موازنه واکنش های شیمیایی
موازنه واکنش های شیمیایی
چکیده:
برای موازنه معادله واکنش های شیمیایی روش های مختلفی وجود دارد که اصول همه آنها یکسان می باشد. یکی از متداول ترین این روش ها « روش وارسی» است که در کتاب درسی شیمی 3 نیز در حد ساده به آن پرداخته شده است. در اینجا ما نیز به توضیح موازنه واکنش ها به روش وارسی و یک روش دیگر می پردازیم.
شرح درس:
قانون پایستگی جرم: همه واکنش های شیمیایی از قانون پایستگی ماده یا قانون پایستگی جرم تبعیت می کنند. این قانون را به دو صورت می توان تعریف کرد:
1- در واکنش های شیمیایی نه اتمی به وجود می آید و نه اتمی از بین می رود، بلکه بر اثر انجام واکنش همان اتم ها به شیوه های دیگری به هم متصل می شوند.
2- در یک واکنش شیمیایی مجموع جرم واکنش دهنده ها و فراورده ها با هم برابر است.
برای نشان دادن اینکه این قانون در یک معادله شیمیایی رعایت شده است باید آن معادله را موازنه کرد.
موازنه به روش وارسی: برای رسیدن به یک معادله موازنه شده باید تعداد اتم های هر عنصر در دو سوی معادله یکسان باشد. یکی از ساده ترین روش های موازنه روش وارسی می باشد. در این روش معمولا به ترکیبی که دارای بیشترین تعداد اتم است ضریب یک می دهند و بعد با توجه به تعداد اتم های آن ترکیب به مواد دیگر ضرایبی را می دهند تا تعداد اتم های هر عنصر در دو طرف معادله با هم برابر شوند. توجه داشته باشید که به هنگام موازنه نباید زیروندهای موجود در فرمول های شیمیایی واکنش دهنده ها یا فراورده ها را تغییر داد.
مثال:
برای موازنه ابتدا به NH3 ضریب یک می دهیم:
حال تعداد اتم های N و H در سمت راست معادله مشخص شده است. اگر به H2 ضریب 3/2 و به N2 ضریب 1/2 بدهیم، تعداد اتم های هر دو عنصر در دو سوی معادله با هم برابر می شوند.
توجه: هر یک از ضرایب به کار رفته باید کوچک ترین عدد صحیح (غیر کسری) ممکن باشند. بنابراین برای از بین بردن ضرایب کسری هیدروژن و نیتروژن تمام ضریب ها را در 2 ضرب می کنیم. در نتیجه خواهیم داشت:
این معادله، معادله موازنه شده تولید آمونیاک است که در هر دو سوی آن تعداد اتم های هر عنصر با هم برابر است.
روش دوم موازنه واکنش های شیمیایی:
روش وارسی در سطوح بالاتر دارای قواعد پیچیده ای است که موازنه واکنش های شیمیایی را با مشکل رو به رو می کند. در اینجا به معرفی یک روش دیگر می پردازیم که می تواند برای موازنه واکنش های مشکل تر و واکنش های مطرح شده در آزمون ها به راحتی پاسخگو باشد.
در این روش ابتدا باید عنصری را به عنوان عنصر آغازگر انتخاب کنیم. این عنصر باید شرایط زیر را داشته باشد:
- در هر سمت واکنش فقط در ساختار یک ماده وجود داشته باشد.
- تا حد امکان نباید در ساختار یک ماده تک عنصری باشد؛ مگر اینکه هیچ یک از عناصر شرط اول را نداشته باشند.
- اگر دو عنصر وجود داشته باشند که هر دوی آن ها شروط اول و دوم را دارند، موازنه را از عنصری آغاز می کنیم که در ساختار ترکیب پیچیده تری شرکت داشته باشد و زیروند بزرگ تری نیز داشته باشد.
سپس عنصر آغازگر را موازنه می کنیم و بعد از آن نوبت به موازنه سایر عنصرها می رسد.
نکته: در یک معادله شیمیایی، تعداد یون های چنداتمی مانند MnO4- یا PO43- و.... را به صورت یک گونه شیمیایی جدا در دو سوی معادله شمارش و موازنه کنید.
مثال:
موازنه را با عنصر Mn آغاز می کنیم زیرا Mn در هر سمت واکنش فقط در ساختار یک ماده دیده می شود و و در ساختار ماده پیچیده تر وجود دارد. سپس عناصر K و H را موازنه می کنیم:
برای از بین بردن ضریب 1/2 کل ضرایب را در دو ضرب کرده و سپس ضریب اکسیژن را تعیین می کنیم:
باز هم برای از بین بردن ضریب 1/2 یکبار دیگر کلیه ضرایب را در 2 ضرب می کنیم تا به معادله موازنه شده دست یابیم: