Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 CH3COOLi*2H2O + 1 Ni(CH3COO)2*4H2O + 1 Co(CH3COO)2*4H2O + 1 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 1 CO2
Для каждого элемента мы проверяем, сбалансировано ли количество атомов в обеих частях уравнения. Li не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 109 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для CH3COOLi*2H2O на 109 109 CH3COOLi*2H2O + 1 Ni(CH3COO)2*4H2O + 1 Co(CH3COO)2*4H2O + 1 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 1 CO2
Ni не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 18 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Ni с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Ni(CH3COO)2*4H2O на 18 109 CH3COOLi*2H2O + 18 Ni(CH3COO)2*4H2O + 1 Co(CH3COO)2*4H2O + 1 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 1 CO2
Co не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 37 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Co с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Co(CH3COO)2*4H2O на 37 109 CH3COOLi*2H2O + 18 Ni(CH3COO)2*4H2O + 37 Co(CH3COO)2*4H2O + 1 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 1 CO2
Mn не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 36 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Mn с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Mn(CH3COO)2*4H2O на 36 109 CH3COOLi*2H2O + 18 Ni(CH3COO)2*4H2O + 37 Co(CH3COO)2*4H2O + 36 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 1 CO2
C не сбалансирован: 582 атомов в реагентах и 1 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать C с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для CO2 на 582 109 CH3COOLi*2H2O + 18 Ni(CH3COO)2*4H2O + 37 Co(CH3COO)2*4H2O + 36 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 1 H2O + 582 CO2
H не сбалансирован: 2037 атомов в реагентах и 2 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножьте коэффициенты для CH3COOLi*2H2O, Ni(CH3COO)2*4H2O, Co(CH3COO)2*4H2O, Mn(CH3COO)2*4H2O на 2 Умножить коэффициент для H2O на 2037 218 CH3COOLi*2H2O + 36 Ni(CH3COO)2*4H2O + 74 Co(CH3COO)2*4H2O + 72 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 1 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 2037 H2O + 582 CO2
Li не сбалансирован: 218 атомов в реагентах и 109 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li109Ni18Co37Mn36O200 на 2 218 CH3COOLi*2H2O + 36 Ni(CH3COO)2*4H2O + 74 Co(CH3COO)2*4H2O + 72 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 2 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 2037 H2O + 582 CO2
Ni сбалансирован: 36 атомов в реагентах и 36 атомов в продуктах. Co сбалансирован: 74 атомов в реагентах и 74 атомов в продуктах. Mn сбалансирован: 72 атомов в реагентах и 72 атомов в продуктах. C не сбалансирован: 1164 атомов в реагентах и 582 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать C с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для CO2 на 2 218 CH3COOLi*2H2O + 36 Ni(CH3COO)2*4H2O + 74 Co(CH3COO)2*4H2O + 72 Mn(CH3COO)2*4H2O + 1 O2 = 2 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 2037 H2O + 1164 CO2
O не сбалансирован: 2330 атомов в реагентах и 4765 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать O с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для O2 на 2437 Умножьте коэффициент(ы) для Li109Ni18Co37Mn36O200, H2O, CO2, CH3COOLi*2H2O, Ni(CH3COO)2*4H2O, Co(CH3COO)2*4H2O, Mn(CH3COO)2*4H2O на 2 436 CH3COOLi*2H2O + 72 Ni(CH3COO)2*4H2O + 148 Co(CH3COO)2*4H2O + 144 Mn(CH3COO)2*4H2O + 2437 O2 = 4 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 4074 H2O + 2328 CO2
Li сбалансирован: 436 атомов в реагентах и 436 атомов в продуктах. Ni сбалансирован: 72 атомов в реагентах и 72 атомов в продуктах. Co сбалансирован: 148 атомов в реагентах и 148 атомов в продуктах. Mn сбалансирован: 144 атомов в реагентах и 144 атомов в продуктах. H сбалансирован: 8148 атомов в реагентах и 8148 атомов в продуктах. C сбалансирован: 2328 атомов в реагентах и 2328 атомов в продуктах. All atoms are now balanced and the whole equation is fully balanced: 436 CH3COOLi*2H2O + 72 Ni(CH3COO)2*4H2O + 148 Co(CH3COO)2*4H2O + 144 Mn(CH3COO)2*4H2O + 2437 O2 = 4 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 4074 H2O + 2328 CO2
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a CH3COOLi*2H2O + b Ni(CH3COO)2*4H2O + c Co(CH3COO)2*4H2O + d Mn(CH3COO)2*4H2O + e O2 = f Li109Ni18Co37Mn36O200 + g H2O + h CO2
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: C: a * 2 + b * 4 + c * 4 + d * 4 = h * 1 H: a * 7 + b * 14 + c * 14 + d * 14 = g * 2 O: a * 4 + b * 8 + c * 8 + d * 8 + e * 2 = f * 200 + g * 1 + h * 2 Li: a * 1 = f * 109 Ni: b * 1 = f * 18 Co: c * 1 = f * 37 Mn: d * 1 = f * 36
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a * 2 + b * 4 + c * 4 + d * 4 = h a * 7 + b4 + c4 + d4 = g * 2 a * 4 + b * 8 + c * 8 + d * 8 + e * 2 = f * 200 + g + h * 2 a = f09 b = f8 c = f * 37 d = f * 36 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.1651376146789 c = 0.3394495412844 d = 0.3302752293578 e = 5.5894495412844 f = 0.0091743119266055 g = 9.3440366972477 h = 5.3394495412844
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 436. a = 436 b = 72 c = 148 d = 144 e = 2437 f = 4 g = 4074 h = 2328
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 436 CH3COOLi*2H2O + 72 Ni(CH3COO)2*4H2O + 148 Co(CH3COO)2*4H2O + 144 Mn(CH3COO)2*4H2O + 2437 O2 = 4 Li109Ni18Co37Mn36O200 + 4074 H2O + 2328 CO2
Прямая ссылка на это сбалансированное уравнение:
Расскажите, пожалуйста, об этом бесплатном химическом портале вашим друзьям.
