Das Versuch und Irrtum Es besteht aus einer Versuchs- und Fehlermethode, mit der sichergestellt werden soll, dass die Erhaltung der Materie in einer chemischen Gleichung für eine bestimmte Reaktion erfüllt ist. das heißt, um die Anzahl der Atome der Reaktanten und Produkte auszugleichen. Somit verschwinden Atome nicht oder werden nicht aus dünner Luft erzeugt..
Abhängig von der Eile ist dies normalerweise eine unterhaltsame Operation, die das Verständnis über stöchiometrische Koeffizienten und Indizes stärkt. Obwohl es nicht so scheint, beinhaltet Versuch und Irrtum das Beherrschen vieler Konzepte, die fast unbewusst für diejenigen angewendet werden, die sich mit Chemie beschäftigen..
Das Auswuchten ähnelt also der Anstrengung, die unternommen würde, um eine Wippe (oder Wippe) zu nivellieren, so dass kein Ende auf eine Seite fällt, während das andere steigt. Eine Skala veranschaulicht dies auch perfekt.
Wie Sie erfahren haben, kann dieser Ausgleich sogar mental durchgeführt werden, solange die chemische Gleichung nicht zu kompliziert ist. Ein schlechter Schwung ruiniert die Interpretation einer Reaktion vollständig. Daher ist es wichtig, dies ruhig zu tun, um Essfehler zu vermeiden.
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Unabhängig davon, wofür ein Ausgleich erforderlich ist, sollten Sie immer mit der vorliegenden unausgeglichenen Gleichung beginnen. Ebenso ist es wichtig, sich über seine Elemente im Klaren zu sein. Nehmen Sie die folgende chemische Gleichung an:
A + B → 3C + D.
Wo Spezies A, B, C und D molekular sind. Diese Gleichung kann nicht ausgeglichen werden, weil sie nichts über ihre Atome aussagt. Die Atome sind ausgeglichen, nicht die Moleküle.
Sowohl A, B als auch D haben einen stöchiometrischen Koeffizienten von 1, während C von 3. Dies bedeutet, dass 1 Molekül oder Mol A mit einem Molekül oder Mol B reagiert, um 3 Moleküle oder Mol C und ein Molekül oder Mol zu erzeugen von D. Wenn wir die Atome zeigen, führen wir die stöchiometrischen Indizes ein.
Nehmen wir nun die folgende Gleichung an:
CH4 + ODERzwei → COzwei + H.zweiODER
Stöchiometrische Indizes geben an, wie viele Atome jedes Elements ein Molekül bilden, und sie werden erkannt, weil sie die kleinsten Zahlen auf der rechten Seite eines Atoms sind. Zum Beispiel CH4 Es hat ein Kohlenstoffatom (obwohl die 1 nicht platziert ist) und vier Wasserstoffatome.
Nach der obigen unausgeglichenen Gleichung ist Kohlenstoff das Nebenatom: Er ist Teil eines einzelnen Reaktanten (CH4) und ein einzelnes Produkt (COzwei). Wenn beobachtet, gibt es ein C-Atom sowohl auf der Reaktanten- als auch auf der Produktseite.
CH4 + ODERzwei → COzwei + H.zweiODER
2 O 3 O.
Wir können nicht die Indizes ändern, sondern nur die stöchiometrischen Koeffizienten, um eine Gleichung auszugleichen. Auf der rechten Seite befinden sich mehr Sauerstoffatome, daher versuchen wir, dem O einen Koeffizienten hinzuzufügenzwei::
CH4 + 2Ozwei → COzwei + H.zweiODER
4 oder 3
Wir wollen den CO-Koeffizienten nicht beeinflussenzwei weil es die Atome von C aus dem Gleichgewicht bringen würde. Wir ändern dann den Koeffizienten von H.zweiODER:
CH4 + 2Ozwei → COzwei + 2HzweiODER
4 ODER 4O
Sobald wir die Sauerstoffatome ausgeglichen haben, gleichen wir schließlich die Wasserstoffatome aus. Mehrmals bleiben diese am Ende für sich ausgeglichen.
CH4 + 2Ozwei → COzwei + 2HzweiODER
4H 4H
Und so wurde die Gleichung durch Versuch und Irrtum ausgeglichen. Die Reihenfolge dieser Schritte ist nicht immer erfüllt.
Im Folgenden werden ausgeglichene Gleichungen gezeigt, um zu überprüfen, ob die Anzahl der Atome auf beiden Seiten des Pfeils gleich ist:
SWzwei + 2Hzwei → S + 2HzweiODER
P.4 + 6Fzwei → 4PF3
2HCl → H.zwei + Clzwei
C + O.zwei → COzwei
Einige vorgeschlagene Übungen werden unten gelöst. In einigen von ihnen wird man sehen, dass es manchmal zweckmäßig ist, die Reihenfolge der Schritte zu brechen und das Minderheitsatom zuletzt auszugleichen..
