Obs: Dette indlæg var skrevet for et par år siden, og kan ikke afspejler de seneste ændringer i AP® program. Vi opdaterer gradvist disse indlæg og fjerner denne ansvarsfraskrivelse, når dette indlæg opdateres. Tak for din tålmodighed!
af alle de færdigheder, der skal kendes til kemi, er balancering af kemiske ligninger måske det vigtigste at mestre., Så mange dele af kemi afhænger af denne vitale færdighed, herunder støkiometri, reaktionsanalyse og laboratoriearbejde. Denne omfattende guide viser dig trinnene til at afbalancere selv de mest udfordrende reaktioner og vil lede dig gennem en række eksempler, fra enkle til komplekse.
det endelige mål for afbalancering af kemiske reaktioner er at gøre begge sider af reaktionen, reaktanterne og produkterne lige i antallet af atomer pr. Dette stammer fra den universelle lov om bevarelse af masse, der siger, at materie hverken kan skabes eller ødelægges., Så hvis vi starter med ti atomer ilt før en reaktion, skal vi ende med ti atomer ilt efter en reaktion. Dette betyder, at kemiske reaktioner ikke ændrer de faktiske byggesten af stof; snarere ændrer de bare arrangementet af blokkene. En nem måde at forstå dette på er at forestille sig et hus lavet af blokke. Vi kan bryde huset fra hinanden og bygge et fly, men farven og formen på de faktiske blokke ændrer sig ikke.
men hvordan går vi i at afbalancere disse ligninger?, Vi ved, at antallet af atomer af hvert element skal være det samme på begge sider af ligningen, så det er bare et spørgsmål om at finde den korrekte koefficienter (tal foran hvert molekyle) for at få det til at ske. Det er bedst at starte med atomet, der viser det mindste antal gange på den ene side og balancerer det først. Gå derefter videre til atomet, der viser det næstmindste antal gange, og så videre. I slutningen skal du sørge for at tælle antallet af atomer i hvert element på hver side igen, bare for at være sikker.,
Lad os illustrere dette med et eksempel:
P4O10 + H2O → H3PO4
lad os Først se på det element, der vises mindst ofte. Bemærk, at ilt forekommer to gange på venstre side, så det er ikke et godt element at starte med. Vi kunne enten starte med fosfor eller brint, så lad os starte med fosfor. Der er fire atomer af fosfor på venstre side, men kun en på højre side. Så vi kan sætte koefficienten på 4 på molekylet, der har fosfor på højre side for at afbalancere dem.,
P4O10 + H2O → 4 (H3PO4)
Nu kan vi tjekke brint. Vi vil stadig undgå at afbalancere ilt, fordi det forekommer i mere end et molekyle på venstre side. Det er nemmest at starte med molekyler, der kun vises en gang på hver side. Så der er to molekyler hydrogen på venstre side og tolv på højre side (bemærk, at der er tre per molekyle af H3PO4, og vi har fire molekyler). Så for at afbalancere dem, er vi nødt til at sætte en seks foran H2O til venstre.,
P4O10 + 6 H2O.4 H3PO4
På dette tidspunkt kan vi kontrollere o .ygens for at se, om de balancerer. Til venstre har vi ti atomer af ilt fra P4O10 og seks fra H2O for i alt 16. Til højre har vi også 16 (fire pr. Så ilt er allerede afbalanceret. Dette giver os den endelige afbalanceret ligning
P4O10 + 6 H2O → 4 (H3PO4)
Balancering af Kemiske Ligninger Praksis Problemer
Prøv at afbalancere disse ti ligninger på din egen, og kontroller derefter svarene nedenfor., De spænder i sværhedsgrad, så bliv ikke modløs, hvis nogle af dem virker for hårde. Bare husk at starte med det element, der viser sig mindst, og fortsæt derfra. Den bedste måde at tackle disse problemer på er langsomt og systematisk. At se på alt på oncen gang kan nemt blive overvældende. Held og lykke!
komplette løsninger:
1. CO2 + H2O.C6H12O6 + O2
det første skridt er at fokusere på elementer, der kun vises Onn gang på hver side af ligningen. Her passer både kulstof og brint til dette krav. Så vi starter med kulstof., Der er kun et atom af kulstof på venstre side, men seks på højre side. Så vi tilføjer en koefficient på seks på det carbonholdige molekyle til venstre.
6CO2 + H2O.C6H12O6 + O2
lad os se på brint. Der er to hydrogenatomer til venstre og tolv til højre. Så vi vil tilføje en koefficient på seks på det hydrogenholdige molekyle til venstre.
