Miksi kemialliset yhtälöt on tasapainotettava?

Vastaus:

Kemialliset yhtälöt on tasapainotettava aineen säilyttämislain noudattamiseksi, jossa todetaan, että suljetussa järjestelmässä ainetta ei synny eikä tuhoa.

Selitys:

Otetaan esimerkiksi metaanin polttaminen (# "CH" _4" #):

# "CH" _4" # + # "O" _2" # # Rarr # # "CO" _2" # + # "H" _2 "O" #

Jos lasket hiilen, vetyä ja happea olevien atomien (aliindeksit) lukumäärän yhtälön molemmilla puolilla, näet, että reaktantin puolella (vasemmalla puolella) on yksi hiiliatomi, neljä vetyatomia ja kaksi happea.

Tuotepuolella (oikealla puolella) on yksi hiiliatomi, kaksi vetyatomia ja kolme happiatomia. Siksi yhtälö ei täytä massan säilyttämistä koskevaa lakia eikä ole tasapainoinen.

Yhtälön tasapainottamiseksi meidän on tarvittaessa muutettava reagenssien ja tuotteiden määriä lisäämällä kertoimia sopivan kaavan (kaavojen) eteen.

Yhtälön tasapainottamisessa EI KOSKAAN vaihda indeksit, koska se muuttaa ainetta. # "H" _2 "O" # EI ole sama aine kuin # "H" _2 "O" _2" #. Kunkin elementin atomien lukumäärän määrittämiseksi kerroin kerrotaan kussakin kaavassa olevien aliindeksien kertaa. Jos kerrointa tai alaindeksiä ei ole, sen on ymmärrettävä olevan 1. Tasapainoinen yhtälö metaanin palamiselle on:

# "CH" _4" # + # 2 "O" _2" # # Rarr # # "CO" _2" # + # "2H" _2 "O" #

Jos verrataan epätasapainoista yhtälöä tasapainotettuun yhtälöön, näet, että kunkin reagenssin ja tuotteen kemiallisia kaavoja ei muutettu.

Ainoa muutos on reagenssin puolella olevan hapen kaavan edessä oleva kerroin 2 ja tuotteen puolella olevan veden kaavan edessä oleva kerroin 2.

Niinpä yhtälön molemmilla puolilla on yksi hiiliatomi, neljä vetyatomia ja neljä happiatomia, ja yhtälö on tasapainoinen. Nyt yhtälö kertoo, että "yksi metaanimolekyyli plus kaksi happea sisältävää molekyyliä tuottaa yhden molekyylin hiilidioksidista ja kahdesta vesimolekyylistä".

Moolien kanssa käytettäessä yhtälöä luetaan seuraavasti: "Yksi mooli metaania plus kaksi moolia happea tuottaa yhden moolin hiilidioksidia ja kaksi moolia vettä".

Tässä on video, jossa käsitellään kemiallisen yhtälön tasapainottamisen tärkeyttä.

Video: Noel Pauller