Passaggi di bilanciamento di prova, esempi ed esercizi

Il tentativi ed errori Consiste in un metodo per tentativi ed errori che cerca di garantire che la conservazione della materia sia soddisfatta in un'equazione chimica per una data reazione; cioè, per equalizzare il numero di atomi dei reagenti e dei prodotti. Pertanto, gli atomi non svaniranno né verranno creati dal nulla..

A seconda della fretta, questa è solitamente un'operazione divertente, che rafforza la comprensione dei coefficienti stechiometrici e dei pedici. Anche se può non sembrare così, tentativi ed errori implicano la padronanza di molti concetti, applicati quasi inconsciamente a coloro che si dilettano nella chimica..

Pertanto, il bilanciamento assomiglia allo sforzo che si farebbe per livellare un'altalena (o un'altalena), in modo tale che nessuna delle estremità cada da un lato mentre l'altra si alza. Anche una scala lo illustra perfettamente.

Come hai esperienza, questo bilanciamento può anche essere fatto mentalmente, purché l'equazione chimica non sia troppo complicata. Un cattivo swing rovina completamente l'interpretazione di una reazione, quindi è fondamentale farlo con calma per evitare errori alimentari.

Indice articolo

• 1 passaggi
  • 1.1 Scrivi l'equazione sbilanciata
  • 1.2 Rivedere coefficienti stechiometrici e pedici
  • 1.3 Bilancia prima gli atomi nella proporzione più piccola
  • 1.4 Equilibrio da atomi di ossigeno
  • 1.5 Infine il bilanciamento degli atomi di idrogeno
• 2 esempi
• 3 esercizi
  • 3.1 Esercizio 1
  • 3.2 Esercizi 2
  • 3.3 Esercizio 3
  • 3.4 Esercizio 4
• 4 Riferimenti

Passi

Scrivi l'equazione sbilanciata

Indipendentemente dal motivo per cui è richiesto il bilanciamento, dovresti sempre iniziare con l'equazione sbilanciata a portata di mano. Allo stesso modo, è importante essere chiari sui suoi elementi. Assumi la seguente equazione chimica:

A + B → 3C + D

Dove le specie A, B, C e D sono molecolari. Questa equazione non può essere bilanciata perché non ci dice nulla sui suoi atomi. Gli atomi sono bilanciati, non le molecole.

Sia A, B che D hanno un coefficiente stechiometrico di 1, mentre C di 3. Ciò significa che 1 molecola o mole di A reagisce con una molecola o mole di B, per produrre 3 molecole o moli di C e una molecola o mole di D. Quando mostriamo gli atomi, introduciamo gli indici stechiometrici.

Rivedi coefficienti stechiometrici e pedici

Supponiamo ora la seguente equazione:

CH₄ + O_Due → CO_Due + H_DueO

Gli indici stechiometrici ci dicono quanti atomi di ogni elemento compongono una molecola e sono riconosciuti perché sono i numeri più piccoli sul lato destro di un atomo. Ad esempio, CH₄ ha un atomo di carbonio (sebbene l'1 non sia posizionato) e quattro atomi di idrogeno.

Bilancia prima gli atomi nella proporzione più piccola

Secondo l'equazione sbilanciata sopra, il carbonio è l'atomo minore: fa parte di un singolo reagente (CH₄) e un unico prodotto (CO_Due). Se osservato, c'è un atomo di C sia sul lato reagenti che su quello dei prodotti.

Equilibrio per atomi di ossigeno

CH₄ + O_Due → CO_Due + H_DueO

2 O 3 O

Non possiamo cambiare i pedici, ma solo i coefficienti stechiometrici per bilanciare un'equazione. Ci sono più ossigeni sul lato destro, quindi proviamo ad aggiungere un coefficiente alla O_Due:

CH₄ + 2O_Due → CO_Due + H_DueO

4 o 3

Non vogliamo influenzare il coefficiente di CO_Due perché sbilancerebbe gli atomi di C. Quindi modifichiamo il coefficiente di H_DueO:

CH₄ + 2O_Due → CO_Due + 2H_DueO

4 O 4O

Infine bilancia gli atomi di idrogeno

Una volta bilanciati gli atomi di ossigeno, equilibriamo finalmente gli atomi di idrogeno. Molte volte questi rimangono da soli in equilibrio alla fine.

CH₄ + 2O_Due → CO_Due + 2H_DueO

4H 4H

E così l'equazione è stata bilanciata da tentativi ed errori. L'ordine di questi passaggi non è sempre soddisfatto.

Esempi

Di seguito sono riportate le equazioni bilanciate per verificare che il numero dei suoi atomi sia uguale su entrambi i lati della freccia:

SW_Due + 2H_Due → S + 2H_DueO

P₄ + 6F_Due → 4PF₃

2HCl → H_Due + Cl_Due

C + O_Due → CO_Due

Formazione

Alcuni esercizi proposti verranno risolti di seguito. In alcuni di essi si vedrà che a volte è conveniente rompere l'ordine dei gradini e bilanciare per ultimo l'atomo di minoranza..

