ionen-Elektronen-Methode)
• 2 Beispiele für ausgleichende chemische Gleichungen
  • 2.1 Erstes Beispiel
  • 2.2 Zweites Beispiel
  • 2.3 Drittes Beispiel
• 3 Referenzen

Auswuchtmethoden für chemische Gleichungen

Wenn wir davon ausgehen, dass die Reaktanden und Produkte bekannt sind und dass ihre Formeln auf der Seite, die ihnen entspricht, richtig ausgedrückt sind, gehen wir zum Ausgleich der Gleichungen nach den folgenden Methoden über.

Balancieren von chemischen Gleichungen durch Versuch und Irrtum (auch als Inspektion oder Versuch bezeichnet)

Es basiert auf der Stöchiometrie der Reaktion und versucht mit verschiedenen Koeffizienten zu experimentieren, um die Gleichung auszugleichen, vorausgesetzt, dass die kleinstmöglichen ganzen Zahlen gewählt werden, mit denen die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements auf beiden Seiten erhalten wird der Reaktion.

Der Koeffizient eines Reaktanten oder Produkts ist die Zahl, die seiner Formel vorausgeht, und es ist die einzige Zahl, die beim Ausgleichen einer Gleichung geändert werden kann, da das Ändern der Indizes der Formeln die Identität der Verbindung ändern würde in Frage.

Zählen und vergleichen

Nachdem wir jedes Element der Reaktion identifiziert und auf der richtigen Seite platziert haben, fahren wir damit fort, die Anzahl der Atome jedes Elements in der Gleichung zu zählen und zu vergleichen und diejenigen zu bestimmen, die ausgeglichen sein müssen.

Dann fahren wir damit fort, jedes Element einzeln zu balancieren, indem wir vor jeder Formel, die unsymmetrische Elemente enthält, ganze Koeffizienten setzen. Gewöhnlich werden zuerst die metallischen Elemente, dann die nichtmetallischen Elemente und schließlich die Sauerstoff- und Wasserstoffatome ausgeglichen.

Auf diese Weise multipliziert jeder Koeffizient alle Atome der vorhergehenden Formel; Während also ein Element ausgeglichen wird, können die anderen aus dem Gleichgewicht geraten, aber dies wird korrigiert, wenn die Reaktion ausgeglichen ist.

Schließlich wird durch eine letzte Zählung bestätigt, dass die gesamte Gleichung richtig ausbalanciert ist, das heißt, dass sie dem Gesetz der Erhaltung der Materie gehorcht.

Algebraisches Balancieren von chemischen Gleichungen

Um diese Methode zu verwenden, wird eine Prozedur eingerichtet, um die Koeffizienten der chemischen Gleichungen als Unbekannte des zu lösenden Systems zu behandeln.

Zuerst wird ein spezifisches Element der Reaktion als Referenz genommen und die Koeffizienten werden als Buchstaben (a, b, c, d ...) gesetzt, die die Unbekannten entsprechend den vorhandenen Atomen dieses Elements in jedem Molekül darstellen (wenn eine Art enthält nicht dieses Element ist "0" platziert).

Nach Erhalt dieser ersten Gleichung werden die Gleichungen für die anderen in der Reaktion vorhandenen Elemente bestimmt; Es wird so viele Gleichungen geben, wie Elemente in dieser Reaktion vorhanden sind.

Schließlich werden die Unbekannten durch eine der algebraischen Methoden der Reduktion, Entzerrung oder Substitution bestimmt, und die Koeffizienten, die zu der korrekt ausgeglichenen Gleichung führen, werden erhalten.

Ausgleichende Redoxgleichungen (Ionen-Elektronen-Methode)

Zuerst wird die allgemeine (unausgewogene) Reaktion in ihre ionische Form gebracht. Dann wird diese Gleichung in zwei Halbreaktionen unterteilt, die Oxidation und die Reduktion, die jeweils nach der Anzahl der Atome, ihrem Typ und ihren Ladungen ausbalanciert sind.

Zum Beispiel werden für die Reaktionen, die in saurem Medium stattfinden, H-Moleküle hinzugefügt.₂Oder um die Sauerstoffatome auszugleichen und H hinzuzufügen⁺ um die Wasserstoffatome auszugleichen.

Im Gegensatz dazu wird eine gleiche Anzahl von OH-Ionen in einem alkalischen Medium zugegeben^- auf den zwei Seiten der Gleichung für jedes H-Ion⁺und wo H-Ionen entstehen⁺ und OH^- sie kommen zusammen, um H-Moleküle zu bilden₂O.

