Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.2: Балансування хімічних рівнянь

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    18700

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як зазначалося раніше, збалансоване хімічне рівняння показує однакову кількість кожного виду атома по обидва боки рівняння. Процес балансування хімічних рівнянь є важливою вправою в хімії і розглядається тут.

    Розглянемо простий приклад балансування хімічного рівняння, реакції метану, CH 4, з елементарним хлором, Cl 2, для отримання дихлорметану, CH 2 Cl 2, важливого лабораторного розчинника та побічного продукту хлористого водню HCl. Незбалансоване хімічне рівняння

    \[\ce{CH4 + Cl2 \rightarrow CH2Cl2 + HCl}\]

    Перевірка цього рівняння, як написано, показує, що воно не збалансоване, оскільки воно має 4 H зліва, але лише 3 праворуч та 2 Cl ліворуч, але 3 Cl праворуч. Для того щоб збалансувати таке рівняння, розглянемо по одному елементу за раз. Вуглець вже збалансований, тому краще уникати зміни будь-якого з чисел перед С-містять сполуками. Рівняння можна збалансувати для H, поставивши 2 перед HCl:

    \[\ce{CH4 + Cl2 \rightarrow CH2Cl2 + 2HCl}\]

    Тепер все збалансовано за винятком Cl, з яких праворуч є 4, але просто 2 зліва. Розміщення 2 перед Cl, дає необхідні 4 Cls зліва:

    \[\ce{CH4 + 2Cl2 \rightarrow CH2Cl2 + 2HCl}\]

    Це рівняння тепер збалансовано з 1 C, 4 Hs та 4 Cls як зліва, так і справа.

    Найважливіше, що потрібно пам'ятати при балансуванні хімічного рівняння, полягає в тому, що хімічні формули не повинні бути змінені. Можна змінювати лише відносну кількість видів реагентів та продуктів.

    Далі розглянемо реакцію метану, СН 4, з оксидом заліза, Fe 2 O 3, для отримання металу заліза, Fe, вуглекислого газу, CO 2, і води, H 2 O. Незбалансоване рівняння дорівнює

    \[\ce{CH4 + Fe2O3 \rightarrow Fe + CO2 + H2O}\]

    У цьому випадку корисно відзначити, що CH 4 є єдиним джерелом як C, так і H, і що в продуктах має з'явитися в 4 рази більше атомів H, ніж атоми С. Це означає, що для кожного СО 2 має бути 2 H 2 Os. І C, і H збалансовані в наступному:

    \[\ce{CH4 + Fe2O3 \rightarrow Fe + CO2 + 2H2O}\]

    Але тепер О не врівноважений. Крім того, 3 Os в Fe 2 O 3 означає, що кількість атомів O повинна ділитися на 3, тому спробуйте помножити три види, збалансовані досі - CH 4, CO 2 та 2H 2 O - на 3:

    \[\ce{3CH4 + Fe2O3 \rightarrow Fe + 3CO2 + 6H2O}\]

    Це дає загалом 12 атомів O праворуч, 6 кожен в 3 CO 2 і 6 H 2 O. Приймаючи 4 рази Fe 2 O 3 дає 12 Os зліва:

    \[\ce{3CH4 + 4Fe2O3 \rightarrow Fe + 3CO2 + 6H2O}\]

    Єдиний вид, який залишається збалансованим, - це Fe, який можна врівноважити, поставивши 8 перед Fe праворуч. Збалансоване рівняння

    \[\ce{3CH4 + 4Fe2O3 \rightarrow 8Fe + 3CO2 + 6H2O}\]

    Перевірка відповіді показує як ліворуч, так і праворуч 3 C, 8 Fe, 12 H та 12 O, демонструючи, що рівняння насправді збалансоване.

    Вправа: Збалансуйте наступне:

    1. \(\ce{Fe2O3 + CO \rightarrow Fe + CO2}\)

    2. \(\ce{FeSO4 + O2 + H2O \rightarrow Fe(OH)3 + H2SO4}\)

    3. \(\ce{C2H2 + O2 \rightarrow CO2 + H2O}\)

    4. \(\ce{Mg3N2 + M2O \rightarrow Mg(OH)2 + NH3}\)

    5. \(\ce{NaAlH4 + H2O \rightarrow H2 + NaOH + Al(OH)3}\)

    6. \(\ce{Zn(C2H5)2 + O2 \rightarrow ZnO + CO2 + H2O}\)

    Відповіді: (1)\(\ce{Fe2O3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO2}\), (2)\(\ce{4FeSO4 + O2 + 10H2O \rightarrow 4Fe(OH)3 + 4H2SO4}\), (3)\(\ce{2C2H2 + 5O2 \rightarrow 4CO2 + 2H2O}\), (4)\(\ce{Mg3N2 + 6H2O \rightarrow 3Mg(OH)2 + 2NH3}\) (5)\(\ce{NaAlH4 + 4H2O \rightarrow 4H2 + NaOH + Al(OH)3}\), (6)\(\ce{Zn(C2H5)2 + 7O2 \rightarrow ZnO + 4CO2 + 5H2O}\)