Gleichen Sie durch Versuch und Irrtum die folgende chemische Gleichung aus:
SW3 → SOzwei + ODERzwei
1S 1S
3 ODER 40
Es ist wichtig zu betonen, dass die Koeffizienten die Indizes multiplizieren, um die Gesamtzahl der Atome für ein Element zu erhalten. Zum Beispiel 6Nzwei gibt uns insgesamt 12 N Atome.
Der Schwefel am Anfang ist bereits ausgeglichen, also fahren wir mit dem Sauerstoff fort:
3 O 4 O.
Wir sind gezwungen, den Koeffizienten auf SO zu ändern3 um die Sauerstoffatome auf der linken Seite auszugleichen:
2SO3 → SOzwei + ODERzwei
6 O 4 O.
2S S.
Jetzt sind wir daran interessiert, die Schwefelatome zuerst vor den Sauerstoffatomen auszugleichen:
2SO3 → 2SOzwei + ODERzwei
2S 2S
6 ODER 6O
Beachten Sie, dass die Sauerstoffatome am Ende von selbst ausgeglichen blieben.
Gleichen Sie durch Versuch und Irrtum die folgende chemische Gleichung aus:
CH4 + H.zweiO → CO + H.zwei
Die Kohlenstoffe und Sauerstoffatome sind bereits ausgeglichen, nicht wie die Wasserstoffatome:
6H 2H
Alles was wir tun müssen, ist den Koeffizienten auf H zu ändernzwei um mehr Wasserstoff auf der rechten Seite zu haben:
CH4 + H.zweiO → CO + 3Hzwei
6H 6H
Und die Gleichung ist völlig ausgeglichen.
Gleichen Sie durch Versuch und Irrtum die folgende chemische Gleichung aus:
C.zweiH.4 + ODERzwei → COzwei + H.zweiODER
Wir fangen wieder an, den Kohlenstoff auszugleichen:
C.zweiH.4 + ODERzwei → 2COzwei + H.zweiODER
2C 2C
2O 5O
4H 2H
Beachten Sie, dass es diesmal einfacher ist, zuerst die Wasserstoffatome als die Sauerstoffatome auszugleichen:
C.zweiH.4 + ODERzwei → 2COzwei + 2HzweiODER
4H 4H
2O 6O
Nun ja, wir modifizieren den Koeffizienten von O.zwei Sauerstoff ausgleichen:
C.zweiH.4 + 3Ozwei → 2COzwei + 2HzweiODER
6O 6O
Und die Gleichung ist bereits ausgeglichen.
Schließlich wird eine herausfordernde Gleichung durch Versuch und Irrtum ausgeglichen:
N.zwei + H.zweiO → NH3 + NICHT
Stickstoff und Sauerstoff sind bereits ausgeglichen, Wasserstoff jedoch nicht:
2H 3H
Versuchen wir, den Koeffizienten von H zu ändernzweiO und NH3::
N.zwei + 3HzweiO → 2NH3 + NICHT
6H 6H
30 O.
2N 3N
Durch Versuch und Irrtum variieren wir den NO-Koeffizienten:
N.zwei + 3HzweiO → 2NH3 + 3) NEIN
6H 6H
3O 3O
2N 5N
Und jetzt sind die Stickstoffatome unausgeglichen. Hier ist es zweckmäßig, eine abrupte Änderung vorzunehmen: den Koeffizienten von N zu verfünffachenzwei::
5Nzwei + 3HzweiO → 2NH3 + 3) NEIN
10 N 5N
6H 6H
3O 3O
Es bleibt also für uns, mit den NH-Koeffizienten zu spielen3 und NO so, dass sie 10 Stickstoffatome hinzufügen und gleichzeitig die Sauerstoff- und Wasserstoffatome ausgleichen. Versuchen wir diese Partitur:
5Nzwei + 3HzweiO → 5NH3 + 5NO
10 N 10 N.
6 H 15H
3O 5O
Die Wasserstoffatome sehen jedoch sehr unausgeglichen aus. Lassen Sie uns daher die Koeffizienten noch einmal variieren:
5Nzwei + 3HzweiO → 4NH3 + 6NO
10N 10N
6H 12H
3O 6O
Beachten Sie, dass die linke Seite jetzt doppelt so viel Sauerstoff und Wasserstoff enthält. Zu diesem Zeitpunkt reicht es dann aus, den Koeffizienten von H zu verdoppelnzweiODER:
5Nzwei + 6HzweiO → 4NH3 + 6NO
10 N 10N
12H 12H
6O 6O
Und die Gleichung ist endlich ausgeglichen.
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