化学方程式のバランスを取ることは、方程式のすべての要素が各側に同じ数の原子を持つことを意味します。これを達成するために、反応に存在する各種に適切な化学量論係数を割り当てるためにバランス方法を使用する必要があります。
化学方程式は、2つ以上の物質間の化学反応の過程で何が起こるかを記号で表したものです。反応物は互いに相互作用し、反応条件に応じて、1つまたは複数の異なる化合物が生成物として得られる。
化学式を説明するときは、次のことを考慮に入れる必要があります。最初に、反応物質を式の左側に記述し、次に、実行される反応のタイプに応じて、一方向矢印または2つの反対の水平矢印を記述します。ケープ。
化学方程式のバランス方法
これは、反応の化学量論に基づいており、各要素の同じ数の原子が両側で得られる最小の整数が選択されることを条件として、方程式のバランスをとるために異なる係数で試行を試みます。反応の。
反応物質または生成物の係数は、その式の前の数字であり、式の添字が変更されると化合物のIDが変更されるため、方程式のバランスをとるときに変更できる唯一の数値です。問題です。
カウントして比較する
反応の各要素を特定し、それを正しい側に配置した後、方程式に存在する各要素の原子の数を数えて比較し、バランスをとる必要のある原子を決定します。
次に、不均衡な要素を含む各数式の前に整数係数を配置することにより、各要素の均衡化が（一度に1つずつ）続行されます。通常、金属元素が最初にバランスを取り、次に非金属元素がバランスを取り、最後に酸素と水素原子をバランスさせます。
したがって、各係数は前の式のすべての原子を乗算します。そのため、1つの要素が他の要素とバランスしている間、他の要素はアンバランスになる可能性がありますが、これはリアクションがバランスするときに修正されます。
最後に、方程式全体が正しくバランスが取れていること、つまり、物質の保存の法則に従っていることが最後のカウントによって確認されます。
化学方程式の代数バランス
この方法を使用するには、化学方程式の係数を解く必要があるシステムの未知数として扱うための手順を確立します。
そもそも、反応の特定の要素が参照として使用され、係数は文字（a、b、c、d …）として配置されます。これは、各分子内のその要素の既存の原子に従って、未知数を表します（ifその要素を含まない種は「0」に配置されます）。
この最初の方程式を取得した後、反応に存在する他の要素の方程式が決定されます。この反応の要素の数と同じ数の方程式が存在します。
最後に、未知数は、還元、等化、または置換の代数的方法の1つによって決定され、正しくバランスの取れた方程式になる係数が取得されます。
レドックス方程式の平衡化（イオン電子法）
一般的な（不均衡な）反応は、最初にそのイオン形態で行われます。次に、この方程式は、酸化と還元という2つの半反応に分割され、原子数、タイプ、電荷に応じてそれぞれのバランスをとります。
たとえば、酸性媒体で発生する反応の場合、分子にH 2 O が追加されて酸素原子のバランスが取られ、H +が水素原子のバランスが取られます。
一方、アルカリ性媒体中で、OH等しい数-イオンに追加された各時間式の両辺+のイオン、そしてここで、H +とOH -イオンが発生し、それらがHを形成するために参加2 O 分子。
電子を追加する
次に、各半反応で物質のバランスをとった後、電荷をバランスさせるために必要な数の電子を追加する必要があります。
各半反応のバランスが取られた後、これらは合計され、最終的な方程式は試行錯誤によってバランスが取られます。2つの半反応の電子数が異なる場合は、一方または両方に、この数に等しい係数を掛ける必要があります。
最後に、方程式には、グローバル方程式の両側に同じ電荷があることに加えて、同じ数の原子と同じタイプの原子が含まれていることを確認する必要があります。
化学方程式のバランスをとる例
出典：wikimedia.org。著者：エファート。
これはバランスの取れた化学方程式のアニメーションです。五酸化リンと水はリン酸に変換されます。
P4O10 + 6 H2O→4 H3PO4（-177 kJ）。
2番目の例
エタンの燃焼反応があります（アンバランス）。
C 2 H 6 + O 2 →CO 2 + H 2 O
試行錯誤の方法を使用してバランスをとると、方程式の両側に同じ数の原子を持つ要素はないことがわかります。したがって、炭素のバランスをとることから始め、製品側でそれに伴う化学量論係数として2を追加します。
C 2 H 6 + O 2 →2CO 2 + H 2 O
炭素は両側でバランスが取れているので、水素は水分子に3を加えることでバランスが取れています。
C 2 H 6 + O 2 →2CO 2 + 3H 2 O
最後に、方程式の右側に7つの酸素原子があり、バランスを取るために残された最後の要素であるため、分数7/2は酸素分子の前に配置されます（ただし、整数係数が一般的に好ましいです）。
C 2 H 6 + 7 / 2O 2 →2CO 2 + 3H 2 O
次に、方程式の各辺に同じ数の炭素（2）、水素（6）、酸素（7）の原子があることを確認します。
3番目の例
酸性媒体（不均衡でそのイオン形態）の重クロム酸イオンによる鉄の酸化が発生します。
Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- →Fe 3+ + Cr 3+
平衡化にイオン電子法を使用すると、2つの半反応に分けられます。
酸化：Fe 2+ →Fe 3+
還元：Cr 2 O 7 2- →Cr 3+
鉄原子はすでに平衡化されているため（1：1）、電荷を平衡化するために製品側に電子が追加されます。
鉄2+ →鉄3+ + E -
これで、Cr原子のバランスがとれ、式の右側から2が追加されます。次に、酸性媒体で反応が発生すると、7分子のH 2 Oが製品側に追加され、酸素原子のバランスがとられます。
Cr 2 O 7 2- →2Cr 3+ + 7H 2 O
H原子のバランスをとるために、14個のH +イオンが反応物側に追加され、物質を均一化した後、同じ側に6個の電子を追加することによって電荷がバランスされます。
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6eは- →2CR 3+ + 7H 2 O
最後に、両方の半反応が追加されますが、酸化反応には電子が1つしかないため、これらすべてに6を掛ける必要があります。
6Fe 2+ +のCr 2 O 7 2+ 14H + + 6eは- →のFe 3+ + 2CR 3+ + 7H 2 O + 6eと-
最後に、グローバルイオン方程式の両側の電子を除去して、それらの電荷と物質が正しくバランスしていることを確認する必要があります。
参考文献
- Chang、R.（2007）。化学。（第9版）。マグローヒル。
- Hein、M.、およびArena、S.（2010）。大学の化学の基礎、代替。books.google.co.veから復元
- Tuli、GD、およびSoni、PL（2016）。化学または化学方程式の言語。books.google.co.veから復元
- スピーディパブリッシング。 （2015）。化学方程式と回答（スピーディ研究ガイド）。 books.google.co.veから復元