Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 LiOHOH2 + 1 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 1 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 1 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 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 65 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для LiOHOH2 на 65 65 LiOHOH2 + 1 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 1 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 1 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 1 CO2
La не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 29 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La(OH)3 на 29 65 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 1 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 1 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 1 CO2
Ce не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 1 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Ce с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 на 2 65 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 1 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 1 CO2
C не сбалансирован: 3 атомов в реагентах и 1 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать C с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для CO2 на 3 65 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 1 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 3 CO2
Zr не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 30 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для ZrO2 на 30 65 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 1 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 3 CO2
Nb не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 10 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Nb с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Nb2O5 на 5 65 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 3 CO2
Li не сбалансирован: 65 атомов в реагентах и 130 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для LiOHOH2 на 2 130 LiOHOH2 + 29 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 3 CO2
La не сбалансирован: 29 атомов в реагентах и 58 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать La с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для La(OH)3 на 2 130 LiOHOH2 + 58 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 1 H2O + 3 CO2
H не сбалансирован: 564 атомов в реагентах и 2 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для H2O на 282 130 LiOHOH2 + 58 La(OH)3 + 1 Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 282 H2O + 3 CO2
O сбалансирован: 528 атомов в реагентах и 528 атомов в продуктах. Теперь все атомы сбалансированы, и все уравнение полностью сбалансировано: 130 LiOHOH2 + 58 La(OH)3 + Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 282 H2O + 3 CO2
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a LiOHOH2 + b La(OH)3 + c Ce2(CO3)3 + d ZrO2 + e Nb2O5 = f Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + g H2O + h CO2
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: Li: a * 1 = f * 65 O: a * 2 + b * 3 + c * 9 + d * 2 + e * 5 = f * 120 + g * 1 + h * 2 H: a * 3 + b * 3 = g * 2 La: b * 1 = f * 29 Ce: c * 2 = f * 1 C: c * 3 = h * 1 Zr: d * 1 = f * 15 Nb: e * 2 = f * 5
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a = f * 65 a * 2 + b * 3 + c * 9 + d * 2 + e * 5 = f20 + g + h * 2 a * 3 + b * 3 = g * 2 b = f * 29 c * 2 = f c * 3 = h d = f5 e * 2 = f * 5 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.44615384615385 c = 0.0076923076923077 d = 0.23076923076923 e = 0.038461538461538 f = 0.015384615384615 g = 2.1692307692308 h = 0.023076923076923
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 130. a = 130 b = 58 c = 1 d = 30 e = 5 f = 2 g = 282 h = 3
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 130 LiOHOH2 + 58 La(OH)3 + Ce2(CO3)3 + 30 ZrO2 + 5 Nb2O5 = 2 Li65La29Ce1Zr15Nb5O120 + 282 H2O + 3 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.
