In a chemical reaction, the quantity of each element does not change, meaning both sides of the equation must represent the same quantity of each element or particle (if they didn’t, it would violate the law of conservation of mass).
In the case of net ionic reactions, the same charge must be present on both the reactant side and product side of the unbalanced equation. By changing the coefficients for each compound, a chemical equation can be balanced.
There are three common methods for balancing chemical equations: inspection, linear systems, or using a chemical equation balancer (such as the one on this page).
Расставьте коэффициенты в уравнениях химических реакций и укажите тип химической реакции: CaO+P2O5= Ca3(PO4)2 NaNO3=NaNO2+O2 Pb3O4+H2=Pb+H2O Al+CuCl2=AlCl3Cu Формулы простых веществ подчеркните одной чертой, сложных- двумя. В CaO и CuCl2 определите валентность атомов.
1.3CaO+P2O5=Ca3(PO4)2 -соединение2.2NaNO3=2NaNO2+O2-разложение3. Pb3O4+2H2=3Pb+4H2O – замещение 4.2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu-замещениеПростые вещества:O2,H2,AlОстальные сложныеСаO валентность и Са и О=2СuCl2 валентность Сu=2 ; Cl2=1
Расстановка коэффициентов в уравнении онлайн
1) Для того,чтобы расставить расставить коэффициенты в уравнении химической реакции онлайн вставьте уравнение и нажмите “Уравнять”
2) Символы химических элементов следует записывать строго в том виде, в котором они фигурируют в таблице Менделеева. Т.е. первая буква в обозначении символа любого химического элемента должна быть заглавной, а вторая строчной. Например, символ химического элемента марганца следует записать как Mn, но не ни в коем случае как mn и mN;
3) Изредка возникают ситуации, когда формулы реагентов и продуктов записаны абсолютно верно, но коэффициенты все равно не расставляются. Такое может возникать в тех случаях, если коэффициенты в уравнении могут быть расставлены двумя или более способами. Наиболее вероятно возникновение такой проблемы с реакциями окисления органических веществ при которых рвется углеродный скелет. В таком случае попробуйте заменить неизменяемые фрагменты органических молекул на какой-нибудь произвольный символ, например радикал фенил C6H5 можно обозначить как Ph или X. Например, следующее уравнение:
не будет сбалансировано, так как возможна разная расстановка коэффициентов. Однако, введя обозначение C6H5 = Ph, расстановка коэффициентов происходит корректно:
Примечание
В случае, если программа оказалась полезной для Вас вы можете поделиться ссылкой на нее с друзьями в социальных сетях (кнопка внизу).
C+2O=CO2 (реакция соединения), 2) реакция разложения, коэффициенты не нужны, 3) Zn+2HCl = ZnCl2 +H2 (реакция замещения), 4) 2CO+O2=2CO2 (реакция замещения), 5) 3Mg+Fe2O3=2Fe+3MgO (реакция замещения), 6)4P+5O2=2P2O5 (реакция соединения), 7) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O (Реакция обмена).
The easiest way for beginners to balance simple chemical equations by hand is via inspection (also called trial and error).
The basic idea is to balance one element at a time (usually starting with the most complicated molecule, and ending with hydrogen and oxygen) until all the elements are balanced.
Example #1 (Trivial)
CaCO3 + HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
If we count up the number of each element on both the left-hand-side and right-hand-side, we see that all but Hydrogen and Chlorine are balanced.
There is 1 H and 1 Cl on the left, but 2 of each the right.
To balance H and Cl, we can put a 2 in front of HCl on the left-hand-side:
CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
Now that there is an equal quantity of Ca, C, Cl, H and O on both sides, the chemical equation is balanced.
Even though it was simple, there are actually quite a few cases where you can balance the chemical equation in one step:
Also, be aware that sometimes no balancing is needed. That is the case in chemical equations like:
Example #2 (Simple)
Na + H2O = NaOH + H2
In this case, there are an equal number of Na and O atoms, but like last time, H needs to be balanced, with 2 on the left, and 3 on the right.
Lets start by balancing hydrogen. Because 3 is not divisible by 2, it means coefficients of multiple compounds containing H will need to be changed.
First, lets put a 2 in front of H2O:
Na + 2 H2O = NaOH + H2
Notice how the 2 in front of H2O is “distributed” to both the H2 and the O. We now have 4 H, 2 O and 1 Na atom on the left, but 3 H, 1 O and 1 Na atom on the right.
We went from 1 unbalanced element to multiple. This is common and doesn’t mean any mistakes were made.
