obs: Dette innlegget ble skrevet for noen år siden, og kan ikke gjenspeile de siste endringene i AP® – programmet. Vi gradvis oppdatering av disse innleggene og vil fjerne denne ansvarsfraskrivelse når dette innlegget er oppdatert. Takk for din tålmodighet!
For alle de ferdigheter som å vite for kjemi, balansere kjemiske ligninger er kanskje det viktigste å mestre., Så mange deler av kjemi, avhenger dette viktige ferdigheter, inkludert stoichiometry, reaksjon analyse, og laboratoriearbeid. Denne omfattende guide vil vise deg trinn for å balansere selv de mest utfordrende reaksjoner, og vil lede deg gjennom en rekke eksempler, fra enkle til komplekse.
Det endelige målet for å balansere kjemiske reaksjoner er å gjøre begge sider av reaksjonen, reaktantene og produktene, like i antall atomer per element. Dette stammer fra den universelle loven om bevaring av masse, som sier at saken kan verken skapes eller ødelegges., Så, hvis vi begynner med ti atomer av oksygen før en reaksjon, vi trenger å ende opp med ti atomer av oksygen etter en reaksjon. Dette betyr at kjemiske reaksjoner ikke endre selve byggesteinene i saken, heller, de bare endre plassering av blokkene. En enkel måte å forstå dette på, er å bilde av et hus som er laget av blokker. Vi kan bryte huset fra hverandre og bygge et fly, men fargen og formen på selve blokker endres ikke.
Men hvordan vi går om å balansere disse likningene?, Vi vet at antall atomer av hvert element må være den samme på begge sider av ligningen, så det er bare et spørsmål om å finne de riktige koeffisienter (tallene foran hvert molekyl) til å gjøre det skje. Det er best å starte med atom som dukker opp minst antall ganger på én side, og balansere det første. Så, gå videre til atom som viser opp den nest minst antall ganger, og så videre. Til slutt, sørg for å telle antall atomer av hvert element på hver side igjen, bare for å være sikker.,
La oss illustrere dette med et eksempel:
P4O10 + H2O → H3PO4
Først, la oss se på elementet som vises minst ofte. Legg merke til at oksygen forekommer to ganger på venstre side, så det er ikke et godt element å starte med. Vi kan enten starte med fosfor eller hydrogen, så la oss starte med fosfor. Det er fire atomer av fosfor på venstre side, men bare en på høyre side. Så, vi kan sette koeffisient av 4 på molekyl som har fosfor på høyre side for å balansere dem ut.,
P4O10 + H2O → 4 H3PO4
Nå kan vi sjekke hydrogen. Vi ønsker fortsatt å unngå å balansere oksygen, fordi det forekommer i mer enn ett molekyl på venstre side. Det er enklest å starte med molekyler som bare vises én gang på hver side. Så, det er to molekyler av hydrogen på venstre side og tolv på høyre side (legg merke til at det er tre per molekyl av H3PO4, og vi har fire molekyler). Så, for å balansere disse ut, er vi nødt til å sette en seks i front av H2O på venstre side.,
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4
På dette punktet, kan vi sjekke oxygens for å se om de balanse. På venstre side, vi har ti atomer av oksygen fra P4O10 og seks fra H2O til en total av 16. På høyre side, vi har 16 som godt (fire per molekyl, med fire molekyler). Så, oksygen er allerede balansert. Dette gir oss den endelige balansert ligning av
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4
Balansere Kjemiske Ligninger Praksis Problemer
Prøv å balansere disse ti ligninger på egen hånd, så sjekk svarene nedenfor., De varierer i vanskelighetsgrad, så ikke bli motløs hvis noen av dem synes for vanskelig. Bare husk å starte med det element som dukker opp minst, og gå videre derfra. Den beste måten å nærme seg disse problemene er langsomt og systematisk. Se på alt på en gang kan lett bli overveldende. Lykke til!
Komplette Løsninger:
1. CO2 + H2O → C6H12O6 + O2
Det første trinnet er å fokusere på elementer som vises bare en gang på hver side av ligningen. Her, både karbon og hydrogen som passer til dette kravet. Så vi vil starte med karbon., Det er bare ett atom av karbon på venstre side, men seks på høyre side. Så, vi legge til en koeffisient av seks på karbon-inneholder molekyl på venstre side.
