- طرق موازنة المعادلات الكيميائية
- عد وقارن
- الموازنة الجبرية للمعادلات الكيميائية
- موازنة معادلات الأكسدة والاختزال (طريقة الأيونات الإلكترونية)
- أضف الإلكترونات
- أمثلة على موازنة المعادلات الكيميائية
- المثال الثاني
- المثال الثالث
- المراجع
تشير المعادلات الكيميائية المتوازنة إلى أن جميع العناصر في المعادلة لها نفس عدد الذرات على كل جانب. لتحقيق ذلك ، من الضروري استخدام طرق الموازنة لتعيين معاملات القياس المتكافئ المناسبة لكل نوع موجود في التفاعل.
المعادلة الكيميائية هي التمثيل ، بالرموز ، لما يحدث في سياق تفاعل كيميائي بين مادتين أو أكثر. تتفاعل المواد المتفاعلة مع بعضها البعض ، واعتمادًا على ظروف التفاعل ، سيتم الحصول على مركب واحد أو أكثر كمنتج.
عند وصف معادلة كيميائية ، يجب مراعاة ما يلي: أولاً ، يتم كتابة المواد المتفاعلة على الجانب الأيسر من المعادلة ، متبوعًا بسهم أحادي الاتجاه أو سهمين أفقيين متعاكسين ، اعتمادًا على نوع التفاعل المنفذ. رداء.
طرق موازنة المعادلات الكيميائية
يعتمد على القياس المتكافئ للتفاعل ويحاول تجربة معاملات مختلفة من أجل موازنة المعادلة ، شريطة أن يتم اختيار أصغر عدد صحيح ممكن بحيث يتم الحصول على نفس عدد ذرات كل عنصر على كلا الجانبين. من رد الفعل.
معامل المادة المتفاعلة أو المنتج هو الرقم الذي يسبق صيغته ، وهو الرقم الوحيد الذي يمكن تغييره عند موازنة المعادلة ، لأنه إذا تم تغيير الرموز الفرعية للصيغ ، فسيتم تغيير هوية المركب. في السؤال.
عد وقارن
بعد تحديد كل عنصر من عناصر التفاعل ووضعه في الجانب الصحيح ، نبدأ في حساب ومقارنة عدد ذرات كل عنصر موجود في المعادلة وتحديد تلك التي يجب موازنتها.
بعد ذلك ، يتم متابعة موازنة كل عنصر (واحدًا تلو الآخر) ، بوضع معاملات عدد صحيح قبل كل صيغة تحتوي على عناصر غير متوازنة. عادة ما تكون العناصر المعدنية متوازنة أولاً ، ثم العناصر غير المعدنية ، وأخيراً ذرات الأكسجين والهيدروجين.
وهكذا ، فإن كل معامل يضاعف جميع الذرات في الصيغة السابقة ؛ لذلك ، بينما يوازن أحد العناصر ، يمكن أن يصبح العنصر الآخر غير متوازن ، ولكن يتم تصحيح هذا مع موازنة التفاعل.
أخيرًا ، تم التأكيد من خلال العد الأخير على أن المعادلة بأكملها متوازنة بشكل صحيح ، أي أنها تخضع لقانون حفظ المادة.
الموازنة الجبرية للمعادلات الكيميائية
لاستخدام هذه الطريقة ، تم وضع إجراء لمعالجة معاملات المعادلات الكيميائية على أنها مجاهيل للنظام والتي يجب حلها.
في المقام الأول ، يتم أخذ عنصر معين من التفاعل كمرجع ويتم وضع المعاملات كأحرف (أ ، ب ، ج ، د…) ، والتي تمثل المجهول ، وفقًا للذرات الموجودة لهذا العنصر في كل جزيء (إذا نوع لا يحتوي على هذا العنصر يوضع "0").
بعد الحصول على هذه المعادلة الأولى ، يتم تحديد معادلات العناصر الأخرى الموجودة في التفاعل ؛ سيكون هناك العديد من المعادلات بقدر وجود عناصر في التفاعل المذكور.
أخيرًا ، يتم تحديد المجهول بإحدى الطرق الجبرية للتخفيض أو المعادلة أو الاستبدال ويتم الحصول على المعاملات التي تؤدي إلى المعادلة المتوازنة بشكل صحيح.
موازنة معادلات الأكسدة والاختزال (طريقة الأيونات الإلكترونية)
يتم وضع التفاعل العام (غير المتوازن) أولاً في شكله الأيوني. ثم يتم تقسيم هذه المعادلة إلى نصفين من التفاعلات ، الأكسدة والاختزال ، مع موازنة كل منهما حسب عدد الذرات ونوعها وشحناتها.
على سبيل المثال ، للتفاعلات التي تحدث في الوسط الحمضي ، تتم إضافة جزيئات H 2 O لموازنة ذرات الأكسجين ويتم إضافة H + لموازنة ذرات الهيدروجين.
