Уравнивание химических уравнений
Расставьте коэффициенты в любом уравнении и проверьте число атомов с обеих сторон.
Ставьте + между веществами и любую стрелку: ->, = или →. Обозначения агрегатного состояния (тв), (ж), (г), (р) игнорируются, а уже расставленные коэффициенты пересчитываются заново.
Уравнено
2H₂ + O₂ → 2H₂O
Коэффициенты: 2 : 1 : 2
Проверка: атомы с каждой стороны
| Элемент | Реагенты | Продукты | Уравнено |
|---|---|---|---|
| H | 4 | 4 | ✓ |
| O | 2 | 2 | ✓ |
Молярные массы
Именно они превращают уравненное уравнение в расчёт по массе.
Что на самом деле означает «уравнять»
Химическое уравнение — это утверждение о том, что атомы сохраняются. Ничего не создаётся и ничего не исчезает, поэтому всё, что вошло в реакцию слева, должно выйти справа — в другом порядке, но полностью. Уравнивание — это как раз та бухгалтерия, которая делает уравнение честным.
Менять можно только коэффициенты — числа, стоящие перед каждой формулой. Коэффициент умножает всё, что стоит после него, поэтому 2H2O означает четыре атома водорода и два атома кислорода. Индексы внутри формулы — часть того, что представляет собой вещество, и их менять нельзя.
Уравнивание подбором и где оно перестаёт работать
Для простых уравнений подбор коэффициентов работает: сначала уравнивают элемент, который встречается в наименьшем числе мест, кислород и водород оставляют напоследок, потому что они попадаются почти везде, а в конце избавляются от дробей, умножая всё уравнение на нужное число. Уравнения горения — стандартное упражнение: сначала углерод, потом водород, кислород — в последнюю очередь, и если кислорода получается половина, всё уравнение удваивают.
Подбор перестаёт быть практичным, когда веществ становится больше нескольких или когда один и тот же элемент встречается в нескольких соединениях с одной стороны сразу. Алгебраический метод, использованный здесь, не зависит от сложности: каждый элемент превращается в уравнение, и вся система решается целиком.
Как читать таблицу проверки по атомам
Таблица под ответом — это и есть доказательство, и её стоит хотя бы раз проверить вручную. Для каждого элемента умножьте его индекс на коэффициент того вещества, в которое он входит, и сложите значения с каждой стороны. Если строка не сходится, уравнение не уравнено — а если вы проверяете собственное домашнее задание, именно эта строка укажет, в чём ошибка.
Что дальше
Уравненное уравнение — это исходные данные почти для любой количественной задачи по химии. Получив его, калькулятор стехиометрии находит лимитирующий реагент и теоретический выход, а калькулятор молярной массы переводит граммы в моли для каждого вещества.
Похожие калькуляторы
Frequently Asked Questions
Как уравнять химическое уравнение?
Нужно подобрать коэффициенты — числа перед каждой формулой — так, чтобы число атомов каждого элемента совпадало с обеих сторон. Индексы внутри формулы менять нельзя никогда: если превратить H₂O в H₂O₂, вода станет пероксидом водорода, то есть другим веществом. Двигать можно только коэффициенты.
Почему нельзя менять индексы?
Потому что индексы определяют, что представляет собой вещество. Уравнивание — это вопрос о том, сколько именно каждого вещества вступает в реакцию, а не о том, что это за вещества. Если уравнение сходится только при изменении индекса, значит, одна из формул записана неверно, а не то, что коэффициенты подобраны неправильно.
Какой метод используется здесь?
Уравнение превращается в систему линейных уравнений — по одному на каждый элемент — и решается относительно наименьшего целочисленного решения. Это тот же алгебраический метод, который изучают наряду с подбором, но, в отличие от подбора, он всегда завершается и всегда находит наименьший ответ. Все вычисления ведутся в точных дробях, а не в десятичных приближениях, поэтому округление не может закрасться в коэффициенты.
Можно ли уравнять окислительно-восстановительные и ионные уравнения?
Да. Запишите заряды как Fe^2+, MnO4^- или Ca++, и заряд будет учтён как ещё одна величина, которая должна сойтись, наравне с элементами. Этого достаточно, чтобы уравнять сокращённые ионные уравнения вроде Fe²⁺ + MnO₄⁻ + H⁺ → Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O за один шаг, без разбиения на полуреакции.
Почему написано, что уравнение нельзя уравнять?
Почти всегда потому, что какой-то элемент встречается только с одной стороны — например, углерод есть среди реагентов, но нет ни одного продукта, содержащего углерод, — а значит, какое-то вещество пропущено. Сообщение об ошибке называет этот элемент. Другая причина — опечатка в формуле: в первую очередь проверьте индексы.
Что означает «у этого уравнения больше одного решения»?
Это означает, что то, что вы записали, на самом деле представляет собой две независимые реакции, записанные как одна, поэтому существует бесконечно много верных наборов коэффициентов. Классический пример — C + O2 → CO + CO2: горение углерода до CO и горение углерода до CO2 — это отдельные реакции, и любая их смесь тоже будет уравнена. Если нужен единственный ответ, разделите уравнение на два.
Учитываются ли обозначения агрегатного состояния?
Для уравнивания — нет. Обозначения (тв), (ж), (г) и (р) описывают физическое состояние вещества и здесь игнорируются, так что уравнение можно вставить прямо из учебника, не убирая их.