موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

موازنه واکنش های شیمیایی چیست؟

زمان مطالعه: ۶ دقیقه

موازنه واکنش های شیمیایی

در موازنه واکنش های شیمیایی اولین قدم درتعریف یک معادله شیمیایی معادله ما موازنه نیست . وقتی از موازنه نبودن میگوییم یعنی اینکه تعداد اتم های هر عنصر در دو طرف معادله باهم برابر نیستند . برای تحلیل کردن یک واکنش لازم است که از همه لحاظ در آغاز موازنه واکنش را انجام دهیم .

خب سوالی که پیش میاد اینه که چطور یک معادله ی شیمیایی را موازنه کینم؟

موازنه واکنش های شیمیایی یکی از مهارت های مهم و پایه ای که در شیمی کاربرد دارد ، توانایی موازنه کردن یک معادله ی شیمیایی است .

روش های مختلفی برای موازنه واکنش های شیمیایی تعریف شده ، که ممکن است هر کدام از این روش ها در برخی از موارد بهتر از سایر روش ها باشد ، ولی اصلی ترین عامل در رشد و افزایش مهارت موازنه کردن یک واکنش شیمیایی انجام دادن تمرین و تکرار است .

 

موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

 

واکنش موازنه شده چیست؟

واکنشی که تعداد هرنوع اتم در دو طرف واکنش مساوی باشد ، واکنش موازنه شده میگویند .

مثال بزنیم

اگر ۳ اتم کربن در سمت راست واکنش داشته باشیم ، در سمت چپ واکنش باید چند اتم کربن داشته باشیم ؟ همینطور که گفتیم باید در دو طرف باهم برابر باشند و در سمت چپ نیز ۳ اتم کربن وجود دارد و دیگر اتم ها هم باید به همین شکل در دو طرف واکنش به یک تعداد باشند .

موازنه ی واکنش قانون پایستگی جرم را نشان میدهد. به این معنی است که ما نمیتونیم در یک واکنش شیمیایی اتم ها را از تعداد آنها از بین ببریم.

تنها کاری که ما میتوانیم انجام بدیم این است که با مولکول های واکنش دهنده کارکنیم و یا در آن ها تغییری ایجاد کنیم .

 

موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

 

توضیح روش های موازنه واکنش های شیمیایی

  1. روش وارسی
  2. جمع جبری
  3. روش تعیین پارامتر موازنه
  4. موازنه واکنش های اکسایش-کاهش
  5. موازنه به روش نیمه پیلی (یون-الکترون)

ما برای موازنه کردن یک معادله شیمیایی باید ضریب های مناسبی برای واکنش دهنده ها و فرآورده ها انتخاب کنیم که تعداد اتم های هر عنصر در دو طرف معادله واکنش با هم برابر شود .

موازنه وارسی

۱- ابتدا معادله ی واکنش را با استفاده از نمادها و فرمول های شیمیایی می نویسیم .

۲- ترکیبی را که بیشترین تعداد اتم را دارد انتخاب می کنیم .

۳- موازنه تعداد اتم های عنصر فلزی در ترکیب انتخاب شده در دو طرف معادله .

۴- موازنه تعداد اتم های عنصرنا فلزی در ترکیب انتخاب شده در دو طرف معادله .

۵-در نهایت ابتدا اتم های H و سپس O  را موازنه می کنیم .

۶- بر طبق قرارداد ضرایب بکار رفته در معادله واکنش بایستی کوچکترین عدد صحیح (غیرکسری ) باشند .

 

 

مثال :

۱- معادله واکنش زیر را موازنه کنید .

 C۴H۱۰ +  O۲   ——–>  CO۲ + H۲

برای شروع موازنه C۴H۱۰  را انتخاب میکنیم چون بیشترین تعداد اتم را دارد .

برای موازنه  C ضریب ۴ را برای CO۲ قرار میدهیم . برای موازنه H ضریب ۵ را برای H۲O قرار میدهیم .

 C۴H۱۰ + O۲   ———-> 4CO۲ + ۵H۲O

در سمت راست ۱۳ اتم O داریم و در چپ ضریب ۲/۱۳ را برای O2 قرار میدهیم .

