Давайте сбалансируем это уравнение, используя метод проверки. Сначала мы устанавливаем все коэффициенты равными 1: 1 ZrO2 + 1 Li2CO3 + 1 H3PO4 + 1 Y2O3 = 1 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 1 CO2 + 1 H2O
Для каждого элемента мы проверяем, сбалансировано ли количество атомов в обеих частях уравнения. Zr не сбалансирован: 1 атомов в реагентах и 185 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для ZrO2 на 185 185 ZrO2 + 1 Li2CO3 + 1 H3PO4 + 1 Y2O3 = 1 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 1 CO2 + 1 H2O
Li не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 115 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Li с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Li2CO3 на 115 Умножить коэффициент для Li115Zr185Y15(PO4)300 на 2 185 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 1 H3PO4 + 1 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 1 CO2 + 1 H2O
C не сбалансирован: 115 атомов в реагентах и 1 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать C с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для CO2 на 115 185 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 1 H3PO4 + 1 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 1 H2O
H не сбалансирован: 3 атомов в реагентах и 2 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для H3PO4 на 2 Умножить коэффициент для H2O на 3 185 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 2 H3PO4 + 1 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 3 H2O
P не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 600 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать P с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для H3PO4 на 300 185 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 1 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 3 H2O
Y не сбалансирован: 2 атомов в реагентах и 30 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Y с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для Y2O3 на 15 185 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 15 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 3 H2O
Zr не сбалансирован: 185 атомов в реагентах и 370 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать Zr с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для ZrO2 на 2 370 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 15 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 3 H2O
H не сбалансирован: 1800 атомов в реагентах и 6 атомов в продуктах. Чтобы сбалансировать H с обеих сторон, мы: Умножить коэффициент для H2O на 300 370 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 15 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 900 H2O
O сбалансирован: 3530 атомов в реагентах и 3530 атомов в продуктах. All atoms are now balanced and the whole equation is fully balanced: 370 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 15 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 900 H2O
Балансировка шаг за шагом алгебраическим методом
Давайте уравновесим это уравнение алгебраическим методом. Сначала мы присваиваем всем коэффициентам переменные a, b, c, d,... a ZrO2 + b Li2CO3 + c H3PO4 + d Y2O3 = e Li115Zr185Y15(PO4)300 + f CO2 + g H2O
Теперь запишем алгебраические уравнения баланса каждого атома: Zr: a * 1 = e * 185 O: a * 2 + b * 3 + c * 4 + d * 3 = e * 1200 + f * 2 + g * 1 Li: b * 2 = e * 115 C: b * 1 = f * 1 H: c * 3 = g * 2 P: c * 1 = e * 300 Y: d * 2 = e * 15
Теперь присвоим a=1 и решим систему уравнений линейной алгебры: a = e85 a * 2 + b * 3 + c * 4 + d * 3 = e200 + f * 2 + g b * 2 = e15 b = f c * 3 = g * 2 c = e * 300 d * 2 = e5 a = 1
Решая эту систему линейной алгебры, мы приходим к: a = 1 b = 0.31081081081081 c = 1.6216216216216 d = 0.040540540540541 e = 0.0054054054054054 f = 0.31081081081081 g = 2.4324324324324
Чтобы получить целые коэффициенты, мы умножаем всю переменную на 370. a = 370 b = 115 c = 600 d = 15 e = 2 f = 115 g = 900
Теперь заменим переменные в исходных уравнениях на значения, полученные в результате решения системы линейной алгебры, и придем к полностью сбалансированному уравнению: 370 ZrO2 + 115 Li2CO3 + 600 H3PO4 + 15 Y2O3 = 2 Li115Zr185Y15(PO4)300 + 115 CO2 + 900 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.
