Kimyasal Denklemlerin Dengelenmesi: Yöntem ve Örnekler
Kimyasal denklemlerin dengelenmesi, bu denklemde bulunan tüm elementlerin her iki tarafta aynı sayıda atom bulunduğunu belirtir. Bunu başarmak için, reaksiyonda bulunan her tür için uygun stokiyometrik katsayıları atamak için dengeleme yöntemlerini kullanmak gerekir.
Kimyasal bir denklem, iki veya daha fazla madde arasındaki kimyasal reaksiyon sırasında olanların sembollerle gösterimidir. Tepkenler birbirleriyle etkileşime girerler ve tepkime koşullarına bağlı olarak, bir veya daha fazla farklı bileşik ürün olarak elde edilir.
Bir kimyasal denklemi tanımlarken, aşağıdakiler dikkate alınmalıdır: İlk önce, tepkimeye giren maddeler denklemin sol tarafına yazılır, ardından gerçekleştirilen reaksiyonun türüne bağlı olarak tek yönlü bir ok veya iki zıt yatay ok izlenir. dışarı.
Kimyasal denklemlerin dengeleme yöntemleri
Tepkenlerin ve ürünlerin bilinmesi ve formüllerinin kendilerine karşılık gelen tarafta doğru bir şekilde ifade edilmesinin temelini alarak, denklemleri aşağıdaki yöntemlere göre dengelemeye devam ediyoruz.
Kimyasal denklemlerin deneme yanılma ile dengelenmesi (ayrıca inceleme veya deneme olarak da adlandırılır)
Reaksiyonun stokiyometrisine dayanır ve denklemin dengelenmesi için farklı katsayılarla denemeye çalışır, mümkün olan en küçük tam sayıların her iki tarafta da aynı sayıda atomun elde edildiği seçildiği sürece reaksiyonun
Bir tepken ya da ürünün katsayısı, formülünden önce gelen sayıdır ve bir denklemin dengelenmesi sırasında değiştirilebilecek tek sayıdır, çünkü formüllerin aboneliklerini değiştirmek, bileşiğin kimliğini değiştirecektir. söz konusu.
Say ve karşılaştır
Reaksiyonun her bir elementini belirledikten ve doğru tarafa yerleştirdikten sonra, denklemde mevcut olan her bir elementin atom sayısını saymaya ve karşılaştırmaya ve dengeli olması gerekenleri belirlemeye devam ederiz.
Daha sonra, her bir elemanın dengelenmesiyle (birer birer), dengesiz elemanlar içeren her bir formülün önündeki tam katsayıları yerleştirerek devam ediyoruz. Genellikle metalik elementler önce dengelenir, sonra metalik olmayan elementler ve son olarak oksijen ve hidrojen atomları.
Bu şekilde, her bir katsayı önceki formülün tüm atomlarını çoğaltır; yani bir eleman dengelenirken diğerleri dengesizlik yapabilir, ancak bu reaksiyon dengelendikçe düzeltilir.
Son olarak, tüm denklemin doğru bir şekilde dengelenmesi, yani maddenin korunma kanununa uyması son bir sayıyla desteklenir.
Kimyasal denklemlerin cebirsel dengesi
Bu yöntemi kullanmak için, kimyasal denklemlerin katsayılarını, çözülmesi gereken sistemin bilinmeyenleri olarak ele almak için bir prosedür kurulmuştur.
İlk olarak, reaksiyonun spesifik bir elemanı referans olarak alınır ve katsayılar, her bir moleküldeki o elementin mevcut atomlarına göre bilinmeyenleri temsil eden harfler (a, b, c, d ...) şeklinde yerleştirilir. bir tür içermeyen bir tür "0" yerleştirilir.
Bu birinci denklemi elde ettikten sonra, reaksiyonda bulunan diğer elementlerin denklemleri belirlenir; bu reaksiyondaki elementler kadar çok denklem olacak.
Son olarak, bilinmeyenler, cebirsel indirgeme, eşitleme veya ikame metotlarından biri ile belirlenir ve doğru dengelenmiş denklemle sonuçlanan katsayılar elde edilir.
Dengeleme redoks denklemleri (iyon elektron yöntemi)
İlk olarak, genel (dengesiz) reaksiyon iyonik formunda yerleştirilir. Daha sonra bu denklem, her biri atom sayısına, türüne ve yüklerine göre dengeleme yapan, oksidasyon ve indirgeme olmak üzere iki yarı reaksiyona bölünür.
