Obs: Det här inlägget skrevs för några år sedan och kanske inte återspeglar de senaste ändringarna i AP® – programmet. Vi uppdaterar gradvis dessa inlägg och tar bort denna ansvarsfriskrivning när det här inlägget uppdateras. Tack för ditt tålamod!
av alla färdigheter att veta för kemi är balansering av kemiska ekvationer kanske det viktigaste att behärska., Så många delar av kemi beror på denna viktiga färdighet, inklusive stökiometri, reaktionsanalys och labbarbete. Denna omfattande guide visar dig stegen för att balansera även de mest utmanande reaktionerna och kommer att gå igenom en rad exempel, från enkla till komplexa.
det slutliga målet för att balansera kemiska reaktioner är att göra båda sidor av reaktionen, reaktanterna och produkterna lika med antalet atomer per element. Detta härrör från den universella lagen om bevarande av massa, som säger att Materia varken kan skapas eller förstöras., Så, om vi börjar med tio syreatomer före en reaktion, måste vi sluta med tio syreatomer efter en reaktion. Detta innebär att kemiska reaktioner inte ändrar de faktiska byggstenarna av materia; snarare ändrar de bara arrangemanget av blocken. Ett enkelt sätt att förstå detta är att bilda ett hus av block. Vi kan bryta huset ifrån varandra och bygga ett flygplan, men färgen och formen på de faktiska blocken ändras inte.
men hur går vi om att balansera dessa ekvationer?, Vi vet att antalet atomer av varje element måste vara samma på båda sidor av ekvationen, så det är bara en fråga om att hitta rätt koefficienter (siffror framför varje molekyl) för att få det att hända. Det är bäst att börja med atomen som visar upp minst antal gånger på ena sidan och balansera det först. Sedan gå vidare till atomen som visar upp det näst minsta antalet gånger, och så vidare. I slutet, se till att räkna antalet atomer av varje element på varje sida igen, bara för att vara säker.,
låt oss illustrera detta med ett exempel:
p4o10 + H2o → H3PO4
låt oss först titta på elementet som visas minst ofta. Observera att syre uppstår två gånger på vänster sida, så det är inte ett bra element att börja med. Vi kan antingen börja med fosfor eller väte, så låt oss börja med fosfor. Det finns fyra atomer av fosfor på vänster sida, men bara en på höger sida. Så vi kan sätta koefficienten 4 på molekylen som har fosfor på höger sida för att balansera dem ut.,
p4o10 + H2o → 4 H3PO4
Nu kan vi kontrollera väte. Vi vill fortfarande undvika att balansera syre, eftersom det förekommer i mer än en molekyl på vänster sida. Det är lättast att börja med molekyler som bara visas en gång på varje sida. Så det finns två molekyler av väte på vänster sida och tolv på höger sida (Observera att det finns tre per molekyl av H3PO4, och vi har fyra molekyler). Så, för att balansera ut dem, måste vi sätta en sex framför H2O till vänster.,
p4o10 + 6 H2o → 4 H3PO4
Vid denna tidpunkt kan vi kontrollera oxygenerna för att se om de balanserar. Till vänster har vi tio syreatomer från P4O10 och sex från H2O för totalt 16. Till höger har vi också 16 (fyra per molekyl, med fyra molekyler). Så syre är redan balanserat. Detta ger oss den slutliga balanserade ekvationen för
P4O10 + 6 H2o → 4 H3PO4
balansering av kemiska ekvationer Övningsproblem
försök att balansera dessa tio ekvationer på egen hand och kontrollera sedan svaren nedan., De varierar i svårighetsgrad, så bli inte avskräckt om några av dem verkar för svårt. Kom bara ihåg att börja med det element som dyker upp minst och fortsätt därifrån. Det bästa sättet att närma sig dessa problem är långsamt och systematiskt. Att titta på allt på en gång kan lätt bli överväldigande. Lycka till!
kompletta lösningar:
1. CO2 + H2O → C6H12O6 + O2
det första steget är att fokusera på element som bara visas en gång på varje sida av ekvationen. Här passar både kol och väte detta krav. Så vi börjar med kol., Det finns bara en atom av kol på vänster sida, men sex på höger sida. Så lägger vi till en koefficient på sex på den kolhaltiga molekylen till vänster.
