Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 Li20C10O30 + 1 La20O30 + 1 Zr10O20 + 1 Ta20O50 = 1 Li65La30Zr15Ta5O120 + 1 C10O20
Для каждого элемента мы проверяем, сбалансировано ли количество атомов в обеих частях уравнения. Li не сбалансирован: 20 атомов в реагентах и 65 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li20C10O30 на 13 Умножить коэффициент для Li65La30Zr15Ta5O120 на 4 13 Li20C10O30 + 1 La20O30 + 1 Zr10O20 + 1 Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 1 C10O20
C не сбалансирован: 130 атомов в реагентах и 10 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать C с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для C10O20 на 13 13 Li20C10O30 + 1 La20O30 + 1 Zr10O20 + 1 Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 13 C10O20
La не сбалансирован: 20 атомов в реагентах и 120 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La20O30 на 6 13 Li20C10O30 + 6 La20O30 + 1 Zr10O20 + 1 Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 13 C10O20
Zr не сбалансирован: 10 атомов в реагентах и 60 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Zr10O20 на 6 13 Li20C10O30 + 6 La20O30 + 6 Zr10O20 + 1 Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 13 C10O20
Ta сбалансирован: 20 атомов в реагентах и 20 атомов в продуктах. O сбалансирован: 740 атомов в реагентах и 740 атомов в продуктах. All atoms are now balanced and the whole equation is fully balanced: 13 Li20C10O30 + 6 La20O30 + 6 Zr10O20 + Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 13 C10O20
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a Li20C10O30 + b La20O30 + c Zr10O20 + d Ta20O50 = e Li65La30Zr15Ta5O120 + f C10O20
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: Li: a * 20 = e * 65 C: a * 10 = f * 10 O: a * 30 + b * 30 + c * 20 + d * 50 = e * 120 + f * 20 La: b * 20 = e * 30 Zr: c * 10 = e * 15 Ta: d * 20 = e * 5
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a * 20 = e * 65 a0 = f0 a * 30 + b * 30 + c * 20 + d * 50 = e20 + f * 20 b * 20 = e * 30 c0 = e5 d * 20 = e * 5 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.46153846153846 c = 0.46153846153846 d = 0.076923076923077 e = 0.30769230769231 f = 1
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 13. a = 13 b = 6 c = 6 d = 1 e = 4 f = 13
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 13 Li20C10O30 + 6 La20O30 + 6 Zr10O20 + Ta20O50 = 4 Li65La30Zr15Ta5O120 + 13 C10O20
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.