Как упоминалось ранее, мы знали, что нам нужно обновить несколько коэффициентов, чтобы сбалансировать атомы водорода. В качестве следующего шага давайте снова сбалансируем H, поставив 2 перед NaOH, чтобы уравнение выглядело так:
Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2
Вы можете задаться вопросом, почему вместо этого мы не увеличили количество молекул H2. Мы могли бы попробовать, но поняли бы, что нам придется снова сбалансировать H (отсюда и метод проб и ошибок).
Если мы снова посчитаем количество атомов, то у нас будет 4 Н и 2 О с обеих сторон, но с левой стороны будет 1 атом натрия, а с правой стороны 2 атома натрия.
На предыдущем этапе мы фактически сбалансировали и атомы кислорода!
Но, к сожалению, это все еще несбалансированное уравнение 😢. Давайте исправим это, поставив 2 перед Na:
2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2
И вот оно! Подсчитав все, вы увидите, что с обеих сторон одинаковое количество каждого химиката, значит, наша работа завершена!👍
Попробуйте попрактиковаться в том, что вы уже узнали:
Пример №3 (Сложный)
Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
В левой части находится 1 медь, а в правой — 1 медь, поэтому атомы меди сбалансированы.
Однако в левой части есть 1 H, 1 N и 3 O, а в правой части — 2 H, 3 N и 9 O.
Это уравнение не сбалансировано, потому что в обеих частях уравнения содержится неравное количество H, N и O.
Чтобы сбалансировать данное уравнение, поставьте 3 перед HNO3 в левой части, чтобы получить по 3 N с обеих сторон:
Cu + HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
В качестве побочного эффекта О также было сбалансировано по 9 с каждой стороны.
Поскольку H — единственный оставшийся несбалансированный элемент, на следующем этапе мы поставим 2 перед H2O, чтобы попытаться сбалансировать его.
Надеюсь, вы видите, что в результате O станет несбалансированным, и поскольку, как и раньше, 3 не делится на 2, потребуется несколько шагов для балансировки водорода, так что впереди еще много работы, но у нас есть это 💪:
Cu + HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + NO2 + 2 H2O
Подсчитав ещё раз, имеем:
Как мы и предсказывали и как видно из таблицы выше, нам все еще нужно сбалансировать H и O.
Для этого добавим еще одну молекулу HNO3 и получим:
Cu + HNO3 = 4 Cu(NO3)2 + NO2 + 2 H2O
Несмотря на то, что мы теперь сбалансировали H, нам нужно снова сбалансировать N 😔. Не расстраивайтесь, мы уже совсем близко!
Если вы присмотритесь, то заметите, что нам нужен всего лишь 1 N и 2 O справа, чтобы все было сбалансировано, и, к счастью, справа у нас есть молекула NO2. Если добавить еще один, то получим:
Cu + HNO3 = 4 Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
Теперь уравнение сбалансировано, поскольку в левой и правой частях уравнения содержится одинаковое количество веществ.
Пример №4 (Сложный)
Хотя уравнение может показаться простым, оно более сложное, чем предыдущие примеры, и требует большего количества шагов, поэтому давайте начнем с написания таблицы, чтобы отслеживать каждый тип атома:
Далее давайте сбалансируем H. Как и раньше, поскольку 3 не делится на 2, это потребует нескольких шагов, но в отличие от прошлого раза, чтобы сэкономить время, давайте сбалансируем H за один раз, используя некоторые базовые математические вычисления.
Поскольку H существует только в одном веществе с каждой стороны, давайте найдем наименьшее общее кратное 3 и 2, равное 6, а затем увеличим коэффициенты для каждой стороны, чтобы обе стороны имели по 6 атомов водорода:
Опять же, в таблице все выглядит обманчиво близко к завершению, но у нас еще есть пара шагов, чтобы сбалансировать уравнение. Чтобы сбалансировать Cl, добавим еще одну молекулу FeCl2:
Теперь Железо не сбалансировано (впервые), но у нас есть легкое решение. Добавим еще один атом Fe слева и получим:
Хотя нам потребовалось несколько попыток, нам наконец удалось сбалансировать уравнение.
Практика балансировки химических уравнений с помощью проверки
Надеюсь, к настоящему времени вы освоили метод проверки/проб и ошибок для балансировки химических уравнений.
Потренируйтесь, сбалансировав несколько приведенных ниже уравнений.
Если вы застряли, щелкните ссылку, чтобы использовать наш калькулятор баланса химических уравнений, чтобы увидеть сбалансированный результат и четыре простых шага, чтобы его получить:
Использование балансировщика химических уравнений
Обратите внимание, что два описанных ранее метода балансировки уравнений не единственные.