6CO2 + 6H2O.C6H12O6 + O2
nu er det tid til at kontrollere ilt. Der er i alt 18 iltmolekyler til venstre (6×2 + 6×1)., Til højre er der otte iltmolekyler. Nu har vi to muligheder for at udjævne højre side: vi kan enten multiplicere C6H12O6 eller O2 med en koefficient. Men hvis vi ændrer C6H12O6, skal koefficienterne for alt andet på venstre side også ændre sig, fordi vi vil ændre antallet af kulstof-og hydrogenatomer. For at forhindre dette hjælper det normalt kun med at ændre molekylet, der indeholder de færreste elementer; i dette tilfælde O2. Så vi kan tilføje en koefficient på seks til O2 til højre., Vores endelige svar vil være:
6CO2 + 6H2O.C6H12O6 + 6O2
2. SiCl4 + H2O.H4SiO4 + HCl
det eneste element, der forekommer mere end Onn gang på samme side af ligningen her, er brint, så vi kan starte med ethvert andet element. Lad os starte med at se på silicium. Bemærk, at der kun er et atom af silicium på begge sider, så vi behøver ikke at tilføje nogen koefficienter endnu. Lad os nu se på klor. Der er fire kloratomer på venstre side og kun en til højre. Så vi vil tilføje en koefficient på fire til højre.,
SiCl4 + H2O.H4SiO4 + 4HCl
lad os se på ilt. Husk, at vi først vil analysere alle de elementer, der kun forekommer en gang på den ene side af ligningen. Der er kun et iltatom til venstre, men fire til højre. Så vi vil tilføje en koefficient på fire på venstre side af ligningen.
SiCl4 + 4H2O → H4SiO4 + 4HCl
Vi er næsten færdig! Nu skal vi bare kontrollere antallet af brintatomer på hver side. Venstre har otte og højre har også otte, så vi er færdige., Vores endelige svar er
SiCl4 + 4H2O.H4SiO4 + 4HCl
Som altid skal du sørge for at kontrollere, at antallet af atomer i hvert element balancerer på hver side, før du fortsætter.
3. Al + HCl Al AlCl3 + H2
dette problem er lidt vanskeligt, så vær forsigtig. Hver gang et enkelt atom er alene på hver side af ligningen, er det nemmest at starte med dette element. Så vi starter med at tælle aluminiumatomerne på begge sider. Der er en til venstre og en til højre, så vi behøver ikke at tilføje nogen koefficienter endnu. Lad os nu se på brint., Der er også en til venstre, men to til højre. Så vi vil tilføje en koefficient på to til venstre.
al + 2HCl Al AlCl3 + H2
Dernæst vil vi se på klor. Der er nu to til venstre, men tre til højre. Nu er dette ikke så ligetil som bare at tilføje en koefficient til den ene side. Vi har brug for, at antallet af kloratomer skal være ens på begge sider, så vi er nødt til at få to og tre til at være ens. Vi kan opnå dette ved at finde det laveste fælles multiplum., I dette tilfælde kan vi multiplicere to med tre og tre med to for at få det laveste fælles multiplum af seks. Så vi multiplicerer 2HCl med tre og AlCl3 med to:
Al + 6HCl Al 2AlCl3 + H2
Vi har set på alle elementerne, så det er let at sige, at vi er færdige. Sørg dog altid for at dobbelttjekke. I dette tilfælde, fordi vi tilføjede en koefficient til det aluminiumholdige molekyle på højre side, er aluminium ikke længere afbalanceret. Der er en til venstre, men to til højre. Så vi vil tilføje endnu en koefficient.,
2Al + 6HCl.2AlCl3 + H2
Vi er ikke helt færdige endnu. Når vi ser over ligningen en sidste gang, ser vi, at brint også har været ubalanceret. Der er seks til venstre, men to til højre. Så med en endelig justering får vi vores endelige svar:
2Al + 6HCl.2AlCl3 + 3H2
4. Na2CO3 + HCl.NaCl + H2O + CO2
forhåbentlig på dette tidspunkt bliver balanceringsligninger lettere, og du får fat i det. Når vi ser på natrium, ser vi, at det forekommer to gange til venstre, men en gang til højre., Så vi kan tilføje vores første koefficient til NaCl til højre.
