- 단계
- 불균형 방정식 작성
- 화학 양론 계수 및 아래 첨자 검토
- 가장 작은 비율의 원자를 먼저 균형을 맞 춥니 다.
- 산소 원자에 의한 균형
- 마지막으로 수소 원자 균형
- 예
- 식
- 연습 1
- 연습 문제 2
- 연습 3
- 연습 4
- 참고 문헌
착오 밸런싱 물질의 보존은 주어진 반응에 대한 화학 수식 성취되도록하고자 시행 착오 방법을 구성; 즉, 반응물과 생성물의 원자 수를 동일하게 만드는 것입니다. 따라서 그들은 얇은 공기에서 사라지거나 원자를 생성하지 않습니다.
급한 상황에 따라 이것은 일반적으로 재미있는 작업이며 화학 양론 계수 및 아래 첨자에 대한 이해를 강화합니다. 그렇게 보이지는 않지만 시행 착오에는 많은 개념을 습득하는 것이 포함되며, 화학에 능숙한 사람들에게 거의 무의식적으로 적용됩니다.
시행 착오를 통해 화학 방정식의 균형을 맞추는 것은 공중에서 시소의 수평을 맞추는 것과 같습니다. Pixabay로부터 입수 된 Michael Maggiore 님의 이미지입니다.
따라서 균형 조정은 시소 (또는 시소)를 수평으로 맞추기 위해 수행되는 노력과 유사하므로 끝이 한쪽으로 떨어지지 않고 다른 쪽이 올라가도록합니다. 척도는 또한 이것을 완벽하게 보여줍니다.
경험이 있듯이 균형은 화학 방정식이 너무 복잡하지 않은 한 정신적으로도 할 수 있습니다. 나쁜 스윙은 반응의 해석을 완전히 망가 뜨리기 때문에 실수를 피하기 위해 침착하게하는 것이 필수적입니다.
단계
불균형 방정식 작성
어떤 균형이 필요한지에 관계없이 항상 불균형 방정식으로 시작해야합니다. 마찬가지로 해당 요소에 대해 명확히하는 것이 중요합니다. 다음 화학 방정식을 가정하십시오.
A + B → 3C + D
종 A, B, C 및 D는 분자입니다. 이 방정식은 원자에 대해 아무것도 알려주지 않기 때문에 균형을 이룰 수 없습니다. 원자는 분자가 아니라 균형을 이룹니다.
A, B 및 D는 모두 화학 양 론적 계수가 1이고 C가 3입니다. 이는 A의 1 분자 또는 몰이 B의 1 분자 또는 몰과 반응하여 3 분자 또는 몰의 C와 1 분자를 생성 함을 의미합니다. 또는 D의 몰입니다. 원자를 표시 할 때 화학 양 론적 첨자를 도입합니다.
화학 양론 계수 및 아래 첨자 검토
이제 다음 방정식을 가정하십시오.
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
화학 양 론적 첨자는 분자를 구성하는 각 원소의 원자 수를 알려주며, 원자의 오른쪽에있는 가장 작은 숫자이기 때문에 인식됩니다. 예를 들어, CH 4 는 1 개의 탄소 원자 (1은 나열되지 않음)와 4 개의 수소 원자를 가지고 있습니다.
가장 작은 비율의 원자를 먼저 균형을 맞 춥니 다.
위의 불균형 방정식에 따르면 탄소는 작은 원자입니다. 단일 반응물 (CH 4 )과 단일 생성물 (CO 2 )의 일부입니다. 보시면 반응물과 생성물쪽에 C 원자가 있습니다.
산소 원자에 의한 균형
CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
2O 3O
우리는 아래 첨자를 변경할 수 없지만 방정식의 균형을 맞추기 위해 화학 양 론적 계수 만 변경할 수 있습니다. 오른쪽에 더 많은 산소가 있으므로 O 2에 계수를 추가하려고합니다 .
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + H 2 O
4 또는 3
CO 2 계수 는 C 원자의 불균형을 초래하므로 영향을주지 않으려 고합니다 . 그런 다음 H 2 O 계수를 변경합니다 .
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4 또는 4
마지막으로 수소 원자 균형
산소 원자의 균형이 잡히면 마침내 수소 원자의 균형을 맞 춥니 다. 여러 번 이것들은 결국 균형을 이룹니다.
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
그래서 방정식은 시행 착오로 균형을 이루었습니다. 이러한 단계의 순서가 항상 충족되는 것은 아닙니다.
예
원자의 수가 화살표의 양쪽에서 같은지 확인하기 위해 균형 방정식이 아래에 나와 있습니다.
