Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 LiOH + 1 La(OH)3 + 1 ZrO2 + 1 Ta2O5 + 1 Nd2O3 = 1 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Для каждого элемента мы проверяем, сбалансировано ли количество атомов в обеих частях уравнения. Li не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 135 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для LiOH на 135 135 LiOH + 1 La(OH)3 + 1 ZrO2 + 1 Ta2O5 + 1 Nd2O3 = 1 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
La не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 58 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La(OH)3 на 58 135 LiOH + 58 La(OH)3 + 1 ZrO2 + 1 Ta2O5 + 1 Nd2O3 = 1 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Zr не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 35 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для ZrO2 на 35 135 LiOH + 58 La(OH)3 + 35 ZrO2 + 1 Ta2O5 + 1 Nd2O3 = 1 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Ta не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 5 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Ta с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Ta2O5 на 5 Умножить коэффициент для Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 на 2 135 LiOH + 58 La(OH)3 + 35 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 1 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Nd не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 4 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Nd с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Nd2O3 на 2 135 LiOH + 58 La(OH)3 + 35 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Li не сбалансирован: 135 атомов в реагентах и 270 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для LiOH на 2 270 LiOH + 58 La(OH)3 + 35 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
La не сбалансирован: 58 атомов в реагентах и 116 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La(OH)3 на 2 270 LiOH + 116 La(OH)3 + 35 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
Zr не сбалансирован: 35 атомов в реагентах и 70 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для ZrO2 на 2 270 LiOH + 116 La(OH)3 + 70 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 1 H2O
H не сбалансирован: 618 атомов в реагентах и 2 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для H2O на 309 270 LiOH + 116 La(OH)3 + 70 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 309 H2O
O сбалансирован: 789 атомов в реагентах и 789 атомов в продуктах. Теперь все атомы сбалансированы, и все уравнение полностью сбалансировано: 270 LiOH + 116 La(OH)3 + 70 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 309 H2O
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a LiOH + b La(OH)3 + c ZrO2 + d Ta2O5 + e Nd2O3 = f Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + g H2O
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: Li: a * 1 = f * 135 O: a * 1 + b * 3 + c * 2 + d * 5 + e * 3 = f * 240 + g * 1 H: a * 1 + b * 3 = g * 2 La: b * 1 = f * 58 Zr: c * 1 = f * 35 Ta: d * 2 = f * 5 Nd: e * 2 = f * 2
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a = f35 a + b * 3 + c * 2 + d * 5 + e * 3 = f * 240 + g a + b * 3 = g * 2 b = f * 58 c = f * 35 d * 2 = f * 5 e * 2 = f * 2 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.42962962962963 c = 0.25925925925926 d = 0.018518518518519 e = 0.0074074074074074 f = 0.0074074074074074 g = 1.1444444444444
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 270. a = 270 b = 116 c = 70 d = 5 e = 2 f = 2 g = 309
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 270 LiOH + 116 La(OH)3 + 70 ZrO2 + 5 Ta2O5 + 2 Nd2O3 = 2 Li135La58Nd2Zr35Ta5O240 + 309 H2O
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.
