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Definition und Beispiele für ausgeglichene Gleichungen

Eine ausgeglichene Gleichung ist eine Gleichung für eine chemische Reaktion, bei der die Anzahl der Atome für jedes Element in der Reaktion und die Gesamtladung sowohl für die Reaktanten als auch für die Produkte gleich sind. Mit anderen Worten, die Masse und die Ladung sind auf beiden Seiten der Reaktion ausgeglichen.

Auch bekannt als: Ausgleich der Gleichung, Ausgleich der Reaktion, Erhaltung von Ladung und Masse.

 

Beispiele für unsymmetrische und ausgeglichene Gleichungen

Eine unausgeglichene chemische Gleichung listet die Reaktanten und Produkte in einer chemischen Reaktion auf, gibt jedoch nicht die Mengen an, die erforderlich sind, um die Massenerhaltung zu gewährleisten. Zum Beispiel ist diese Gleichung für die Reaktion zwischen Eisenoxid und Kohlenstoff unter Bildung von Eisen und Kohlendioxid in Bezug auf die Masse unausgeglichen:

Fe 2 O 3 + C → Fe + CO 2

Die Gleichung ist für die Ladung ausgeglichen. da beide Seiten der Gleichung keine Ionen haben (neutrale Nettoladung).

Die Gleichung hat 2 Eisenatome auf der Reaktantenseite der Gleichung (links vom Pfeil), aber 1 Eisenatom auf der Produktseite (rechts vom Pfeil). Auch ohne die Mengen anderer Atome hochzuzählen, kann man feststellen, dass die Gleichung nicht ausgeglichen ist.

Das Ziel des Ausgleichs der Gleichung besteht darin, auf der linken und rechten Seite des Pfeils die gleiche Anzahl für jeden Atomtyp zu haben. Dies wird erreicht, indem die Koeffizienten der Verbindungen geändert werden (Zahlen vor den Verbindungsformeln). Die Indizes (kleine Zahlen rechts von einigen Atomen, wie in diesem Beispiel für Eisen und Sauerstoff) werden niemals geändert. Das Ändern der Indizes würde die chemische Identität der Verbindung ändern.

Die ausgeglichene Gleichung lautet:

2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2

Sowohl die linke als auch die rechte Seite der Gleichung haben 4 Fe-, 6 O- und 3 C-Atome. Wenn Sie Gleichungen ausgleichen, ist es eine gute Idee, Ihre Arbeit zu überprüfen, indem Sie den Index jedes Atoms mit dem Koeffizienten multiplizieren. Wenn kein Index zitiert wird, betrachten Sie ihn als 1.

Es ist auch eine gute Praxis, den Materiezustand jedes Reaktanten zu zitieren. Dies ist in Klammern unmittelbar nach der Verbindung aufgeführt. Zum Beispiel könnte die frühere Reaktion geschrieben werden:

2 Fe 2 O 3 (s) + 3 C (s) → 4 Fe (s) + 3 CO 2 (g)

wobei s einen Feststoff anzeigt und g ein Gas ist.

 

Beispiel einer ausgeglichenen Ionengleichung

In wässrigen Lösungen ist es üblich, chemische Gleichungen sowohl für Masse als auch für Ladung auszugleichen. Das Ausbalancieren der Masse erzeugt auf beiden Seiten der Gleichung die gleiche Anzahl und Art von Atomen. Ladungsausgleich bedeutet, dass die Nettoladung auf beiden Seiten der Gleichung Null ist. Der Materiezustand (aq) steht für wässrig, was bedeutet, dass nur die Ionen in der Gleichung gezeigt werden und dass sie sich im Wasser befinden. Zum Beispiel:

Ag + (aq) + NO 3 (aq) + Na + (aq) + Cl (aq) → AgCl (s) + Na + (aq) + NO 3 (aq)

Überprüfen Sie, ob eine Ionengleichung für die Ladung ausgeglichen ist, indem Sie prüfen, ob sich alle positiven und negativen Ladungen auf jeder Seite der Gleichung gegenseitig aufheben. Zum Beispiel gibt es auf der linken Seite der Gleichung 2 positive Ladungen und 2 negative Ladungen, was bedeutet, dass die Nettoladung auf der linken Seite neutral ist. Auf der rechten Seite befindet sich eine neutrale Verbindung, eine positive und eine negative Ladung, die wiederum eine Nettoladung von 0 ergibt.

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