Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 Li100O100H100 + 1 La200O300 + 1 Zr100O200 + 1 Ta200O500 = 1 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 1 H200O100
Для каждого элемента мы проверяем, сбалансировано ли количество атомов в обеих частях уравнения. Li не сбалансирован: 100 атомов в реагентах и 625 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li100O100H100 на 25 Умножить коэффициент для Li625La300Zr125Ta75O1200 на 4 25 Li100O100H100 + 1 La200O300 + 1 Zr100O200 + 1 Ta200O500 = 4 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 1 H200O100
H не сбалансирован: 2500 атомов в реагентах и 200 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li100O100H100 на 2 Умножить коэффициент для H200O100 на 25 50 Li100O100H100 + 1 La200O300 + 1 Zr100O200 + 1 Ta200O500 = 4 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
La не сбалансирован: 200 атомов в реагентах и 1200 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La200O300 на 6 50 Li100O100H100 + 6 La200O300 + 1 Zr100O200 + 1 Ta200O500 = 4 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
Zr не сбалансирован: 100 атомов в реагентах и 500 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Zr100O200 на 5 50 Li100O100H100 + 6 La200O300 + 5 Zr100O200 + 1 Ta200O500 = 4 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
Ta не сбалансирован: 200 атомов в реагентах и 300 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Ta с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Ta200O500 на 3 Умножить коэффициент для Li625La300Zr125Ta75O1200 на 2 50 Li100O100H100 + 6 La200O300 + 5 Zr100O200 + 3 Ta200O500 = 8 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
Li сбалансирован: 5000 атомов в реагентах и 5000 атомов в продуктах. La не сбалансирован: 1200 атомов в реагентах и 2400 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La200O300 на 2 50 Li100O100H100 + 12 La200O300 + 5 Zr100O200 + 3 Ta200O500 = 8 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
Zr не сбалансирован: 500 атомов в реагентах и 1000 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Zr100O200 на 2 50 Li100O100H100 + 12 La200O300 + 10 Zr100O200 + 3 Ta200O500 = 8 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
O сбалансирован: 12100 атомов в реагентах и 12100 атомов в продуктах. Теперь все атомы сбалансированы, и все уравнение полностью сбалансировано: 50 Li100O100H100 + 12 La200O300 + 10 Zr100O200 + 3 Ta200O500 = 8 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a Li100O100H100 + b La200O300 + c Zr100O200 + d Ta200O500 = e Li625La300Zr125Ta75O1200 + f H200O100
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: Li: a * 100 = e * 625 O: a * 100 + b * 300 + c * 200 + d * 500 = e * 1200 + f * 100 H: a * 100 = f * 200 La: b * 200 = e * 300 Zr: c * 100 = e * 125 Ta: d * 200 = e * 75
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a00 = e * 625 a00 + b * 300 + c * 200 + d * 500 = e200 + f00 a00 = f * 200 b * 200 = e * 300 c00 = e25 d * 200 = e * 75 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.24 c = 0.2 d = 0.06 e = 0.16 f = 0.5
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 50. a = 50 b = 12 c = 10 d = 3 e = 8 f = 25
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 50 Li100O100H100 + 12 La200O300 + 10 Zr100O200 + 3 Ta200O500 = 8 Li625La300Zr125Ta75O1200 + 25 H200O100
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.
