化学反応式のバランスに関連する計算

質量とイオンの変化に関するバランス。核方程式のバランスをとる。イントロスペクションのバランス調整。酸化還元反応式のバランスをとる。

ご存知のとおり、 balanced化学式は質量変換の法則に従います。この法則は、質量は生成も破壊もできないことを述べています。これは、反応物の質量が生成物の質量と等しくなければならないことを意味します。さらに、反応物の総電荷は、生成物の総電荷と等しくなければならない balanced化学式。簡単な方程式のバランスをとって、この概念を理解しましょう。

に balance質量については、グラム単位の質量を使用します。グラム単位の質量は次のように等しくする必要があります。反応物の質量は生成物の質量に等しい。図では、硝酸カリウムが分解して亜硝酸カリウムと酸素ガスが形成されることがわかります。硝酸カリウムの質量は404gです。亜硝酸カリウムの質量は340gです。生成された酸素の質量は064gです。製品中の亜硝酸カリウムと酸素ガスの質量を合計すると、404gになります。それが反応物の質量です。

いくつかの化学反応にはイオンが関与します。また、 balanceイオンが関与する化学反応の電荷。図では、硝酸カリウムが分解して亜硝酸カリウムと酸素ガスを形成することがわかります。硝酸カリウム中のカリウムの電荷は +1。硝酸カリウム中の硝酸イオンの電荷は -1。反応物全体の電荷は (+1) + (-1) = 0。

反応生成物中の酸素ガスの電荷はゼロです。カリウムの電荷は +1亜硝酸イオンは -1。つまり亜硝酸カリウムの全体の電荷は (+1) + (-1) = 0。反応物全体の電荷はゼロであることがわかります。また、製品全体の電荷もゼロであることがわかります。したがって、反応物の電荷は生成物の電荷と等しくなります。

レッツ balance別の化学式の質量と電荷。窒素ガスは水素ガスと反応してアンモニアを形成します。まず最初に balance質量。窒素の質量は2100gです。水素ガスの質量は450gです。窒素ガスと水素ガスの質量を合計すると、2550gになります。製品の質量も2550gです。したがって、反応物の質量は生成物の質量に等しいことがわかります。

さて、私たちは balanceこの化学式における電荷。窒素ガスの電荷はゼロです。水素ガスの電荷はゼロですアンモニアの電荷もゼロです。反応物全体の電荷はゼロであることが分かります。それは商品の総料金に相当します。

さて、私たちは balance原子核方程式。原子核が新しい元素に変化する方程式です。それは中性子の衝突、あるいはアルファ粒子やベータ粒子の放出によって起こります。原子核の方程式をバランスさせるには balance方程式の両辺の質量数。次に、原子核の電荷を表す原子番号について考えます。原子核方程式のバランスは、方程式内の欠けている要素を見つけることによって行われます。これは、方程式の両側で質量数と原子番号のバランスをとることによって行われます。

図の例では、炭素の同位体があります。それは ¹⁴Cベータ崩壊を起こしている。それはベータ粒子または電子を放出していることを意味します。この反応で欠けている要素は何でしょうか?。このためには、反応がバランスが取れていることを確認する必要があります。ここ 6炭素は原子番号を表し、これは炭素元素中の陽子の数にも等しくなります。 14炭素は質量数を表します。それは陽子と中性子の合計です。

したがって、この炭素同位体には 6 個の陽子と 8 個の中性子があります。に balanceこの方程式では、両辺の質量が等しいことを確認する必要があります。また、核電荷の総量が同じであることを確認する必要があります。方程式の右側では、電子の質量はゼロです。したがって、質量数が 14 の元素が必要になります。式の左側では、原子核の電荷は 6 です。右側の電子は負の電荷を1持っています。 7 つの原子価を持つ元素が必要です。