6CO2 + H2o → C6H12O6 + O2
låt oss titta på väte. Det finns två väteatomer till vänster och tolv till höger. Så lägger vi till en koefficient på sex på den väteinnehållande molekylen till vänster.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + O2
nu är det dags att kontrollera syret. Det finns totalt 18 syremolekyler till vänster (6×2 + 6×1)., Till höger finns åtta syremolekyler. Nu har vi två alternativ för att jämna ut höger sida: vi kan antingen multiplicera C6H12O6 eller O2 med en koefficient. Men om vi ändrar C6H12O6 måste koefficienterna för allt annat på vänster sida också förändras, eftersom vi kommer att ändra antalet kol-och väteatomer. För att förhindra detta bidrar det vanligtvis till att bara ändra molekylen som innehåller de minsta elementen; i detta fall O2. Så vi kan lägga till en koefficient på sex till O2 till höger., Vårt slutliga svar kommer att vara:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
2. SiCl4 + H2O → h4sio4 + HCL
det enda elementet som förekommer mer än en gång på samma sida av ekvationen här är väte, så vi kan börja med något annat element. Låt oss börja med att titta på kisel. Observera att det bara finns en atom av kisel på vardera sidan, så vi behöver inte lägga till några koefficienter ännu. Låt oss sedan titta på klor. Det finns fyra kloratomer på vänster sida och bara en till höger. Så lägger vi till en koefficient på fyra till höger.,
SiCl4 + H2o → h4sio4 + 4HCl
låt oss titta på syre. Kom ihåg att vi först vill analysera alla element som bara uppstår en gång på ena sidan av ekvationen. Det finns bara en syreatom till vänster, men fyra till höger. Så lägger vi till en koefficient på fyra på vänster sida av ekvationen.
SiCl4 + 4h2o → h4sio4 + 4hcl
Vi är nästan klara! Nu måste vi bara kontrollera antalet väteatomer på varje sida. Vänster har åtta och höger har också åtta, så vi är klara., Vår slutgiltiga svaret är
SiCl4 + 4H2O → H4SiO4 + 4HCl
Som alltid, se till att dubbelkolla att antalet atomer av varje element som balanserar på varje sida innan du fortsätter.
3. Al + HCL → AlCl3 + H2
det här problemet är lite knepigt, så var försiktig. När en enda atom är ensam på vardera sidan av ekvationen är det lättast att börja med det elementet. Så vi börjar med att räkna aluminiumatomerna på båda sidor. Det finns en till vänster och en till höger, så vi behöver inte lägga till några koefficienter ännu. Låt oss sedan titta på väte., Det finns också en till vänster, men två till höger. Så lägger vi till en koefficient på två till vänster.
Al + 2HCl → AlCl3 + H2
därefter tittar vi på klor. Det finns nu två till vänster, men tre till höger. Det här är inte så enkelt som att bara lägga till en koefficient åt sidan. Vi behöver att antalet kloratomer ska vara lika på båda sidor, så vi måste få två och tre att vara lika. Vi kan åstadkomma detta genom att hitta den lägsta gemensamma multipel., I det här fallet kan vi multiplicera två med tre och tre med två för att få den lägsta gemensamma multipel av sex. Så vi kommer att multiplicera 2HCl med tre och AlCl3 med två:
Al + 6HCl → 2alcl3 + H2
Vi har tittat på alla element, så det är lätt att säga att vi är klara. Se dock alltid till att dubbelkolla. I det här fallet, eftersom vi tillsatte en koefficient till den aluminiumhaltiga molekylen på höger sida, är aluminium inte längre balanserat. Det finns en till vänster men två till höger. Så lägger vi till ytterligare en koefficient.,
2AL + 6HCl → 2alcl3 + H2
Vi är inte riktigt färdiga ännu. När vi tittar över ekvationen en sista gång ser vi att väte också har varit obalanserat. Det finns sex till vänster, men två till höger. Så, med en slutlig justering får vi vårt slutliga svar:
2Al + 6HCl → 2alcl3 + 3H2
4. Na2CO3 + HCL → NaCl + H2O + CO2
förhoppningsvis vid denna punkt blir balanseringsekvationer enklare och du hänger på det. När vi tittar på natrium ser vi att det inträffar två gånger till vänster, men en gång till höger., Så vi kan lägga till vår första koefficient till NaCl till höger.
Na2CO3 + HCL → 2nacl + H2O + CO2
låt oss titta på kol. Det finns en till vänster och en till höger, så det finns inga koefficienter Att lägga till. Eftersom syre uppstår på mer än ett ställe till vänster, sparar vi det till sist. Istället, titta på väte. Det finns en till vänster och två till höger, så vi lägger till en koefficient till vänster.