6CO2 + H2O → C6H12O6 + O2
Neste, la oss se på hydrogen. Det er to hydrogen atomer på venstre og tolv på høyre side. Så, vil vi legge til en koeffisient av seks på hydrogen-som inneholder molekyl på venstre side.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + O2
Nå er det på tide å sjekke oksygen. Det er en total av 18 oksygen molekyler på venstre (6×2 + 6×1)., På høyre, det er åtte oksygen molekyler. Nå har vi to valg for å jevne ut høyre side: Vi kan enten multiplisere C6H12O6 eller O2 av en koeffisient. Imidlertid, hvis vi endrer C6H12O6, koeffisientene for alt annet på venstre side vil også nødt til å endre, fordi vi vil være i endring antall karbon-og hydrogenatomer. For å hindre dette, er det vanligvis bidrar til å bare endre molekyl som inneholder færrest elementer, i dette tilfellet, the O2. Så kan vi legge til en koeffisient på seks til O2 på høyre side., Vårt endelige svar vil være:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
2. SiCl4 + H2O → H4SiO4 + HCl
Den eneste element som forekommer mer enn en gang på samme side av ligningen her er hydrogen, slik at vi kan starte med noen andre element. La oss begynne med å se på silisium. Legg merke til at det er bare ett atom av silikon på hver side, slik at vi ikke trenger å legge til en koeffisienter ennå. Neste, la oss se på klor. Det er fire klor-atomer på venstre side og bare en på høyre. Så, vil vi legge til en koeffisient av fire på høyre side.,
SiCl4 + H2O → H4SiO4 + 4HCl
Neste, la oss se på oksygen. Husk at vi først ønsker å analysere alle de elementene som bare forekomme en gang på én side av ligningen. Det er bare ett oksygen atom på venstre, men fire på høyre side. Så, vil vi legge til en koeffisient av fire på venstre side av ligningen.
SiCl4 + 4H2O → H4SiO4 + 4HCl
Vi er nesten ferdig! Nå er vi bare nødt til å sjekke antall hydrogen-atomer på hver side. Venstre har åtte og høyre har også åtte, så er vi ferdig., Vårt endelige svar
SiCl4 + 4H2O → H4SiO4 + 4HCl
Som alltid, sørg for å dobbeltsjekke at antall atomer av hvert element balanserer på hver side, før du fortsetter.
3. Al + HCl → AlCl3 + H2
Dette problemet er litt vanskelig, så vær forsiktig. Når et enkelt atom er alene på hver side av ligningen, er det enklest å starte med det elementet. Så vil vi begynne ved å telle aluminium atomer på begge sider. Det er en på venstre side og ett på høyre side, slik at vi ikke trenger å legge til en koeffisienter ennå. Neste, la oss se på hydrogen., Det er også en på venstre, men to på høyre side. Så, vil vi legge til en koeffisient av to på venstre side.
Al + 2HCl → AlCl3 + H2
Neste, vil vi se på klor. Det er nå to på venstre, men tre på høyre side. Nå, dette er ikke så enkelt som bare å legge til en koeffisienten til side. Vi trenger antall kloratomer å være lik på begge sider, så vi trenger å få to og tre for å være like. Vi kan oppnå dette ved å finne minste felles multiplum., I dette tilfellet, vi kan multiplisere to og tre og tre med to for å få den laveste felles multiplum av seks. Så, vi vil multiplisere 2HCl av tre og AlCl3 av to:
Al + 6HCl → 2AlCl3 + H2
Vi har sett på alle elementer, så det er lett å si at vi er ferdig. Imidlertid, husk alltid å dobbeltsjekke. I dette tilfellet, fordi vi har lagt til en koeffisient til aluminium-som inneholder molekyl på høyre side, aluminium er ikke lenger balansert. Det er en på venstre, men to på høyre side. Så, vil vi legge til en mer koeffisient.,
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + H2
Vi er ikke helt ferdig ennå. Se over ligningen en siste gang, ser vi at hydrogen har også vært ubalansert. Det er seks på venstre, men to på høyre side. Så, med en siste justering, får vi et siste svar:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
4. Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
Forhåpentligvis etter dette punktet, balansering ligninger blir lettere og du får taket på det. Se på natrium, ser vi at det oppstår to ganger på den til venstre, men når den er på høyre side., Så kan vi legge våre første koeffisienten til NaCl på høyre side.