C۴H۱۰ + ۱۳/۲ O۲ ———-> 4CO۲ + ۵H۲O

تمامی ضرایب را در ۲ ضرب می کنیم که ضریب کسری نداشته باشیم .

۲C۴H۱۰  + ۱۳O۲ ———>8CO۲  +۱۰H۲O

تمرین

واکنش های زیر را موازنه کنید .

(N۲H۴(l) + N۲O۴(l)  ® N۲(g) + H۲O(l

(Cu(s) + HNO۳(aq) ® Cu(NO۳)۲ (aq) + NO(g) + H۲O(l

(H۲C۲O۴(s) + NaOH(aq) ® Na۲C۲O۴(aq) + H۲O(l

موازنه جمع جبری

  • اختصاص ضرائب a , b , c و … به هر جز واکنش
  • تعیین تعداد اتم های هر عنصر با استفاده از ضرائب و تشکیل معادله بر اساس موازنه
  • تعیین رابطه ی بین ضرائب
  • به بالاترین ضریب یک عدد نسبت دهیم (معمولا عدد یک)
  • به کمک عددها واکنش را موازنه کنید
مثال                                 NaI + H۲SO۴ ———->H۲S + I۲ + Na۲SO۴ + H۲O

۱- نسبت دادن ضرایب مجهولی به مولکول های مورد نظر :

aNaI + bH۲SO۴ ————–>cH۲S + dI۲ + eNa۲SO۴ + fH۲O

۲-     هنمانطور که در موازنه بودن واکنش های شیمیایی ، باید مجموع اتم های هر عنصر از هر نوع در دوطرف واکنش بایکدیگر مساوی باشند ، پس :

۳-     با قرار دادن یکی از ضرایب مساوی با یک (e=1)معادله ها ساده تر شده و راحت تر حل میشود :

Na I H S O
a=2e a=2d ۲b=2c + 2f b=c+e ۴b=4e + f

 

a=2 , b=5/2 , c= ¼ , d= 1, f= 1

۴-     عدد هایی که بدست آوردیم را به جای ضرایب مجهول میگذاریم :

۲NaI + 4/5H۲SO۴ ————->4/1H۲S + I۲ + Na۲SO۴ + H۲O

در یک معادله شیمیایی ضرایب باید عدد صحیح باشد . پس دو طرف معادله را در عدد ۴ ضرب می کنیم .

۴NaI + 5H۲SO۴ ————->H۲S + 4I۲ + ۴Na۲SO۴ + ۴H۲O

موازنه تعیین پارامتر موازنه

تعیین ضریب یک برای ترکیب با بیشترین تعداد اتم و انتخاب ضریب مناسب برای عنصری از این ترکیب که تنها در یک ماده دیگر وجود دارد .

انتخاب ضریب X برای پیچیده ترین ترکیب باقی مانده و ضریب های دیگر برای سایر موارد .

تعیین ضرائب بر حسب X باتوجه به قانون پایستگی جرم برای عنصر هایی که فقط در یک ماده وجود دارد .

تعیین مقدار x به کمک عنصری که تا کنون شمارش و موازنه نشده است .

P۴ + H۲SO۴ → H۳PO۴ + SO۲ + H۲O

اختصاص ضریب یک برای ترکیب با بیش ترین تعداد اتم

اختصاص دادن ضریب یک برای ترکیب با بیشترین تعداد اتم ( P4 ) و تعیین کردن ضریب مناسب برای عنصری از این ترکیب که فقط در ماده دیگر وجود دارد ( P )

 

۱P۴ +H۲SO۴ →۴H۳PO۴ +SO۲+ H۲O

 

برای پیچیده ترین ترکیب باقی مانده ضریب X را تعیین کنیم x و ضرائب y و z برای سایر مواد

 

۱P۴ + xH۲SO۴ → ۴H۳PO۴ +ySO۲ + zH۲O

 

تعیین ضرائب y وz بر حسب x برای عناصری که تنها در یک ماده وجود دارند براساس قانون پایستگی جرم

( S و H )

 

S X = Y

 