Fügen Sie Elektronen hinzu

Dann müssen Sie so viele Elektronen wie nötig hinzufügen, um die Ladungen auszugleichen, nachdem Sie das Material in jeder Halbreaktion ausgeglichen haben.

Nach dem Walzen jeder Halbreaktion werden diese addiert und kulminieren, indem die endgültige Gleichung durch Versuch und Irrtum ausgeglichen wird. Falls es einen Unterschied in der Anzahl der Elektronen der beiden Halbreaktionen gibt, müssen eine oder beide mit einem Koeffizienten multipliziert werden, der dieser Zahl entspricht.

Schließlich muss bestätigt werden, dass die Gleichung die gleiche Anzahl von Atomen und den gleichen Typ von Atomen umfasst, zusätzlich zu den gleichen Ladungen auf beiden Seiten der globalen Gleichung.

Beispiele für das Ausgleichen von chemischen Gleichungen

Erstes Beispiel

Dies ist eine Animation einer ausgewogenen chemischen Gleichung. Phosphorpentoxid und Wasser werden zu Phosphorsäure umgewandelt.

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ).

Zweites Beispiel

Sie haben die Verbrennungsreaktion von Ethan (unsymmetrisch).

C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O

Mit der Methode der Versuch und Irrtum, um es auszugleichen, wird beobachtet, dass keines der Elemente die gleiche Anzahl von Atomen auf beiden Seiten der Gleichung hat. Wir beginnen also damit, den Kohlenstoff auszugleichen, indem wir ihm einen stöchiometrischen Koeffizienten hinzufügen, der ihn auf der Seite der Produkte begleitet.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂O

Der Kohlenstoff wurde auf beiden Seiten ausgeglichen, so dass wir den Wasserstoff durch Zugabe einer Drei zum Wassermolekül ausbalancieren.

C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Da schließlich sieben Sauerstoffatome auf der rechten Seite der Gleichung sind und es das letzte Element ist, das ausgeglichen werden soll, wird die Bruchzahl 7/2 vor dem Sauerstoffmolekül angeordnet (obwohl ganze Koeffizienten im allgemeinen bevorzugt sind).

C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Dann wird verifiziert, dass auf jeder Seite der Gleichung die gleiche Anzahl von Kohlenstoffatomen (2), Wasserstoff (6) und Sauerstoff (7) ist.

Drittes Beispiel

Die Oxidation von Eisen durch Dichromationen erfolgt in einem sauren Medium (unausgewogen und in seiner ionischen Form).

Glaube²⁺ + Cr₂O₇^2- → Glaube³⁺ + Cr³⁺

Unter Verwendung der Ionen-Elektronen-Methode für seinen Ausgleich wird es in zwei Halbreaktionen unterteilt.

Oxidation: Glaube²⁺ → Glaube³⁺

Reduktion: Cr₂O₇^2- → Cr³⁺

Da die Eisenatome bereits ausgeglichen sind (1: 1), wird ein Elektron an der Seite der Produkte hinzugefügt, um die Ladung auszugleichen.

Glaube²⁺ → Glaube³⁺ + e^-

Jetzt sind die Atome von Cr ausgeglichen und addieren eine Zwei auf der rechten Seite der Gleichung. Dann, wenn die Reaktion in einem sauren Medium stattfindet, werden sieben H-Moleküle hinzugefügt.₂Oder auf der Seite der Produkte, um die Sauerstoffatome auszugleichen.

Cr₂O₇^2- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

Um die H-Atome auszugleichen, werden vierzehn H-Ionen hinzugefügt⁺ auf der Seite der Reaktanten und nach dem Ausgleich des Materials werden die Ladungen durch die Zugabe von sechs Elektronen auf der gleichen Seite ausgeglichen.

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → 2Cr³⁺ + 7H₂O

Schließlich werden beide Halbreaktionen addiert, aber da es nur ein Elektron in der Oxidationsreaktion gibt, muss dies alles mit sechs multipliziert werden.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^- → Glaube³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6e^-

Schließlich müssen die Elektronen auf beiden Seiten der globalen Ionengleichung eliminiert werden, um sicherzustellen, dass ihre Ladung und Materie richtig ausbalanciert sind.

Referenzen

1. Chang, R. (2007). Chemie (9. Ausgabe). McGraw-Hügel.
2. Hein, M. und Arena, S. (2010). Grundlagen der Hochschulchemie, Alternate. Wiederhergestellt von books.google.co.ve
3. Tuli, G. D. und Soni, P. L. (2016). Die Sprache der Chemie oder chemische Gleichungen. Wiederhergestellt von books.google.co.ve
4. Schnelles Publizieren (2015). Chemie Gleichungen und Antworten (Speedy Study Guides). Wiederhergestellt von books.google.co.ve