Na2CO3 + HCl → 2NaCl + H2O + CO2
Neste, la oss se på karbon. Det er en på venstre side og ett på høyre side, så det er ingen koeffisientene for å legge til. Siden oksygen forekommer i mer enn ett sted på venstre side, vil vi lagre den for siste. I stedet, se på hydrogen. Det er en på venstre side og to på høyre, så vil vi legge til en koeffisient til venstre.
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
Så, se på klor, ser vi at det allerede er balansert med to på hver side., Nå kan vi gå tilbake å se på oksygen. Det er tre på venstre og tre på høyre, så vårt endelige svar
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
5. C7H6O2 + O2 → CO2 + H2O
Vi kan begynne å balansere denne ligningen ved å se på enten karbon eller hydrogen. Se på karbon, ser vi at det er syv atomer på venstre og bare en på høyre. Så kan vi legge til en koeffisient av syv på høyre side.
C7H6O2 + O2 → 7CO2 + H2O
Så, for hydrogen, det er seks atomer på venstre side og to på høyre side., Så, vil vi legge til en koeffisient av tre på høyre side.
C7H6O2 + O2→ 7CO2 + 3H2O
Nå, for oksygen, vil ting bli litt vanskelig. Oksygen skjer i hver eneste molekyl i ligningen, så vi må være veldig forsiktig når du balansere det. Det er fire atomer av oksygen på venstre og 17 på høyre side. Det er ingen åpenbar måte å balansere disse tallene, så vi må bruke et lite triks: fraksjoner. Nå, når du skriver vårt endelige svar, vi kan ikke inkludere deler som det ikke er riktig form, men det noen ganger hjelper det å bruke dem til å løse problemet., Prøv også å unngå over-manipulering av organiske molekyler. Du kan enkelt identifisere organiske molekyler, ellers kjent som CHO molekyler, fordi de består av bare karbon, hydrogen og oksygen. Vi liker ikke å jobbe med disse molekylene, fordi de er ganske komplisert. Også, større molekyler har en tendens til å være mer stabile enn mindre molekyler, og mindre sannsynlighet for å reagere i store mengder.
Så, for å balansere ut de fire og sytten, vi kan multiplisere O2 på venstre side av 7.5. Det vil gi oss
C7H6O2 + 7.,5O2 → 7CO2 + 3H2O
Husk, fraksjoner (og desimaler) er ikke tillatt i formell balansert ligninger, så må du multiplisere alt med to for å få et heltall. Vårt endelige svar er nå
2C7H6O2 + 15O2 → 14CO2 + 6H2O
6. Fe2(SO4)3 + KOH → K2SO4 + Fe(OH)3-
Vi kan begynne med å balansere strykejern på begge sider. Venstre har to mens høyre bare har ett. Så, vil vi legge til en koeffisient på to til høyre.
Fe2(SO4)3 + KOH → K2SO4 + 2Fe(OH)3-
– >
Så, kan vi se på svovel., Det er tre på venstre, men bare en på høyre. Så, vil vi legge til en koeffisient av tre til høyre side.
Fe2(SO4)3 + KOH → 3K2SO4 + 2Fe(OH)3-
– >
Vi er nesten ferdig. Alt som er igjen er å balansere kalium. Det er et atom på venstre og seks på høyre side, slik at vi kan balansere disse ved å legge til en koeffisient på seks. Vårt endelige svar, da, er
Fe2(SO4)3 + 6KOH → 3K2SO4 + 2Fe(OH)3-
– >
7., Ca3(PO4)2 + SiO2 → P4O10 + CaSiO3
Ser på kalsium, ser vi at det er tre på venstre og en på høyre side, slik at vi kan legge til en koeffisient av tre på høyre for å balansere dem ut.
Ca3(PO4)2 + SiO2 → P4O10 + 3CaSiO3
Så, for fosfor, ser vi at det er to på venstre og fire på høyre side. For å balansere disse, legge til en koeffisient av to på venstre side.
2Ca3(PO4)2 + SiO2 → P4O10 + 3CaSiO3
legg Merke til at ved å gjøre dette, vi har endret nummer av kalsium atomer på venstre side., Hver gang du legger til en koeffisient, dobbel sjekk for å se om trinn påvirker alle elementer du har allerede balansert. I dette tilfellet, antall kalsium atomer på venstre har økt til seks, mens det er fortsatt tre på høyre side, slik at vi kan endre koeffisient på høyre for å reflektere denne endringen.
