موازنه کردن یک واکنش شیمیایی

[رزیتا]

موازنه کردن یک واکنش شیمیایی

ضرورت موازنه

فرض کنید که تمامی اتم ها در طبیعت بدون هیچ اصولی و کاملا" تصادفی با هم ترکیب شوند . در این صورت ، چه مشکلاتی برای ما به وجود می آمد ؟ نایاب شدن اکسیژن برای ادامه ی حیات ، نایاب شدن کربن دی اکسید ، نایاب شدن تمام گازهایی که در تنفس و یا حیات گیاهان و جانوران نقش دارند ،عدم وجود لایه ی اوزون و . . .
در طبیعت ، تمامی اتم ها با اصول و قاعده ی مشخصی با یکدیگر ترکیب می شوند . این موضوع علاوه بر اینکه باعث می شوند انواع محدودی از اتم ها با هم ترکیب ، سبب این می شوند که ما بتوانیم در آزمایشگاه ترکیبات مورد نیاز را بسازیم .
موازنه بودن اتم ها در طبیعت ، یکی از عوامل با قاعده ترکیب شدن اتم ها با یک دیگر در طبیعت می باشد.

معادله ی موازنه شده
طبق قانون پایستگی انرژی در یک واکنش شیمیایی ، نه اتمی به وجود می آید و نه از بین می رود . بنا بر این در یک واکنش شیمیایی تعداد واکنش دهنده ها ( طرف چپ واکنش ) و فر آورده ها ( طرف راست واکنش ) یکسان اند . به چنین معادله هایی معادله ی موازنه شده می گویند.معادله ی زیر را در نظر بگیرید :
2Mg + O2  2MgO
معادله ی بالا موازنه شده است . برای اینکه بفهمیم که معادله ای موازنه است یا نه ، باید تعداد تک تک اتم ها را در دو طرف واکنش ( واکنش دهنده و فر آورده ) ، بررسی کنیم. مثلا" در مثال بالا ، تعداد Mg در دو طرف واکنش دو می باشید و تعداد O نیز در هر دو طرف دو است . زیرا در فراورده ، ضریب 2 هم در Mg و هم در O ضرب می شود. اما در واکنش دهنده ها ضریب 2 قبل از Mg فقط در Mg ضرب می شود زیرا بعد از Mg علامت " + " آمده است.
به عدد 2 که زیر O آمده است ، زیر وند می گویند.
آیا معادله ی زیرموازنه شده است؟
4K + O2 2K2O
ابتدا باید بررسی کنید که آیا تعداد اتم K وo در دو طرف معادله برابر اند یا نه
در طرف اول چهار اتم k داریم. حال طرف دوم را بررسی می کنیم:
اگر 2K2 را بخوانیم " دو تا K2 " ، یعنی ، K2 + K2 که مساوی است با 4K
پس تعداد اتم پتاسیم ( K ) در دو طرف معادله یکسان است.
حال تعداد اتم اکسیژن را در دو طرف معادله حساب می کنیم:
در طرف اول معادله O دارای زیر وند 2 می باشد و این بدین معناست که در طرف اول معادله دو اتم اکسیژن وجود دارد . حالا باید تعداد اتم اکسیژن را در طزف دوم معادله حساب کنیم:
از آنجایی که در طرف دوم معادله ، بین دو اتم اکسیژن و هیدروژن علامت " + " نیامده است ، پس ، ضریب 2 قبل از اتم پتاسسیم ، در اتم اکسیژن نیز ضرب می شود. بنابراین در طرف دوم معادله نیز دو اتم اکسیژن وجود دارد. در نتیجه تعداد اتم اکسیژن نیز در دو طرف معادله یکسان است .
معادله ی بالا موازنه شده می باشد.
موازنه کردن یک واکنش شیمیایی