من ناحية أخرى، في وسط قلوي، على عدد متساو من OH - تضاف أيونات ل كلا الجانبين من المعادلة لكل H + أيون ، وحيث H + وOH - أيونات تنشأ، ينضمون إلى تشكيل H 2 O الجزيئات.
أضف الإلكترونات
ثم يجب إضافة أكبر عدد ممكن من الإلكترونات لموازنة الشحنات ، بعد موازنة المادة في كل نصف تفاعل.
بعد أن يتم موازنة كل نصف تفاعل ، تتم إضافتها معًا وتتم موازنة المعادلة النهائية بالتجربة والخطأ. في حالة وجود اختلاف في عدد الإلكترونات في نصفي التفاعل ، يجب ضرب أحدهما أو كليهما بمعامل يساوي هذا الرقم.
أخيرًا ، يجب التأكد من أن المعادلة تتضمن نفس عدد الذرات ونفس نوع الذرات ، بالإضافة إلى وجود نفس الشحنات على جانبي المعادلة الشاملة.
أمثلة على موازنة المعادلات الكيميائية
المصدر: wikimedia.org. المؤلف: Ephert.
هذا رسم متحرك لمعادلة كيميائية متوازنة. يتم تحويل خامس أكسيد الفوسفور والماء إلى حمض الفوسفوريك.
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 كيلوجول).
المثال الثاني
لديك تفاعل احتراق للإيثان (غير متوازن).
ج 2 H 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O
باستخدام طريقة التجربة والخطأ لموازنتها ، لوحظ أنه لا يوجد أي عنصر لديه نفس العدد من الذرات على جانبي المعادلة. وهكذا ، يبدأ المرء بموازنة الكربون ، مضيفًا اثنين كمعامل متكافئ يرافقه في جانب المنتج.
ج 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
تمت موازنة الكربون على كلا الجانبين ، لذلك تمت موازنة الهيدروجين بإضافة ثلاثة إلى جزيء الماء.
ج 2 H 6 + O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
أخيرًا ، نظرًا لوجود سبع ذرات أكسجين على الجانب الأيمن من المعادلة وهو العنصر الأخير المتبقي للتوازن ، يتم وضع الرقم الكسري 7/2 أمام جزيء الأكسجين (على الرغم من تفضيل المعاملات الصحيحة بشكل عام).
ج 2 H 6 + 7 / 2O 2 → 2CO 2 + 3H 2 O
ثم يتم التحقق من وجود نفس عدد ذرات الكربون (2) والهيدروجين (6) والأكسجين (7) في كل جانب من المعادلة.
المثال الثالث
يحدث أكسدة الحديد بواسطة أيونات ثنائي كرومات في وسط حمضي (غير متوازن وفي شكله الأيوني).
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- → Fe 3+ + Cr 3+
باستخدام طريقة الأيونات الإلكترونية لموازنتها ، يتم تقسيمها إلى نصفين من التفاعلات.
الأكسدة: Fe 2+ → Fe 3+
الاختزال: Cr 2 O 7 2- → Cr 3+
نظرًا لأن ذرات الحديد متوازنة بالفعل (1: 1) ، تتم إضافة إلكترون إلى جانب المنتج لموازنة الشحنة.
Fe 2+ → Fe 3+ + e -
الآن ذرات الكروم متوازنة ، مضيفة اثنين من الجانب الأيمن من المعادلة. ثم ، عندما يحدث التفاعل في وسط حمضي ، تتم إضافة سبعة جزيئات من H 2 O على جانب المنتج لموازنة ذرات الأكسجين.
Cr 2 O 7 2- → 2Cr 3+ + 7H 2 O
لموازنة ذرات H ، يتم إضافة أربعة عشر أيونات H + إلى الجانب المتفاعل ، وبعد معادلة المادة ، تتم موازنة الشحنات بإضافة ستة إلكترونات إلى نفس الجانب.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2 O
أخيرًا ، تمت إضافة كلا التفاعلين النصفي ، ولكن نظرًا لوجود إلكترون واحد فقط في تفاعل الأكسدة ، يجب ضرب كل هذا في ستة.
6Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e - → Fe 3+ + 2Cr 3+ + 7H 2 O + 6e -
أخيرًا ، يجب التخلص من الإلكترونات الموجودة على جانبي المعادلة الأيونية العالمية ، والتحقق من توازن شحنتها والمادة بشكل صحيح.
المراجع
- تشانغ ، ر. (2007). كيمياء. (الطبعة التاسعة). ماكجرو هيل.
- Hein، M.، and Arena، S. (2010). أسس كلية الكيمياء ، بديل. تعافى من books.google.co.ve
- تولي ، جي دي ، وسوني ، بل (2016). لغة الكيمياء أو المعادلات الكيميائية. تعافى من books.google.co.ve
- سبيدي للنشر. (2015). المعادلات والأجوبة في الكيمياء (أدلة الدراسة السريعة). تعافى من books.google.co.ve