2Ca3(PO4)2 + SiO2 → P4O10 + 6CaSiO3
Siden oksygen skjer i hver eneste molekyl i ligningen, vil vi hoppe over den for nå. Fokus på silisium, ser vi at det er en på venstre, men seks på høyre side, slik at vi kan legge til en koeffisient til venstre.,
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → P4O10 + 6CaSiO3
Nå, vil vi sjekke antall oksygen-atomer på hver side. Venstre har 28 atomer og høyre har også 28. Så, etter å ha sjekket at alle de andre atomene er den samme på begge sider så vel, vi får et endelig svar på
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → P4O10 + 6CaSiO3
8. KClO3 → KClO4 + KCl
Dette problemet er spesielt vanskelig fordi ethvert atom, med unntak av oksygen, skjer i hver eneste molekyl i ligningen. Så, siden oksygen vises det minste antall ganger, vil vi begynne der., Det er tre på venstre og fire på høyre side. For å balansere disse, finner vi den laveste felles multiplum; i dette tilfellet, 12. Ved å legge til en koeffisient av fire på venstre og tre på høyre, vi kan balansere oxygens.
4KClO3 → 3KClO4 + KCl
Nå, kan vi sjekke kalium og klor. Det er fire kalium molekyler på venstre og fire på høyre side, slik at de er balansert. Klor er også balansert, med fire på hver side, slik at vi er ferdig med et endelig svar på
4KClO3 → 3KClO4 + KCl
9., Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → Al(OH)3 + CaSO4
Vi kan begynne her ved å balansere aluminium atomer på begge sider. Venstre har to molekyler, mens høyre bare har én, så vil vi legge til en koeffisient av to på høyre side.
Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + CaSO4
Nå, kan vi sjekke svovel. Det er tre på venstre og bare en på høyre, så det å legge en koeffisient av tre vil balansere disse.,
Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
du går rett sammen til kalsium, er det bare én på venstre, men tre på høyre, så bør vi legge til en koeffisient av tre.
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
dobbeltsjekke alle atomene, ser vi at alle elementene er balansert, slik at vårt endelige ligningen
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
10., H2SO4 + HI → H2S + I2 + H2O
Siden hydrogen forekommer mer enn én gang på venstre side, vil vi midlertidig hoppe over det og gå til svovel. Det er et atom på venstre og en på høyre side, så det er ingenting å balansere ennå. Se på oksygen, det er fire på venstre og en på høyre side, slik at vi kan legge til en koeffisient av fire for å balansere dem.
H2SO4 + HI → H2S + I2 + 4H2O
Det er bare én jod på venstre side og to på høyre, så en enkel koeffisient endring kan balansere disse.,
H2SO4 + 2HI → H2S + I2 + 4H2O
Nå, kan vi se på de mest utfordrende element: hydrogen. På venstre side, det er fire og på høyre, det er ti. Så, vet vi at vi må endre koeffisient av enten H2SO4 eller HI. Vi ønsker å endre noe som vil kreve minst mulig tilpasning etterpå, så vil vi endre koeffisient av HI. For å få til venstre på siden å ha ti atomer av hydrogen, vi trenger HI til å ha åtte atomer av hydrogen, siden H2SO4 har allerede to. Så, vil vi endre koeffisient fra 2 til 8.,
H2SO4 + 8HI → H2S + I2 + 4H2O
Men, dette også endrer balansen for jod. Det er nå åtte på venstre, men bare to på høyre side. For å fikse dette, vil vi legge til en koeffisient av 4 på høyre side. Etter å ha sjekket at alt annet balanserer ut så vel, vi får et endelig svar på
H2SO4 + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O
Som med de fleste ferdigheter, øvelse gjør mester når du lære hvordan du skal balansere kjemiske ligninger. Fortsette å jobbe hardt og prøve å gjøre så mange problemer som du kan for å hjelpe deg med å forbedre dine balansering ferdigheter.,
har du noen tips eller triks for å hjelpe deg med å balansere kjemiske ligninger? La oss beskjed i kommentarfeltet!
La oss sette alt ut i praksis. Prøv dette Generell Kjemi praksis spørsmål:
Se for mer Generell Kjemi praksis?
Du kan finne tusenvis av praksis spørsmål på Albert.io. Albert.io lar deg tilpasse din erfaring til å målrette praksis der du trenger mest hjelp. Vi vil gi deg en utfordrende øvelse spørsmål for å hjelpe deg å oppnå mestring i Generell Kjemi.
Begynn å øve her.,
Er du en lærer eller administrator interessert i å øke Generell Kjemi student utfall?
Lær mer om vår skole lisensene her.