Evenwicht tussen chemische vergelijkingen

Een chemische vergelijking beschrijft wat er gebeurt in een chemische reactie. De vergelijking identificeert de reactanten (uitgangsmaterialen) en producten (resulterende stoffen), de formules van de deelnemers, de fasen van de deelnemers (vast, vloeibaar, gas), de richting van de chemische reactie en de hoeveelheid van elke stof. Chemische vergelijkingen zijn uitgebalanceerd voor massa en lading, wat betekent dat het aantal en type atomen aan de linkerkant van de pijl hetzelfde is als het aantal type atomen aan de rechterkant van de pijl. De totale elektrische lading aan de linkerkant van de vergelijking is hetzelfde als de totale lading aan de rechterkant van de vergelijking. In het begin is het belangrijk om eerst te leren hoe je vergelijkingen voor massa kunt balanceren.

Het balanceren van een chemische vergelijking verwijst naar het vaststellen van de wiskundige relatie tussen de hoeveelheid reactanten en producten. De hoeveelheden worden uitgedrukt als gram of mol.

Het vergt oefening om evenwichtige vergelijkingen te kunnen schrijven. Er zijn in wezen drie stappen in het proces.

3 stappen voor het in evenwicht brengen van chemische vergelijkingen

1) Schrijf de onevenwichtige vergelijking.

• Chemische formules van reactanten worden aan de linkerkant van de vergelijking vermeld.
• Producten worden aan de rechterkant van de vergelijking vermeld.
• Reagentia en producten worden gescheiden door een pijl ertussen te plaatsen om de richting van de reactie aan te geven. Reacties bij evenwicht hebben pijlen in beide richtingen.
• Gebruik de elementensymbolen met één en twee letters om elementen te identificeren.
• Bij het schrijven van een samengesteld symbool wordt het kation in de verbinding (positieve lading) vóór het anion weergegeven (negatieve lading). Tafelzout wordt bijvoorbeeld geschreven als NaCl en niet ClNa.

2) Breng de vergelijking in evenwicht.

• Pas de wet van behoud van massa toe om hetzelfde aantal atomen van elk element aan elke kant van de vergelijking te krijgen. Tip: begin met het balanceren van een element dat alleen verschijnt een reactant en product.
• Zodra een element in balans is, ga je verder met het in balans brengen van een ander en een ander totdat alle elementen in balans zijn.
• Breng chemische formules in evenwicht door coëfficiënten ervoor te plaatsen. Voeg geen subscripts toe, omdat hierdoor de formules worden gewijzigd.

3) Geef de materietoestanden van de reactanten en producten aan.

• Gebruik (g) voor gasvormige stoffen.
• Gebruik (en) voor vaste stoffen.
• Gebruik (l) voor vloeistoffen.
• Gebruik (aq) voor soorten in oplossing in water.
• Over het algemeen is er geen ruimte tussen de verbinding en de toestand van de materie.
• Schrijf de toestand van de materie onmiddellijk op volgens de formule van de stof die het beschrijft.

Evenwichtsvergelijking: uitgewerkt voorbeeldprobleem

Tinoxide wordt verwarmd met waterstofgas om tinmetaal en waterdamp te vormen. Schrijf de evenwichtige vergelijking die deze reactie beschrijft.

1) Schrijf de onevenwichtige vergelijking.

SnO₂ + H₂ → Sn + H₂O

Raadpleeg de tabel met veel voorkomende polyatomische ionen en formules van ionische verbindingen als u problemen ondervindt bij het schrijven van de chemische formules van de producten en reactanten.

2) Breng de vergelijking in evenwicht.

Bekijk de vergelijking en zie welke elementen niet in balans zijn. In dit geval zijn er twee zuurstofatomen aan de linkerkant van de vergelijking en slechts één aan de rechterkant. Corrigeer dit door een coëfficiënt 2 voor water te plaatsen:

SnO₂ + H₂ → Sn + 2 H₂O

Hierdoor zijn de waterstofatomen uit balans. Nu zijn er twee waterstofatomen links en vier waterstofatomen rechts. Om vier waterstofatomen aan de rechterkant te krijgen, voeg je een coëfficiënt van 2 toe voor het waterstofgas. De coëfficiënt is een getal dat voor een chemische formule staat. Vergeet niet dat coëfficiënten vermenigvuldigers zijn, dus als we 2 H schrijven₂O het geeft 2x2 = 4 waterstofatomen en 2x1 = 2 zuurstofatomen aan.

SnO₂ + 2 H₂ → Sn + 2 H₂O

De vergelijking is nu in evenwicht. Zorg ervoor dat je je wiskunde goed controleert! Elke zijde van de vergelijking heeft 1 atoom Sn, 2 atomen O en 4 atomen H.

3) Geef de fysieke toestand van de reactanten en producten aan.

Om dit te doen, moet u bekend zijn met de eigenschappen van verschillende verbindingen of moet u worden verteld wat de fasen zijn voor de chemicaliën in de reactie. Oxiden zijn vaste stoffen, waterstof vormt een diatomeeëngas, tin is een vaste stof en de term 'waterdamp' geeft aan dat water zich in de gasfase bevindt:

SnO₂(s) + 2 H₂(g) → Sn (s) + 2 H₂O (g)

Dit is de evenwichtige vergelijking voor de reactie. Zorg ervoor dat je je werk controleert! Onthoud dat behoud van massa vereist dat de vergelijking hetzelfde aantal atomen heeft van elk element aan beide zijden van de vergelijking. Vermenigvuldig de coëfficiënt (nummer vooraan) maal het subscript (nummer onder een elementensymbool) voor elk atoom. Voor deze vergelijking bevatten beide zijden van de vergelijking:

• 1 Sn-atoom
• 2 O-atomen
• 4 H-atomen

Als u meer oefening wilt, bekijk dan een ander voorbeeld van evenwichtsvergelijkingen of probeer enkele werkbladen. Als je denkt dat je er klaar voor bent, probeer dan een quiz om te zien of je chemische vergelijkingen in balans kunt brengen.

Saldovergelijkingen met massa en lading

Sommige chemische reacties omvatten ionen, dus je moet ze in evenwicht brengen voor lading en massa. Leer hoe u ionische vergelijkingen en redox (oxidatie-reductie) reacties in evenwicht brengt. Soortgelijke stappen zijn hierbij betrokken.