Na2CO3 + 2HCl → 2nacl + H2O + CO2
då ser vi på klor att det redan är balanserat med två på varje sida., Nu kan vi gå tillbaka och titta på syre. Det finns tre till vänster och tre till höger, så vårt slutliga svar är
Na2CO3 + 2HCl → 2nacl + H2O + CO2
5. C7h6o2 + O2 → CO2 + H2O
Vi kan börja balansera denna ekvation genom att titta på antingen kol eller väte. När vi tittar på kol ser vi att det finns sju atomer till vänster och bara en till höger. Så vi kan lägga till en koefficient på sju till höger.
c7h6o2 + O2 → 7co2 + H2O
för väte finns det sex atomer till vänster och två till höger., Så lägger vi till en koefficient på tre till höger.
c7h6o2 + O2→ 7co2 + 3H2O
nu, för syre, kommer det att bli lite knepigt. Syre förekommer i varje molekyl i ekvationen, så vi måste vara mycket försiktiga när vi balanserar den. Det finns fyra atomer syre till vänster och 17 till höger. Det finns inget uppenbart sätt att balansera dessa siffror, så vi måste använda ett litet knep: fraktioner. Nu när vi skriver vårt slutliga svar kan vi inte inkludera fraktioner eftersom det inte är korrekt form, men det hjälper ibland att använda dem för att lösa problemet., Försök också att undvika övermanipulerande organiska molekyler. Du kan enkelt identifiera organiska molekyler, annars känd som cho-molekyler, eftersom de består av endast kol, väte och syre. Vi gillar inte att arbeta med dessa molekyler, eftersom de är ganska komplexa. Större molekyler tenderar också att vara stabilare än mindre molekyler, och mindre benägna att reagera i stora mängder.
så, för att balansera ut de fyra och sjutton, kan vi multiplicera O2 till vänster med 7,5. Det ger oss
c7h6o2 + 7.,5o2 → 7CO2 + 3H2O
Kom ihåg att fraktioner (och decimaler) inte är tillåtna i formella balanserade ekvationer, så multiplicera allt med två för att få heltalvärden. Vårt slutliga svar är nu
2c7h6o2 + 15O2 → 14CO2 + 6H2O
6. Fe2(SO4)3 + KOH → K2SO4 + Fe (OH) 3 –
Vi kan börja med att balansera järnet på båda sidor. Vänster har två medan höger bara har en. Så lägger vi till en koefficient på två till höger.
Fe2(SO4)3 + KOH → K2SO4 + 2FE(OH)3-
då kan vi titta på svavel., Det finns tre till vänster, men bara en till höger. Så lägger vi till en koefficient på tre till höger sida.
Fe2(SO4)3 + KOH → 3K2SO4 + 2FE(OH)3-
Vi är nästan klara. Allt som finns kvar är att balansera kalium. Det finns en atom till vänster och sex till höger, så vi kan balansera dessa genom att lägga till en koefficient på sex. Vårt slutliga svar är då
Fe2(SO4)3 + 6KOH → 3K2SO4 + 2FE(OH)3-
7., Ca3 (PO4)2 + SiO2 → p4o10 + CaSiO3
om man tittar på kalcium ser vi att det finns tre till vänster och en till höger, så vi kan lägga till en koefficient på tre till höger för att balansera dem ut.
Ca3(PO4)2 + SiO2 → p4o10 + 3casio3
för fosfor ser vi att det finns två till vänster och fyra till höger. För att balansera dessa, Lägg till en koefficient på två till vänster.
2Ca3(PO4)2 + SiO2 → p4o10 + 3casio3
Observera att genom att göra det ändrade vi antalet kalciumatomer till vänster., Varje gång du lägger till en koefficient, dubbelkontroll för att se om steget påverkar några element du redan har balanserat. I det här fallet har antalet kalciumatomer till vänster ökat till sex medan det fortfarande är tre till höger, så vi kan ändra koefficienten till höger för att återspegla denna förändring.
