Химическое уравнение – отражение взаимодействия соединений формулами. Согласно закону сохранения массы в обеих сторонах уравнения должно быть равное количество атомов. Этот закон соблюдается с помощью расстановки коэффициентов.
Алгоритм расстановки коэффициентов
- Подсчет количества атомов в обеих частях уравнения.
- Нахождение наименьшего общего кратного у элементов, количество которых в обеих частях уравнения отличается.
- Разделение наименьшего общего кратного на индексы атомов.
- Расстановка полученных коэффициентов.
- Пересчет количества атомов.
Примеры расстановки коэффициентов в уравнениях
Например, необходимо расставить коэффициенты в следующем уравнении:СН4+О2→СО2+Н2О
В реакции участвуют углерод С, водород Н и кислород О. При подсчете атомов можно получить следующие результаты:
- один атом углерода слева и один справа;
- четыре водорода слева и два справа;
- два кислорода слева и три справа.
Количество атомов углерода совпадает, поэтому соединения углерода не нуждаются в коэффициентах.
Чтобы поставить коэффициент перед водородом, необходимо найти наименьшее общее кратное – 2. Поэтому вода Н2О нуждается в коэффициенте 2.
СН4+О2→СО2+2Н2О
Стоит обратить внимание на то, что из-за постановки коэффициента перед водой количество кислорода увеличивается. В данном варианте уравнения слева находится два кислорода, а справа – четыре. Перед кислородом нужен коэффициент 2.
СН4+2О2→СО2+2Н2О
Как расставить коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР)
ОВР – взаимодействия веществ, при котором атомы меняют свои степени окисления. Например, необходимо расставить коэффициенты в следующем уравнении:HCl+KMnO4=MnCl2+KCl+Cl2+H2O
1. В уравнении нужно найти восстановитель и окислитель. Для этого следует расставить степени окисления у каждого атома.
H+Cl-+K+Mn+7O-24=Mn+2Cl-2+K+Cl-+Cl02+H+2O-2
Теперь можно определить восстановитель и окислитель.
Mn+7+5ē→Mn+2 (окислитель)
2Cl--2ē→Cl02 (восстановитель)
2. Затем необходимо найти наименьшее общее кратное принятых и отданных электронов. В данной реакции оно равно 10. Таким образом, у соединений марганца должен стоять коэффициент 2, а коэффициент 5 должен стоять только у газа хлора в правой части уравнения. Перед соляной кислотой в левой части уравнения коэффициент ставить рано, т. к. водород не изменил степень окисления.
HCl+2KMnO4=2MnCl2+KCl+5Cl2+H2O
3. Необходимо уравнять металлы. Слева два атома калия, а справа один, поэтому перед хлоридом калия необходимо поставить коэффициент 2.
HCl+2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2+H2O
4. Нужно уравнять количество хлора. Справа 16 атомов хлора, а слева только один. Перед соляной кислотой ставят коэффициент 16.
16HCl+2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2+H2O
5. Затем необходимо посчитать количество водорода. Слева 16 атомов водорода, а справа 2, поэтому перед водой нужен коэффициент 8.
16HCl+2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
6. В обеих частях уравнения по 8 атомов кислорода.
Как расставить коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях с органическими веществами
Например, необходимо расставить коэффициенты в уравнении с органическим веществом.C2H6+O2→CO2+H2O
Чтобы расставить степени окисления в органическом соединении, необходимо расписать полную формулу вещества.
Н3С-СН3
Каждый атом углерода связан с тремя атомами водорода и одним углерода. Водород в данном соединении играет роль восстановителя, поэтому отдает электроны. Таким образом, атом углерода получает три электрона и принимает степень окисления -3.
C-32H+16+O02→C+4O-22+H+2O-2
С-3-7ē→С+4 (восстановитель, окисление)
2О0+4ē→О-22 (окислитель, восстановление)
Исходя из метода электронного баланса, в уравнении стоят следующие коэффициенты.
2C2H6+7O2→4CO2+6H2O
Как вы считаете, материал был полезен?