Bagaimanakah anda mengimbangkan persamaan kimia?

Mengapa persamaan mesti seimbang

Persamaan kimia ialah cara ringkas untuk menerangkan sesuatu tindak balas. Bahan permulaan, dipanggil bahan tindak balas, diletakkan di sebelah kiri, dan bahan baharu, dipanggil hasil, diletakkan di sebelah kanan. Anak panah bermaksud “bertindak balas untuk membentuk”.

Dalam tindak balas, atom tidak dicipta atau dimusnahkan; ia hanya bertukar pasangan. Ini ialah hukum keabadian jisim, yang ditunjukkan oleh ahli kimia Perancis, Antoine Lavoisier melalui eksperimen yang teliti pada akhir 1700-an. Setiap atom di sebelah kiri mesti masih ada di sebelah kanan, maka bilangan atom bagi setiap unsur, dan jumlah jisim, kekal sama.

Peraturan emas: ubah pekali, bukan subskrip

Pekali ialah nombor yang diletakkan di hadapan formula. Ia memberitahu anda berapa banyak molekul atau unit bahan itu yang mengambil bahagian, maka mengubahnya hanya mengubah jumlah bahan itu.

Mengubah subskrip tidak pernah dibenarkan, kerana ia menukarkan bahan itu menjadi sesuatu yang lain. H₂O ialah air, tetapi H₂O₂ ialah hidrogen peroksida, bahan kimia yang sama sekali berbeza.

Kaedah langkah demi langkah

Langkah 1: tulis formula yang betul bagi semua bahan tindak balas dan hasil. Langkah 2: kira atom setiap unsur pada kedua-dua belah. Langkah 3: tambah pekali untuk mengimbangkan satu unsur pada satu masa. Mulakan dengan unsur yang hanya muncul dalam satu bahan pada setiap belah. Selalunya membantu untuk melaraskan unsur tunggal, seperti O₂ atau Fe, yang terakhir, kerana mengubah pekalinya tidak mengganggu mana-mana unsur lain. Langkah 4: kira setiap unsur sekali lagi. Langkah 5: pastikan pekali ialah nombor bulat yang paling kecil yang mungkin.

Contoh 1: menghasilkan air

Mulakan dengan H₂ + O₂ → H₂O. Sebelah kiri mempunyai 2 atom H dan 2 atom O, tetapi sebelah kanan mempunyai 2 H dan hanya 1 O. Letakkan 2 di hadapan H₂O untuk mendapat 2 atom oksigen di sebelah kanan: H₂ + O₂ → 2H₂O.

Kini sebelah kanan mempunyai 4 H, tetapi sebelah kiri hanya 2, maka letakkan 2 di hadapan H₂: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Semak: 4 H dan 2 O pada setiap belah. Ia seimbang.

Jisimnya juga sepadan. Dua mol H₂ (4.032 g) ditambah satu mol O₂ (31.998 g) menghasilkan 36.030 g, tepat jisim dua mol H₂O (2 × 18.015 = 36.030 g).

Contoh 2: membakar metana

Metana, CH₄, ialah bahan utama gas asli. Apabila ia terbakar, ia bertindak balas dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.

Karbon sudah seimbang, dengan 1 atom pada setiap belah. Hidrogen tidak: terdapat 4 di sebelah kiri dan 2 di sebelah kanan, maka tulis 2H₂O. Kini kira oksigen di sebelah kanan: 2 dalam CO₂ ditambah 2 dalam 2H₂O menjadikan 4. Untuk mendapat 4 atom oksigen di sebelah kiri, tulis 2O₂. Persamaan seimbang ialah CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, dengan 1 C, 4 H dan 4 O pada setiap belah.

Contoh 3: pengaratan besi

Besi bertindak balas dengan oksigen membentuk besi(III) oksida: Fe + O₂ → Fe₂O₃. Karat sebenar juga mengandungi air, tetapi persamaan yang lebih mudah ini menunjukkan tindak balas utama.

Kedua-dua bahan tindak balas ialah unsur tunggal di sini, maka mulakan dengan yang lebih rumit, oksigen: O₂ mempunyai 2 atom oksigen dan Fe₂O₃ mempunyai 3. Nombor terkecil yang boleh dibahagi oleh kedua-dua 2 dan 3 ialah 6, maka tulis 3O₂ (6 atom oksigen) dan 2Fe₂O₃ (6 atom oksigen). Sebelah kanan kini mempunyai 2 × 2 = 4 atom besi, maka tulis 4Fe di sebelah kiri. Persamaan seimbang ialah 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃, dengan 4 Fe dan 6 O pada setiap belah.