このために周期表を使います。質量数は変化する可能性がありますが、原子番号は元素ごとに固有です。欠けている元素は窒素です。それは原子番号が 7 で質量数が 14 だからです。これで、方程式の両辺の原子核の電荷は同じになります。質量数も同じです。この方程式はバランスが取れています。別の例を見てみましょう窒素14に中性子が照射されます。その結果、水素と不足している元素が生成されます。

左側の質量が 15 であることがわかっているので、質量数から始めましょう。右側では質量は 1 です。したがって、質量数が 14 の元素が必要になります。さて、原子核の電荷も表す原子番号を計算してみましょう。左側には原子番号の値が 7 あります。右側には原子番号 1 と、欠けている別の元素があります。だから、6つの原子番号を持つ元素が必要なのです balanceこの方程式。周期表を使用すると、不足している元素は炭素 14 であることがわかります。それは炭素の同位体です。さて、この原子核方程式はバランスが取れています。

単純な化学式のバランスをとるための一般的なルールは、係数のみを変更できるということです。これらは原子の前の数字です。原子の後の数字は下付き文字です。変更することはできません。係数は次のように変更される balance方程式。これは、反応物側の元素の原子数を生成物側の元素の原子数と等しくすることによって行います。係数が書かれていない場合は、係数が 1 であると想定します。

内省とは、自己テストや自己観察。それは内面を見つめるという意味を持っています。この方法では、化学式を観察し、電荷、質量、または原子の数のバランスをとる必要があるかどうかを調べます。図示の例では、酸化鉄が炭素と反応している鉄金属と二酸化炭素ガスを形成します。

まず、料金がバランスされているかどうかを確認しましょう。反応物全体の電荷はゼロであることが分かります。また、製品全体の料金はゼロであることもわかります。したがって、反応物の電荷は生成物の電荷と等しくなります。ここで、反応物中の各元素の原子の数に注目してみましょう。それらがバランスが取れているかどうかを観察します。ご覧のとおり、反応物側には 2 つの鉄原子があります。生成物側にも鉄原子が 1 つあります。また、反応物側には 3 つの酸素原子があり、生成物側には 2 つの酸素原子があります。両側の炭素原子の数は等しい。

まず最初に balance鉄原子の左側に係数2を置くことによって酸化物。つまり、左側には 4 つの鉄原子と 6 つの酸素原子があります。積の鉄の左側に係数4を置きます。鉄原子の数はバランスが取れている。係数3を製品中の二酸化炭素の左側側。酸素の数がわかる原子はバランスが取れています。生成物側の 3 つの炭素原子のバランスをとるために、反応物側の炭素に係数 3 を設定します。

私たちにさせて balance別の方程式。水素ガスは酸素ガスと反応して水を形成します。反応物側には2つの水素原子があります。生成物側には水素原子が 2 つあります。反応物側の酸素原子の数は 2 個、生成物側の酸素原子の数は 1 個です。

まずは balance酸素原子。水に係数 2 を置くと、生成物側に 2 つの酸素原子が存在することになります。酸素原子は balanced両側に。しかし、水素原子の数は不均衡になっています。これは、生成物側に水素原子が 4 つあり、反応物側に水素原子が 2 つあるためです。に balance水素原子の場合、反応物側の水素ガスに係数2を置きます。今、私たちは balanced図示の化学式。

酸化還元反応の方程式のバランスをとる。酸化還元反応は一般に酸化還元反応と呼ばれます。これには、ある要素から別の要素への電子の移動が含まれます。電子を失った原子は酸化され、電子を獲得した原子は還元されます。酸化還元反応式は balanced酸化数法または半反応法のいずれかによって行われます。

酸化数法では、酸化数は全体として数えられます。半反応法では、反応式を 2 つの半反応に分割します。これら2つの反応は酸化反応と還元反応です。それから balance半分ずつに分け、その部分を足して balanced酸化還元反応式。

まず酸化数法を使って balance酸化還元反応式。酸化数とは、原子が失ったり得たりした電子の数です。まず、式中の各原子の酸化数を特定します。次に、酸化または還元される原子の酸化数の変化を特定します。次に、酸化数の合計増加が酸化数の合計減少と等しくなるように、この数値を係数として加算します。そして私たちは balance水素と酸素以外の残りのすべての原子。