Инструкция по балансировке химических уравнений:
Введите уравнение химической реакции и нажмите "Уравнять". Ответ на этот вопрос появится ниже
Всегда используйте верхний регистр для первого символа в названии химического элемента и нижнем регистре для второго символа. Например: Fe, Au, Co, C, O, N, F. Сравните: Co - кобальт и CO - угарный газ
Для уравнивания полуреакции окислительно-восстановительного процесса используйте {-} или е
Для обозначения зарядов ионов используйте фигурные скобки: {+3} или {3+} или {3}. Пример: Fe {3 +} +. I {-} = Fe {2 +} + I2
В случае сложных соединений с повторяющимися группами, замените неизменные части в формуле реагентов. Например, уравнение C6H5C2H5 + O2 = C6H5OH + CO2 + H2O не будет сбалансированно, но если C6H5 заменить на X, то все получится PhC2H5 + O2 = PhOH + CO2 + H2O
Химическое уравнение представляет собой химическую реакцию. На нем показаны реагенты (вещества, которые начинают реакцию) и продукты (вещества, образующиеся в результате реакции). Например, в реакции водорода (H₂) с кислородом (O₂) с образованием воды (H₂O) химическое уравнение имеет вид:
Однако это уравнение не сбалансировано, поскольку количество атомов каждого элемента не одинаково в обеих частях уравнения. Сбалансированное уравнение подчиняется Закону сохранения массы, который гласит, что материя не создается и не уничтожается в ходе химической реакции.
Балансировка методом проверки или методом проб и ошибок.
Это самый простой метод. Он включает в себя рассмотрение уравнения и корректировку коэффициентов, чтобы получить одинаковое количество атомов каждого типа в обеих частях уравнения.
Подходит для: простых уравнений с небольшим количеством атомов.
Процесс: начните с самой сложной молекулы или молекулы с наибольшим количеством элементов и корректируйте коэффициенты реагентов и продуктов, пока уравнение не станет сбалансированным.
Проверьте баланс. Теперь обе стороны имеют по 4 атома H и 2 атома O. Уравнение сбалансировано.
Балансировка алгебраическим методом
Этот метод использует алгебраические уравнения для поиска правильных коэффициентов. Коэффициент каждой молекулы представлен переменной (например, x, y, z), и ряд уравнений составляется на основе количества атомов каждого типа.
Подходит для: более сложных уравнений, которые нелегко сбалансировать при проверке.
Процесс: присвойте переменные каждому коэффициенту, напишите уравнения для каждого элемента, а затем решите систему уравнений, чтобы найти значения переменных.
Запишите уравнения, основанные на сохранении атомов:
2 a = c
6 a = 2 d
2 b = 2c + d
Присвойте одному из коэффициентов значение 1 и решите систему.
a = 1
c = 2 a = 2
d = 6 a / 2 = 4
b = (2 c + d) / 2 = (2 * 2 + 3) / 2 = 3.5
Отрегулируйте коэффициент, чтобы убедиться, что все они являются целыми числами. b = 3,5, поэтому нам нужно умножить все коэффициенты на 2, чтобы получить сбалансированное уравнение с целыми коэффициентами:
Этот метод полезен для окислительно-восстановительных реакций и включает в себя балансировку уравнения на основе изменения степени окисления.
Подходит для: окислительно-восстановительных реакций, при которых происходит перенос электрона.
Процесс: определить степени окисления, определить изменения степени окисления, сбалансировать атомы, меняющие свою степень окисления, а затем сбалансировать оставшиеся атомы и заряды.
Балансировка методом ионно-электронной полуреакции
Этот метод разделяет реакцию на две полуреакции – одну на окисление и одну на восстановление. Каждая полуреакция уравновешивается отдельно, а затем объединяется.
Лучше всего подходит для: сложных окислительно-восстановительных реакций, особенно в кислых или основных растворах.
Процесс: разделить реакцию на две полуреакции, сбалансировать атомы и заряды в каждой полуреакции, а затем соединить полуреакции, обеспечив баланс электронов.