Химические уравнения окислительно-восстановительного процесса (восстановления-окисления) должны быть сбалансированы с использованием ионно-электронного метода, метода степени окисления или метода ARS.
Для этого вы можете использовать наш калькулятор окислительно-восстановительных уравнений, чтобы убедиться, что окислительно-восстановительные реакции сбалансированы в соответствии с их степенями окисления.
Если вам нужно найти чистое ионное уравнение, воспользуйтесь нашим калькулятором чистых ионных реакций.
Популярные химические уравнения
Обычно вам дают уравнение баланса, в котором вы знаете только реагент или химические вещества продукта, а не то и другое.
В этих случаях вам необходимо спрогнозировать продукты или реагенты (совет: наш калькулятор балансовых химических уравнений обычно может работать как калькулятор продуктов химических уравнений, если введены только реагенты).
Чтобы помочь, мы составили список распространенных реакций на баланс:
Комбинирование инспекции + линейные системы
Чтобы сделать процесс быстрее и проще, инспекционную и линейную системы можно объединить, чтобы получить более практичный алгоритм:
Как видите, это тот же результат, который мы получили ранее, используя алгебраический метод балансировки химических уравнений.
Использование линейных систем уравнений
В реакциях, в которых участвуют многие соединения или элементы (обычно оба!), сбалансировать уравнения с помощью проверки может быть непросто и непрактично.
Вместо этого уравнения можно сбалансировать с помощью алгебраического метода, основанного на решении набора линейных уравнений.
Надеюсь, к настоящему времени вы хотя бы немного знакомы хотя бы с основами алгебры или, чтобы еще проще, с линейной алгеброй.
Линейные системы, хотя и кажутся сложными, могут легко сбалансировать даже сложные химические уравнения, и их можно упростить, используя калькулятор для решения систем уравнений.
Если для решения линейных уравнений используются матрицы, это также иногда называют матричным методом.
Баланс KMnO4 + HCl алгебраическим методом
KMnO4 + HCl = KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Коэффициенты в сбалансированных химических уравнениях представляют собой как основные единицы, так и мольные соотношения веществ.
На первом этапе мы присваиваем переменные каждому из неизвестных коэффициентов. В этом примере мы будем использовать a-f, но вы можете использовать любые имена, которые вам нравятся.
Совет: если ваше уравнение содержит одинокие электроны, обозначенные буквой e, вы можете пропустить e в качестве переменной, чтобы избежать путаницы 😂.
а KMnO4 + b HCl = c KCl + d MnCl2 + e Cl2 + f H2O
Далее мы создадим систему линейных уравнений, где каждое уравнение представляет один из элементов уравнения, а каждый член в уравнениях представляет общее количество атомов каждого элемента в соответствующем веществе.
Поскольку из-за сохранения массы в каждой части уравнения должно быть одинаковое количество каждого атома, мы установим члены-реагенты равными членам произведения.
Если все это звучит сложно, то станет понятнее, если мы напишем уравнения:
Уравнение: KMnO4 + HCl = KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
К: 1а = 1в
Мн: 1а = 1г
О: 4а = 1е
Ч: 1б = 2ф
Сл: 1б = 1в + 2д + 2е
В целом, это относительно простой пример, не считая уравнения для Cl.
У нас есть 5 уравнений и 6 неизвестных, что означает, что технически у нас бесконечное количество решений, но в этом случае, поскольку у нас только на 1 неизвестное больше, чем у уравнений, мы можем просто взять простейшее целочисленное решение.
Вы можете использовать любой известный вам метод решения систем линейных уравнений (например, подстановку, исключение, сокращенные звенья строк, исключение Гаусса-Жордана или калькулятор), чтобы перейти к следующему шагу решения для каждого неизвестного:
Поскольку мы хотим, чтобы результат имел наименьшие целые коэффициенты, f должно быть наименьшим общим кратным знаменателей каждого коэффициента в других уравнениях, которое в данном случае равно 8.
Замените f на 8, чтобы получить:
Наконец, подставьте известные значения в исходное уравнение с переменными коэффициентами, чтобы получить сбалансированное уравнение:
2 KMnO4 + 16 HCl = 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8 H2O
Практика балансировки химических уравнений с использованием линейных систем
Попробуйте попрактиковаться в методе, описанном ранее, балансируя эти уравнения:
Если вы застряли, нажмите на уравнение, чтобы получить пошаговое решение, используя алгебраический метод с помощью нашего балансировщика химических уравнений.