試行錯誤バランシングは、物質の保全は、所定の反応のための化学反応式で満たされていることを確認しようと試行錯誤方法で構成されています。つまり、反応物と生成物の原子数を等しくするためです。したがって、それらは薄い空気から原子を消したり、作成したりしません。
ラッシュに応じて、これは通常面白い操作であり、化学量論係数と添え字に関する理解を深めます。それはそのようには見えないかもしれませんが、試行錯誤は多くの概念を習得することを含み、ほとんど無意識のうちに化学に手を出す人々に適用されます。
試行錯誤による化学方程式のバランス調整は、シーソーを空中で水平にしようとするようなものです。michael maggioreによるPixabayからの画像
したがって、バランス調整は、シーソー（またはシーソー）を水平にするために行われる労力に似ています。つまり、どちらの端も一方の側に下がり、もう一方の端は上がります。スケールもこれを完全に示しています。
あなたが経験を積んでいるように、この平衡化は、化学方程式が複雑すぎない限り、精神的に行うことさえできます。悪いスイングは反応の解釈を完全に台無しにするので、誤食を避けるために冷静にそれを行うことが不可欠です。
手順
不均衡な方程式を書く
どのようなバランシングが必要かに関わらず、常に手元にあるアンバランスな方程式から始める必要があります。同様に、その要素について明確にすることが重要です。次の化学式を仮定します。
A + B→3C + D
種A、B、C、Dは分子です。この方程式は、その原子について何も教えていないため、バランスをとることはできません。分子ではなく、原子のバランスが取れています。
A、B、Dの化学量論係数は1ですが、Cは3です。これは、1分子またはモルのAが1分子またはモルのBと反応して、3分子またはモルのC、および1分子を生成することを意味します。またはDのモル。原子を表示するときは、化学量論の添え字を紹介します。
化学量論係数と添え字を確認する
次の方程式を考えます。
CH 4 + O 2 →CO 2 + H 2 O
化学量論の添え字は、分子を構成する各要素の原子の数を示します。これらは、原子の右側の最小数であるために認識されます。たとえば、CH 4には1つの炭素原子（1はリストされていません）と4つの水素原子があります。
最初に最小の比率で原子のバランスをとります
上記の不均衡方程式によれば、炭素はマイナー原子です。これは、単一の反応物質（CH 4）と単一の生成物（CO 2）の一部です。これを見ると、反応物側と生成物側の両方にC原子があります。
酸素原子によるバランス
CH 4 + O 2 →CO 2 + H 2 O
2 O 3 O
添え字を変更することはできませんが、方程式のバランスを取るために化学量論係数のみを変更します。右側には酸素が多いので、O 2に係数を追加します。
CH 4 + 2O 2 →CO 2 + H 2 O
4または3
C原子のバランスが崩れるため、CO 2の係数には影響を与えたくないので、H 2 Oの係数を変更します。
CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O
4または4
最後に水素原子のバランスをとります
酸素原子のバランスを調整したら、最終的に水素原子のバランスを調整します。数回これらは最後にそれ自体でバランスをとられます。
CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
そして、方程式は試行錯誤によってバランスが取れています。これらのステップの順序は常に満たされるわけではありません。
例
バランスのとれた方程式を以下に示し、その原子の数が矢印の両側で等しいことを確認します。
SO 2 + 2H 2 →S + 2H 2 O
P 4 + 6F 2 →4PF 3
2HCl→H 2 + Cl 2
C + O 2 →CO 2
演習
いくつかの提案された演習は、以下で解決されます。それらのいくつかでは、ステップの順序を壊して、最後に少数原子のバランスをとることが便利な場合があります。
演習1
次の化学方程式を試行錯誤してバランスをとります。
SO 3 →SO 2 + O 2
1S 1S
3または4
要素の原子の総数を与えるには、係数が添え字を掛けることを強調することが重要です。たとえば、6N 2を使用すると、合計12個のN原子が得られます。
最初の硫黄はすでにバランスが取れているので、酸素を続けます。
3 O 4 O
係数をSO 3に変更して、左側の酸素のバランスをとる必要があります。
2SO 3 →SO 2 + O 2
6 O 4 O
2S S
ここで、酸素原子の前に最初に硫黄原子のバランスを調整することに関心があります。
2SO 3 →2SO 2 + O 2
2S 2S
6または6O
結局、酸素原子はそれ自体で均衡を保ったままであったことに注意してください。
演習2
次の化学方程式を試行錯誤してバランスをとります。
CH 4 + H 2 O→CO + H 2
炭素と酸素はすでにバランスが取れており、水素と同じ方法ではありません：
6H 2H
私たちがしなければならないのは、右側の水素が増えるようにH 2の係数を変更することだけです。
CH 4 + H 2 O→CO + 3H 2
6H 6H
そして方程式は完全にバランスが取れています。
演習3
次の化学方程式を試行錯誤してバランスをとります。
C 2 H 4 + O 2 →CO 2 + H 2 O
炭素のバランスを再び取り始めます：
C 2 H 4 + O 2 →2CO 2 + H 2 O
2C 2C
2O 5O
4H 2H
今回は、酸素よりも水素を最初にバランスさせる方が簡単であることに注意してください。
C 2 H 4 + O 2 →2CO 2 + 2H 2 O
4H 4H
2O 6O
ここで、酸素のバランスをとるためにO 2の係数を変更します。
C 2 H 4 + 3O 2 →2CO 2 + 2H 2 O
6O 6O
そして、方程式はすでにバランスが取れています。
演習4
最後に、やりがいのある方程式は、試行錯誤によってバランスが取られます。
N 2 + H 2 O→NH 3 + NO
窒素と酸素はすでにバランスが取れていますが、水素はバランスが取れていません：
2H 3H
H 2 OとNH 3の係数を変更してみましょう。
N 2 + 3H 2 O→2NH 3 + NO
6H 6H
3O O
2N 3N
試行錯誤により、NOの係数を変化させます。
N 2 + 3H 2 O→2NH 3 + 3NO
6H 6H
3O 3O
2N 5N
そして今、窒素は不均衡です。Nの五重係数：ここでは、急激な変化にするために便利である2：
5N 2 + 3H 2 O→2NH 3 + 3NO
10 N 5N
6H 6H
3O 3O
私たちは、NHの係数をプレイするためにこのように、それが残っている3彼らは10個の窒素を加えると同時に、酸素と水素原子のバランスをとるようにしてNO。このスコアを試してみましょう：
5N 2 + 3H 2 O→5NH 3 + 5NO
10 N 10 N
6 H 15H
3O 5O
ただし、水素は非常に不均衡に見えます。したがって、係数を再度変更します。
5N 2 + 3H 2 O→4NH 3 + 6NO
10 N 10 N
6H 12H
3O 6O
左側には酸素と水素の2倍があることに注意してください。この時点で、H 2 Oの係数を2倍にするだけで十分です。
5N 2 + 6H 2 O→4NH 3 + 6NO
10 N 10 N
12H 12H
6O 6O
そして、方程式は最終的にバランスが取れています。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。（2008）。化学 （第8版）。CENGAGEラーニング。
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