Örneğin, bir asit ortamında meydana gelen reaksiyonlar için, oksijen atomlarını dengelemek için H20 molekülleri eklenir ve hidrojen atomlarını dengelemek için H + eklenir.
Buna karşılık, alkalin bir ortamda, her H + iyonu için denklemin iki tarafına eşit miktarda OH-, eklenir ve burada H + ve OH- iyonları H 2 molekülleri oluşturmak için bir araya gelir.
Elektron ekle
Daha sonra, her bir yarım reaksiyondaki maddeyi dengelemeden sonra, yükleri dengelemek için gerektiği kadar elektron eklemelisiniz.
Her yarım reaksiyonun yuvarlanmasından sonra, bunlar eklenir ve son denklemin deneme yanılma ile dengelenmesi ile sonuçlanır. İki yarı reaksiyonun elektronlarının sayısında bir fark olması durumunda, biri veya her ikisi de bu sayıya eşit bir katsayı ile çarpılmalıdır.
Son olarak, denklemin, küresel denklemin her iki tarafında aynı yüklere sahip olmasının yanı sıra aynı sayıda atom ve aynı atom tipini içermesi doğrulanmalıdır.
Dengeleyici kimyasal denklem örnekleri
İlk örnek
Bu dengeli bir kimyasal denklemin bir animasyonu. Fosfor pentoksit ve su fosforik aside dönüştürülür.
P4O10 + 6 H20 → 4 H3P04 (-177 kJ).
İkinci örnek
Etanın yanma reaksiyonuna sahipsiniz (dengesiz).
C2H6 + O2 → C02 + H20
Dengeleme için deneme yöntemi ve hata kullanılarak, elementlerin hiçbirinin denklemin her iki tarafında aynı sayıda atom bulunmadığı görülmüştür. Böylece, karbonu dengeleyerek, ürünlerin yanında ona eşlik eden iki stokiyometrik katsayısı ekleyerek başlıyoruz.
C2H6 + O 2 → 2CO 2 + H20
Her iki tarafta da karbon dengeli olduğundan, su molekülüne bir üç ekleyerek hidrojeni dengelemeye devam ediyoruz.
C2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
Son olarak, denklemin sağ tarafında yedi oksijen atomu bulunduğundan ve dengelenmesi gereken son element olduğundan, 7/2 fraksiyonel sayı oksijen molekülünün önüne yerleştirilir (tüm katsayılar genel olarak tercih edilse de).
C2H6 + 7 / 2O2 → 2CO2 + 3H2O
Daha sonra denklemin her iki tarafında aynı sayıda karbon atomunun (2), hidrojen (6) ve oksijenin (7) olduğu doğrulanır.
Üçüncü örnek
Demirin dikromat iyonları tarafından oksidasyonu bir asit ortamında (dengesiz ve iyonik haliyle) meydana gelir.
Fe2 + + Cr20 7 2- → Fe3 + + Cr3 +
Dengeleme için iyon elektron yöntemini kullanarak, iki yarı reaksiyona bölünür.
Yükseltgenme: Fe2 + → Fe3 +
Azaltma: Cr 2 O 7 2- → Cr3 +
Demir atomları zaten dengeli olduğundan (1: 1), yükü dengelemek için ürünlerin yanına bir elektron eklenir.
Fe2 + → Fe3 + + e-
Şimdi, Cr atomları dengelenir ve denklemin sağ tarafına iki tane eklenir. Sonra, reaksiyon bir asit ortamında gerçekleştiğinde, oksijen atomlarını dengelemek için ürünlerin yanlarına yedi H20 molekülü eklenir.
Cr20 7 2- → 2Cr3 + + 7H20
H atomlarını dengelemek için, tepkenlerin yanına on dört H + iyonu eklenir ve malzemeyi eşitledikten sonra, yükler aynı taraftaki altı elektronun eklenmesiyle dengelenir.
Cr20 7 2- + 14H + + 6e- → 2Cr3 + + 7H20
Son olarak, her iki yarı reaksiyon da eklenir, ancak oksidasyon reaksiyonunda sadece bir elektron olduğundan, bunların hepsinin altı ile çarpılması gerekir.
6Fe2 + + Cr2O7 2- + 14H + + 6e- → Fe3 + + 2Cr3 + + 7H2O + 6e-
Son olarak, küresel iyonik denklemin her iki tarafında elektronların elimine edilmesi gerekir, bu da yüklerinin ve maddelerin doğru şekilde dengelendiğini doğrular.