그래서 2 + 2H 2 → S + 2H 2 O
P 4 + 6F 2 → 4PF 3
2HCl → H 2 + Cl 2
C + O 2 → CO 2
식
제안 된 몇 가지 운동은 아래에서 해결됩니다. 그들 중 일부에서는 단계의 순서를 깨고 소수 원자를 마지막으로 균형을 잡는 것이 때때로 편리하다는 것을 알 수 있습니다.
연습 1
시행 착오를 통해 다음 화학 방정식의 균형을 맞 춥니 다.
SO 3 → SO 2 + O 2
1 초 1 초
3 또는 4
계수가 첨자를 곱하여 요소의 총 원자 수를 제공한다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 6N 2 는 총 12 개의 N 원자를 제공합니다.
처음에 유황은 이미 균형을 이루고 있으므로 산소를 계속 사용합니다.
3O 4O
왼쪽에있는 산소의 균형을 맞추기 위해 계수를 SO 3 로 변경해야합니다 .
2SO 3 → SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
이제 우리는 산소 원자보다 먼저 황 원자의 균형을 맞추는 데 관심이 있습니다.
2SO 3 → 2SO 2 + O 2
2S 2S
6 또는 6O
산소 원자는 결국 자체적으로 균형을 이룬 상태로 남아 있습니다.
연습 문제 2
시행 착오를 통해 다음 화학 방정식의 균형을 맞 춥니 다.
CH 4 + H 2 O → CO + H 2
탄소와 산소는 수소와 같은 방식이 아니라 이미 균형을 이루고 있습니다.
6H 2H
우리가해야 할 일은 오른쪽에 더 많은 수소를 갖도록 H 2 계수를 수정하는 것입니다 .
CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2
6H 6H
그리고 방정식은 완전히 균형을 이룹니다.
연습 3
시행 착오를 통해 다음 화학 방정식의 균형을 맞 춥니 다.
C 2 H 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O
탄소 균형을 다시 시작합니다.
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + H 2 O
2C 2C
2O 5O
4H 2H
이번에는 산소보다 먼저 수소 균형을 맞추는 것이 더 쉽습니다.
C 2 H 4 + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
2O 6O
이제 산소 균형을 맞추기 위해 O 2 계수를 수정합니다 .
C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O
6O 6O
그리고 방정식은 이미 균형을 이루고 있습니다.
연습 4
마지막으로, 도전적인 방정식은 시행 착오로 균형을 이룹니다.
N 2 + H 2 O → NH 3 + 아니오
질소와 산소는 이미 균형을 이루지 만 수소는 아닙니다.
하반기 3H
H 2 O와 NH 3 의 계수를 변경해 봅시다 .
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 아니오
6H 6H
3O O
2N 3N
시행 착오를 통해 NO 계수를 변경합니다.
N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
6H 6H
3O 3O
2N 5N
그리고 이제 질소는 균형이 맞지 않습니다. 여기서 갑작스런 변화를 만드는 것이 편리합니다. N 2 계수를 5 배로 늘리십시오 .
5N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3NO
10N 5N
6H 6H
3O 3O
우리 NH 계수 플레이하기 때문에, 그것은 남아 3 가 질소 (10)을 추가 함과 동시에, 산소 및 수소 원자를 균형 있도록하는 방법 및 NO. 이 점수를 시도해 보겠습니다.
5N 2 + 3H 2 O → 5NH 3 + 5NO
10N 10N
6 시간 15 시간
3O 5O
그러나 수소는 매우 불균형 해 보입니다. 따라서 계수를 다시 변경해 보겠습니다.
5N 2 + 3H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10N 10N
6H 12H
3O 6O
이제 왼쪽에는 두 배의 산소와 수소가 있습니다. 이 시점에서 H 2 O 의 계수를 두 배로 늘리면 충분합니다 .
5N 2 + 6H 2 O → 4NH 3 + 6NO
10N 10N
12H 12H
6O 6O
그리고 방정식은 마침내 균형을 이룹니다.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- 유기 화학. (sf). 시행 착오를 통한 화학 방정식 균형 조정-해결 연습. 출처 : quimica-organica.com
- 니사 가르시아. (2020). 균형 잡힌 화학 방정식 : 정의 및 예. 연구. 출처 : study.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 10 월 21 일). 화학 방정식의 균형을 맞추는 방법. 출처 : thoughtco.com
- 학습 가이드. (2019 년 5 월 11 일). 화학 반응의 시험 균형. 해결 된 운동. 출처 : quimicaencasa.com
- 콜로라도 볼더 대학교. (2019). 화학 방정식 균형. 출처 : phet.colorado.edu