Na2CO3 + HCl.2NaCl + H2O + CO2
lad os se på kulstof. Der er en til venstre og en til højre, så der er ingen koefficienter at tilføje. Da ilt forekommer mere end et sted til venstre, gemmer vi det til sidst. Se i stedet på brint. Der er en til venstre og to til højre, så vi vil tilføje en koefficient til venstre.
Na2CO3 + 2HCl.2NaCl + H2O + CO2
derefter ser vi på klor, at det allerede er afbalanceret med to på hver side., Nu kan vi gå tilbage for at se på ilt. Der er tre til venstre og tre til højre, så vores endelige svar er
Na2CO3 + 2HCl.2NaCl + H2O + CO2
5. C7H6O2 + O2.CO2 + H2O
Vi kan begynde at afbalancere denne ligning ved at se på enten kulstof eller hydrogen. Når vi ser på kulstof, ser vi, at der er syv atomer til venstre og kun en til højre. Så vi kan tilføje en koefficient på syv til højre.
C7H6O2 + O2.7CO2 + H2O
derefter er der for hydrogen seks atomer til venstre og to til højre., Så vi vil tilføje en koefficient på tre til højre.
C7H6O2 + O2.7CO2 + 3H2O
nu, for ilt, bliver tingene lidt vanskelige. O .ygen forekommer i hvert molekyle i ligningen, så vi skal være meget forsigtige, når vi balancerer det. Der er fire atomer af ilt til venstre og 17 til højre. Der er ingen indlysende måde at afbalancere disse tal på, så vi skal bruge et lille trick: fraktioner. Når vi skriver vores endelige svar, kan vi ikke inkludere fraktioner, da det ikke er korrekt form, men det hjælper nogle gange med at bruge dem til at løse problemet., Forsøg også at undgå overmanipulering af organiske molekyler. Du kan nemt identificere organiske molekyler, ellers kendt som CHO-molekyler, fordi de kun består af kulstof, brint og ilt. Vi kan ikke lide at arbejde med disse molekyler, fordi de er ret komplekse. Større molekyler har også en tendens til at være mere stabile end mindre molekyler og mindre tilbøjelige til at reagere i store mængder.
så for at afbalancere de fire og sytten kan vi multiplicere O2 til venstre med 7, 5. Det vil give os
C7H6O2 + 7.,5O2 7 7CO2 + 3H2O
husk, fraktioner (og decimaler) er ikke tilladt i formelle afbalancerede ligninger, så multiplicer alt med to for at få heltalsværdier. Vores endelige svar er nu
2C7H6O2 + 15O2.14CO2 + 6H2O
6. Fe2(SO4)3 + KOH.K2SO4 + Fe (OH)3-
Vi kan starte med at afbalancere jernet på begge sider. Venstre har to, mens højre kun har en. Så vi vil tilføje en koefficient på to til højre.
Fe2(SO4)3 + KOH.K2SO4 + 2Fe(OH)3-
derefter kan vi se på svovl., Der er tre til venstre, men kun en til højre. Så vi vil tilføje en koefficient på tre til højre side.
Fe2(SO4)3 + KOH.3K2SO4 + 2Fe(OH)3-
Vi er næsten færdige. Alt der er tilbage er at afbalancere kalium. Der er et atom til venstre og seks til højre, så vi kan afbalancere disse ved at tilføje en koefficient på seks. Vores endelige svar er derefter
Fe2(SO4)3 + 6KOH.3K2SO4 + 2Fe(OH)3-
7., Ca3 (PO4) 2 + SiO2.P4O10 + CaSiO3
Når vi ser på calcium, ser vi, at der er tre til venstre og en til højre, så vi kan tilføje en koefficient på tre til højre for at afbalancere dem.
Ca3(PO4)2 + SiO2.P4O10 + 3CaSiO3
derefter ser vi for fosfor, at der er to til venstre og fire til højre. For at afbalancere disse skal du tilføje en koefficient på to til venstre.
2Ca3(PO4)2 + SiO2.P4O10 + 3CaSiO3
Bemærk, at vi ved at gøre det ændrede antallet af calciumatomer til venstre., Hver gang du tilføjer en koefficient, skal du dobbelttjekke for at se, om trinnet påvirker de elementer, du allerede har afbalanceret. I dette tilfælde er antallet af calciumatomer til venstre steget til seks, mens det stadig er tre til højre, så vi kan ændre koefficienten til højre for at afspejle denne ændring.