Esercizio 1

Bilancia per tentativi ed errori la seguente equazione chimica:

SW₃ → COSÌ_Due + O_Due

1S 1S

3 O 4O

È importante sottolineare che i coefficienti moltiplicano i pedici per darci il numero totale di atomi per un elemento. Ad esempio, 6N_Due ci dà un totale di 12 N atomi.

Lo zolfo all'inizio è già bilanciato, quindi proseguiamo con l'ossigeno:

3 O 4 O

Siamo costretti a cambiare il coefficiente in SO₃ per bilanciare gli ossigeni del lato sinistro:

2SO₃ → COSÌ_Due + O_Due

6 O 4 O

2S S

Ora ci interessa bilanciare gli atomi di zolfo prima degli atomi di ossigeno:

2SO₃ → 2SO_Due + O_Due

2S 2S

6 O 6O

Si noti che gli atomi di ossigeno sono stati lasciati bilanciati da soli alla fine.

Esercizi 2

Bilancia per tentativi ed errori la seguente equazione chimica:

CH₄ + H_DueO → CO + H_Due

I carboni e gli ossigeni sono già bilanciati, non allo stesso modo gli idrogeni:

6H 2H

Tutto quello che dobbiamo fare è modificare il coefficiente in H_Due per avere più idrogeni a destra:

CH₄ + H_DueO → CO + 3H_Due

6H 6H

E l'equazione è totalmente equilibrata.

Esercizio 3

Bilancia per tentativi ed errori la seguente equazione chimica:

C_DueH₄ + O_Due → CO_Due + H_DueO

Ricominciamo a bilanciare il carbonio:

C_DueH₄ + O_Due → 2CO_Due + H_DueO

2C 2C

2O 5O

4H 2H

Nota che questa volta è più facile bilanciare prima gli idrogeni che gli ossigeni:

C_DueH₄ + O_Due → 2CO_Due + 2H_DueO

4H 4H

2O 6O

Ora sì, modifichiamo il coefficiente di O_Due per bilanciare gli ossigeni:

C_DueH₄ + 3O_Due → 2CO_Due + 2H_DueO

6O 6O

E l'equazione è già equilibrata.

Esercizio 4

Infine, un'equazione impegnativa sarà bilanciata da tentativi ed errori:

N_Due + H_DueO → NH₃ + NON

Gli nitrogeni e gli ossigeni sono già bilanciati, ma gli idrogeni non lo sono:

2H 3H

Proviamo a cambiare il coefficiente di H._DueO e NH₃:

N_Due + 3H_DueO → 2NH₃ + NON

6H 6H

3O O

2N 3N

Per tentativi ed errori, variando il coefficiente di NO:

N_Due + 3H_DueO → 2NH₃ + 3) NO

6H 6H

3O 3O

2N 5N

E ora gli nitrogeni sono sbilanciati. Qui è conveniente fare un brusco cambiamento: quintuplicare il coefficiente di N_Due:

5N_Due + 3H_DueO → 2NH₃ + 3) NO

10 N 5N

6H 6H

3O 3O

Quindi, ci resta da giocare con i coefficienti NH₃ e NO in modo tale da aggiungere 10 nitrogeni e bilanciare contemporaneamente gli atomi di ossigeno e idrogeno. Proviamo questo punteggio:

5N_Due + 3H_DueO → 5NH₃ + 5NO

10 N 10 N

6 H 15H

3O 5O

Tuttavia, gli idrogeni sembrano molto sbilanciati. Pertanto, variando nuovamente i coefficienti:

5N_Due + 3H_DueO → 4NH₃ + 6NO

10N 10N

6H 12H

3O 6O

Nota che ora il lato sinistro ha il doppio dell'ossigeno e dell'idrogeno. A questo punto basta quindi raddoppiare il coefficiente di H._DueO:

5N_Due + 6H_DueO → 4NH₃ + 6NO

10 N 10N

12H 12H

6O 6O

E l'equazione è finalmente equilibrata.

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
2. Chimica organica. (s.f.). Bilanciamento di equazioni chimiche per tentativi ed errori | Esercizi risolti. Estratto da: quimica-organica.com
3. Nissa Garcia. (2020). Equazione chimica bilanciata: definizione ed esempi. Studia. Estratto da: study.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 ottobre 2019). Come bilanciare le equazioni chimiche. Estratto da: thoughtco.com
5. Guida allo studio. (11 maggio 2019). Bilanciamento di prova delle reazioni chimiche. Esercizi risolti. Estratto da: quimicaencasa.com
6. Università del Colorado Boulder. (2019). Bilanciamento delle equazioni chimiche. Estratto da: phet.colorado.edu