گاهی معادله ی موازنه شده را می دهند و از ما می خواهند که آن را موازنه کنیم. در این مورد نیز مانند توضیحات بالا عمل می کنیم. یعنی اتم ها را تک تک بررسی می کنیم اگر موازنه بودند که کاری به آنها نداریم اما اگر تعداد یک اتم در طرف اول و دوم معادله یکسان نبودند ، باید با گذاشتن ضریب ، آنها را موازنه کنیم.
در موازنه ی یک فرمول شیمیایی با ید 3 نکته را در نظر بگیریم :
1. برای موازنه ، به هیچ وجه نمی توان زیر وند ها را تغییر داد . بنابر این برای موازنه کردن دو اتم در یک واکنش شیمیایی تنها راه ، گذاشتن ضریب برای آن اتم می باشد.
2. ضرایبی را که در معادله قرار می دهیم ، نباید کسری باشند.
3. برای گذاشتن ضرایب در معادله ، باید کوچکترین عدد صحیح انتخاب شود.
در ضمن ضریب ، اگر برای اولین اتم با شد ، قبل از آن یعنی در اول واکنش می آید اما اگر در اواسط معادله ( چه در واکنش دهنده و چه در فراورده ) باشد ، بعد از علامت "+ " می آید.
حال با توجه به مطالب فوق ، واکنش زیر را موازنه می کنیم :
Fe (No3)3 + NaOH  Fe (OH) 3 + NaNo3
تعداداتم ها را در دو طرف معادله بررسی می کنیم :
1. تعداد Fe در واکنش دهنده ها 1 و در فراورده ها نیز1 است. پس Fe موازنه شده است.
2. تعداد No3 در واکنش دهنده ها 1 ولی در فراورده ها 3 می باشد. پس برای موازنه شدن ، ضریب 3 را در کنار NaNo3 قرار می دهیم :
Fe (No3)3 + NaOH  Fe (OH) 3 +3 NaNo3
3.تعداد Na در اول واکنش ، 1 ، و در طرف دوم واکنش، 3 می باشد. بنابراین ضریب 3 را قبل از NaOH قرار می دهیم :
Fe (No3)3 +3 NaOH  Fe (OH) 3 +3 NaNo3
4.تعداد OH دردو طرف واکنش ، یکسان اند.
بنا بر این توانستیم واکنش بالا را موازنه کنیم.
موازنه کردن یک واکنش شیمیایی به روش وارسی
در این روش باید با ترتیبی خاص واکنش را موازنه کنیم. بدین ترتیب که :
• تعداد اتم ها را در دو طرف معادله بررسی کنیم .
• در ترکیبی که بیشترین تعداد اتم را دارد( غیر از هیدروژن و اکسیژن ) ، ابتدا اتم فلز و سپس دیگر اتم ها را بررسی می کنیم
• در دیگر ترکیبات ، به ترتیب اتم های ، فلز ، نافلز ، اکسیژن و هیدروژن را موازنه می کنیم.
واکنش زیر را به روش وارسی موازنه کنید

Al + CuSo4  Al2 ( So4)3 + Cu
1. تعداد اتم ها را در دو طرف معادله بررسی می کنیم:
تعداد اتم آلومینیم در واکنش دهنده یک ، و در فراورده دو می باشد.
تعداد Cu در واکنش دهنده و فراورده یک می باشد.
تعداد So4 در واکنش دهنده یک و در فراورده سه می باشد.
2. ترکیبی که بیشترین تعداد اتم را دارد ، Al2 ( So4)3 می باشد . برای موازنه کردن اتم Al در واکنش دهنده و فراورده ، به این اتم در واکنش دهنده ضریب 2 را اضافه می کنیم و برای موازنه کردن So4 ، به این اتم در واکنش دهنده ضریب 3 را اضافه می کنیم.
2Al + 3CuSo4  Al2 ( So4)3 + Cu
3. تعداد Cu در واکنش دهنده سه و در فراورده یک می باشد. برای موازنه کردن اتم Cu به این اتم در فراورده ضریب 3 را اضافه می کنیم.
2Al + 3CuSo4  Al2 ( So4)3 +3 Cu
واکنش موازنه شد.