2Ca3(PO4)2 + SiO2.P4O10 + 6CaSiO3
da ilt forekommer i hvert molekyle i ligningen, springer vi det over for nu. Med fokus på silicium ser vi, at der er en til venstre, men seks til højre, så vi kan tilføje en koefficient til venstre.,
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2.P4O10 + 6CaSiO3
nu kontrollerer vi antallet af iltatomer på hver side. Venstre har 28 atomer og højre har også 28. Så, efter at have kontrolleret, at alle de andre atomer er den samme på begge sider, får vi et endeligt svar på.
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → P4O10 + 6CaSiO3
8. KClO3 K KClO4 + KCl
dette problem er særligt vanskeligt, fordi hvert atom, undtagen ilt, forekommer i hvert molekyle i ligningen. Så da ilt vises mindst antal gange, starter vi der., Der er tre til venstre og fire til højre. For at afbalancere disse finder vi det laveste fælles multiplum; i dette tilfælde 12. Ved at tilføje en koefficient på fire til venstre og tre til højre kan vi afbalancere o .ygenerne.
4KClO3.3KClO4 + KCl
nu kan vi kontrollere kalium og klor. Der er fire kaliummolekyler til venstre og fire til højre, så de er afbalancerede. Klor er også afbalanceret med fire på hver side, så vi er færdige, med et endeligt svar på.
4KClO3 → 3KClO4 + KCl
9., Al2 (SO4)3 + Ca(OH)2 Al Al(OH) 3 + CaSO4
Vi kan starte her ved at afbalancere aluminiumatomerne på begge sider. Venstre har to molekyler, mens højre kun har en, så vi tilføjer en koefficient på to til højre.
Al2 (SO4)3 + Ca(OH)2.2Al(OH) 3 + CaSO4
nu kan vi kontrollere svovl. Der er tre til venstre og kun en til højre, så tilføjelse af en koefficient på tre vil afbalancere disse.,
Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
Bevæger sig helt ud til calcium, der er kun en til venstre, men tre til højre, så skal vi tilføje en koefficient på tre.
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
Double-kontrol af alle de atomer, kan vi se, at alle elementer er i balance, så vores endelige ligning
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
10., H2SO4 + HI HI H2S + i2 + H2O
da brint forekommer mere end moren gang til venstre, springer vi midlertidigt over det og flytter til svovl. Der er et atom til venstre og et til højre, så der er intet at balancere endnu. Når man ser på ilt, er der fire til venstre og en til højre, så vi kan tilføje en koefficient på fire for at afbalancere dem.
H2SO4 + HI.H2S + i2 + 4H2O
Der er kun en jod til venstre og to til højre, så en simpel koefficientændring kan afbalancere dem.,
H2SO4 + 2HI.H2S + i2 + 4H2O
nu kan vi se på det mest udfordrende element: hydrogen. Til venstre er der fire og til højre er der ti. Så vi ved, at vi skal ændre koefficienten for enten H2SO4 eller HI. Vi ønsker at ændre noget, der vil kræve den mindste mængde t .eaking bagefter, så vi vil ændre koefficienten for HI. For at få venstre side til at have ti atomer af brint, har vi brug for HI for at have otte atomer af brint, da H2SO4 allerede har to. Så vi vil ændre koefficienten fra 2 til 8.,
H2SO4 + 8HI.H2S + i2 + 4H2O
dette ændrer dog også balancen for jod. Der er nu otte til venstre, men kun to til højre. For at løse dette vil vi tilføje en koefficient på 4 til højre. Efter at have kontrolleret, at alt andet også balancerer, får vi et endeligt svar på
H2SO4 + 8HI.H2S + 4I2 + 4H2O
som med de fleste færdigheder gør praksis perfekt, når man lærer at balancere kemiske ligninger. Fortsæt med at arbejde hårdt og prøv at gøre så mange problemer som muligt for at hjælpe dig med at finpudse dine balanceevner.,
har du nogle tip eller tricks til at hjælpe dig med at afbalancere kemiske ligninger? Lad os vide i kommentarerne!
lad os sætte alt i praksis. Prøv denne generelle Kemi praksis spørgsmål:
Leder du efter mere generel kemi praksis?
Du kan finde tusindvis af praksis spørgsmål om Albert.io. Albert.io lader dig tilpasse din læringsoplevelse til at målrette praksis, hvor du har brug for mest Hjælp. Vi giver dig udfordrende praksisspørgsmål, der hjælper dig med at opnå mestring i generel kemi.
begynd at øve her.,
er du en lærer eller administrator interesseret i at øge generelle Kemi student resultater?
Lær mere om vores skole licenser her.