図の例では、窒素の酸化状態が +5に +2。ここで酸化数の変化は -3窒素が電子を3つ獲得したからです。の酸化数は Asプラス3からプラス5に変更されました。つまり、酸化され、その酸化数の変化は +2電子を2つ失ったからです。

窒素の酸化数の合計上昇は 3 です。したがって、3 を 2 で乗算すると 6 になります。酸化数の総減少は Asは +2。この 2 に 3 を掛けると 6 になります。したがって、係数3を H₃AsO₃係数2は HNO₃。酸化数の上昇は酸化数の 6 の減少に等しいことがわかります。

この例では、亜鉛はゼロから +2酸化状態。水素は酸化されて +1酸化状態をゼロにします。亜鉛の酸化数の変化は +2。水素の場合、 -1。私たちは増殖する -12を加えるとマイナス2になります。 HClを2倍にしました。ここで、亜鉛の酸化数の変化は、水素の酸化数の変化に 2 を掛けたものに等しいことがわかります。 HClに係数として2が追加されます。方程式は balanced今。

私たちは今 balance酸化還元反応を 2 つの部分に分けます。 1つは酸化反応であり、もう1つは還元反応です。与えられた図には酸化還元反応式が示されています。酸化部分と還元部分を分けて別々に書いています。 ClO⁻次亜塩素酸塩と呼ばれます。削減中 Cl⁻。亜鉛は酸化されて Zn⁺²イオン。

さて、まず balance係数を反応物側または生成物側のいずれかに置くことで、水素と酸素以外の原子を計算できます。塩素と亜鉛はすでにバランスが取れていることがわかります。それで今私たちは balance酸素原子、そして水素原子です。に balance酸素原子の反対側に水分子を追加します。酸化反応部分には酸素原子は存在しません。還元部分では、反応物側に酸素原子が 1 つあります。したがって、生成物側に水分子を 1 つ追加します。これで酸素原子のバランスが取れました。

私たちは今 balance水素原子。に balance水素原子の代わりに、式の反対側に水素イオンを追加します。酸化反応部分には水素原子は存在しません。一方、還元反応部分では生成物側に水素原子が2つ存在します。反応物側に2つの水素イオンを追加します。さて、私たちは balance料金。するために balance電荷に応じて、反応物側または生成物側のいずれかに電子を追加します。酸化反応では、反応物の電荷がゼロであることがわかります。一方、商品の料金は +2。したがって、全体の電荷をゼロにするために、生成物側に 2 つの電子を追加します。これは反応物の総電荷と同じです。

さあ balance還元反応における電荷。そこには +2水素イオンに電荷を帯び、 -1充電する ClO⁻イオン。反応物全体の電荷は (+2) + (-1) = (+1)。製品側の全体的な料金は -1。反応物側に2つの電子を加えると、全体の電荷は次のようになります -1。これは製品側の料金と同じです。

次のステップでは、半還元方程式と半酸化方程式全体を掛け合わせます。両方の半反応の電子の数が互いに等しくなるようにこれを行います。与えられた例では、電子の数はすでに等しくなっています。これら両方の半反応を組み合わせ、電子、水素イオン、水酸化物イオンなどの共通項を差し引きます。

最終版が完成しました balanced酸化還元反応。この反応は balanced酸性媒体中。塩基性媒体で酸化還元反応が起こる場合、最終段階で水酸化物イオン OH⁻ を追加します。水素イオンが存在する側にそれを加え、水分子を除去します。

理想気体モデルと実在気体の挙動パターンガス

化学反応式のバランスに関連する計算

質量とイオンの変化に関するバランス。 核方程式のバランスをとる。 イントロスペクションのバランス調整。 酸化還元反応式のバランスをとる。

質量とイオンの変化に関するバランス。核方程式のバランスをとる。イントロスペクションのバランス調整。酸化還元反応式のバランスをとる。