2Ca3(PO4)2 + SiO2 → p4o10 + 6CaSiO3
eftersom syre förekommer i varje molekyl i ekvationen kommer vi att hoppa över det för nu. Med fokus på kisel ser vi att det finns en till vänster, men sex till höger, så vi kan lägga till en koefficient till vänster.,
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 → P4O10 + 6CaSiO3
Nu kommer vi att kontrollera antalet syreatomer på varje sida. Vänster har 28 atomer och höger har också 28. Så, efter att ha kontrollerat att alla andra atomer är desamma på båda sidor också, får vi ett slutligt svar på
2ca3(PO4)2 + 6SiO2 → p4o10 + 6CaSiO3
8. KClO3 → KClO4 + KCl
det här problemet är särskilt knepigt eftersom varje atom, utom syre, förekommer i varje molekyl i ekvationen. Så, eftersom syre visas minst antal gånger, börjar vi där., Det finns tre till vänster och fyra till höger. För att balansera dessa finner vi den lägsta gemensamma multipeln; i det här fallet 12. Genom att lägga till en koefficient på fyra till vänster och tre till höger kan vi balansera oxygenerna.
4kclo3 → 3kclo4 + KCl
Nu kan vi kontrollera kalium och klor. Det finns fyra kaliummolekyler till vänster och fyra till höger, så de är balanserade. Klor är också balanserat, med fyra på varje sida, så vi är färdiga, med ett slutligt svar på
4kclo3 → 3kclo4 + KCl
9., Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → Al (OH)3 + CaSO4
Vi kan börja här genom att balansera aluminiumatomerna på båda sidor. Vänster har två molekyler medan höger bara har en, så vi lägger till en koefficient på två till höger.
Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → 2AL(OH) 3 + CaSO4
Nu kan vi kontrollera svavel. Det finns tre till vänster och bara en till höger, så att lägga till en koefficient på tre kommer att balansera dessa.,
Al2 (SO4)3 + Ca(OH)2 → 2AL(OH) 3 + 3caso4
flytta höger längs till kalcium, det finns bara en till vänster men tre till höger, så vi borde lägga till en koefficient på tre.
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2AL(OH)3 + 3caso4
dubbelkontrollera alla atomer, vi ser att alla element är balanserade, så vår slutliga ekvation är
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2AL(OH)3 + 3CaSO4
10., H2SO4 + HI → H2S + I2 + H2O
eftersom väte inträffar mer än en gång till vänster kommer vi tillfälligt att hoppa över det och flytta till svavel. Det finns en atom till vänster och en till höger, så det finns inget att balansera ännu. Om man tittar på syre finns det fyra till vänster och en till höger, så vi kan lägga till en koefficient på fyra för att balansera dem.
H2SO4 + HI → H2S + I2 + 4h2o
det finns bara en jod till vänster och två till höger, så en enkel koefficientändring kan balansera dem.,
H2SO4 + 2HI → H2S + I2 + 4h2o
Nu kan vi titta på det mest utmanande elementet: väte. Till vänster finns det fyra och till höger finns det tio. Så vi vet att vi måste ändra koefficienten för antingen H2SO4 eller HI. Vi vill ändra något som kommer att kräva minst tweaking efteråt, så vi kommer att ändra Hi-koefficienten. För att få vänster sida att ha tio atomer väte behöver vi HI för att ha åtta atomer väte, eftersom H2SO4 redan har två. Så vi kommer att ändra koefficienten från 2 till 8.,
H2SO4 + 8HI → H2S + I2 + 4h2o
detta ändrar emellertid också balansen för jod. Det finns nu åtta till vänster, men bara två till höger. För att fixa detta lägger vi till en koefficient på 4 till höger. Efter att ha kontrollerat att allt annat balanserar ut också får vi ett slutligt svar på
H2SO4 + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O
som med de flesta färdigheter gör praktiken perfekt när man lär sig att balansera kemiska ekvationer. Fortsätt arbeta hårt och försöka göra så många problem som möjligt för att hjälpa dig att finslipa dina balanseringsförmåga.,
har du några tips eller tricks som hjälper dig att balansera kemiska ekvationer? Låt oss veta i kommentarerna!
låt oss omsätta allt i praktiken. Prova denna allmänna Kemi praxis fråga:
letar du efter mer allmän kemi praxis?
Du kan hitta tusentals övningsfrågor på Albert.io. – herr talman! Albert.io låter dig anpassa din inlärningsupplevelse för att rikta praktiken där du behöver mest hjälp. Vi ger dig utmanande övningsfrågor för att hjälpa dig att uppnå behärskning i allmän kemi.
börja träna här.,
är du en lärare eller administratör intresserad av att öka allmänna Kemi studentresultat?
Läs mer om våra skollicenser här.