H 2X = 12+ 2Z

 

Z = 6 – X

 

۱P۴ + xH۲SO۴ → ۴H۳PO۴ + xSO۲ + (۶-x)H۲O

 

 به کمک عنصری که تا کنون شمارش و موازنه نشده است مقدار x را تعیین کنیم : (O)

 

۴x = 16 +2x + 6 – x

 

x = 10

 

y= 10

 

z= 4

 

P۴ + ۱۰ H۲SO۴ → ۴H۳PO۴ + ۱۰ SO۲ + ۴ H۲O

 

موازن

در واکنش‌های اکسایش ـ کاهش می‌توان از تغییر عدد اکسایش برای موازنه واکنش استفاده کرد .

به واکنش زیر توجه کنید

 

موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

برای موازنه واکنش های اکسایش-کاهش اول باید تغییر عدد اکسایش هر کدوم از عنصر ها را به دست بیاریم ، اگر عنصری در سمت چپ زیروندی به جز یک داشت ، تغییر عدد اکسایش را در آن زیروند ضرب میکنیم .

ما باید به این نکته توجه داشته باشیم که میزان تغییر عدد اکسایش فاقد علامت در زیروند ضرب خواهد شد .

 

 

موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

 

 

Mg اکسایش یافته و کاهنده است . Fe کاهش یافته و اکسنده است .

و اکنون در طرف چپ واکنش تغییر عدد اکسایش ماده ای کم شده را به عنوان ضریب ماده ای اکسنده و تغییر عدد اکسایش ماده ای را به عنوان ضریب ماده ای کم شده قرار میدهیم و شروع به موازنه عناصر میکنیم .موارنه واکنش های شیمیایی شیمی پایه دهم

 موازنه به روش نیمه پیلی (یون – الکترون)

در موازنه معادلات به روش یون – الکترون ، کارهایی که مورد استفاده قرار میگیرد به دو دسته هستند که کمی باهم متفاوت هستند .

یکی برای واکنش هایی هست که در محلول اسیدی انجام میگیرد . و واکنش دیگری برای واکنش هایی که در محلول قلیایی انجام میشود .

مثالی برای واکنش های محلول قلیایی

MnO۴ + N۲H۴ ———–> MnO۲ + N۲

معادلمان را به دو معادله جزئی تقسیم می کنیم .

MnO۴ ————> MnO۲
N۲H۴  ———–> N۲

برای موازنه H و O در این واکنش‌ها ، درطرفی که نیاز به اکسیژن دارد ، به جای هر اتم اکسیژن ۲OH و به طرف دیگه یک H۲O درج می‌کند و در طرفی که کمبود هیدروژن دارد به جای هر اتم هیدروژن ، یک H۲O و در طرف مقابل یک OH درج می‌کنیم.

طرف راست معادله جزئی اول دو اتم O کم دارد . لذا ۴OH به سمت راست و ۲H۲Oبه سمت چپ اضافه میکنیم :

۲H۲O + MnO۴ ———–> MnO۲ + ۴OH

برای موازنه جرمی معادله جزئی دوم ، باید چهار اتم هیدروژن به طرف راست اضافه کنیم ، چون ۴H۲O به طرف راست و ۴OH به طرف اضافه می‌کنیم :

۴OH + N۲H۴ ———-> N۲ + ۴H۲O

برای موازنه بار الکتریکی ، هر جا نیاز است ، الکترون درج می‌کنیم و در این جا بطرف چپ معادله جزئی اول ، سه الکترون و بطرف چپ معادله جزئی دوم ، چهار الکترون اضافه میشود و برای موازنه کردن الکترون های بدست آمده و از دست رفته ، مضرب مشترک گرفته و معادله اول را در ۴ و معادله دوم را در ۳ ، ضرب می‌کنیم :

۱۲e + ۸H۲ + ۴MnO۴ ————> 4MnO۲ + ۱۶OH

جمع دو معادله جزئی، معادله نهایی را بدست می‌دهد :

۴MnO۴ + ۳N۲H۴ → ۴OH + ۴MnO۲ + ۳N۲ + ۴H۲O

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *