Chemische Reacties In Evenwicht Brengen Met Voorbeelden
Chemische Reacties In Evenwicht Brengen Met Voorbeelden Behoud Van De Massastelling:
Bij een chemische reactie wordt massa geconserveerd, deze wordt niet verloren of gecreëerd. Dus;
- Aantal atomen van elementen zijn behouden. Met andere woorden, de som van de atomen in het deel van de reactanten is gelijk aan de som van de atomen van producten.
- Massa van elementen is behouden. Massa’s reactanten zijn gelijk aan massa’s producten.
- Ladingen van elementen / verbindingen zijn behouden. De totale lading van reactanten is gelijk aan de totale lading van producten.
- Bij een chemische reactie wordt het aantal moleculen niet altijd geconserveerd. Bijvoorbeeld;
H2 + Cl2 → 2HCl
In deze reactie; 1 H2 molecule en 1 Cl2 molecule reageert en 2 molecule HC1 wordt geproduceerd. Het aantal moleculen is dus behouden. Integendeel,
2H2 + O2 → 2H2O
In deze reactie reageert 2 molecuul H2 met 1 molecuul O2 en wordt 2 molecuul H2O geproduceerd. Het aantal moleculen is dus niet geconserveerd.
Voorbeeld: 4 g stof A reageert met 2,5 g stof B en 1,4 liter C gas en 3,5 g D worden geproduceerd. Vind molaire massa van C.
Oplossing:
Bij chemische reacties blijft massa altijd behouden. Zo;
Amassa + Bmassa = Cmassa + Dmassa
4 + 2,5 = Cmassa+ 3,5
Cmassa=3 g
In standaard omstandigheden is 1 mol gas 22,4 liter, aantal mol C;
nC = 1,4 / 22,4 = 1 / 16 moles
1/16 moles C is 3 g 1mol C is X
___________________
X=48 g
Molaire massa van C = 48 g
- Balancerende chemische vergelijkingen, je moet H en O balanceren na het balanceren van andere elementen.
- Je kunt reactiecoëfficiënten vermenigvuldigen met breuken zoals 3/2.
Voorbeeld: Balans volgens chemische vergelijking.
C3H4 + O2 → CO2 + H2O
Reactanten:
3 C atomen, 4 H atomen, 2 O atomen
Producten:
1 C atoom, 3 O atomen, 2 H atomen,
Om de reactie in evenwicht te brengen, vermenigvuldigen we CO2 met 3 en wordt de reactie;
C3H4 + O2 → 3CO2 + H2O
Nu hebben we 4 H atomen in reactanten en 2 H atoom in producten, dus we vermenigvuldigen H2O met 2 en de reactie wordt;
C3H4 + O2 → 3CO2 + 2H2O
Nu hebben we 2 O atomen in reactanten en 6 + 2 = 8 O atomen in producten, om O te balanceren vermenigvuldigen we O2 in reactanten met 4.
C3H4+ 4O2 → 3CO2 + 2H2O
Nu is onze reactie evenwichtig.
Balancerende Redoxreacties (Oxidatie-Reductie):
Bij het balanceren van redoxreacties, moet je het aantal atomen en ladingen van zaken in reactie in balans brengen. Je moet dus oxidatietoestanden van atomen van elementen kennen. We geven enkele voorbeelden en proberen dit onderwerp hierover uit te leggen.
Voorbeeld: Balans na reactie; HNO3 + H2S → NO + H2O + S
Oplossing:
We schrijven eerst oxidatietoestanden van alle elementen;
H+N+5O3-2 + H+2S-2 → N+2O-2+ H+2O-2 + S0
Vervolgens schrijven we halve reacties die oxidatie en reductie (elektronenoverdracht) van elementen laten zien.
Reductie: N+5 +3e- → N+2
Oxidatie S-2 → S0 + 2e-
Om het aantal gewonnen en verloren elektronen in evenwicht te brengen, vermenigvuldigen we de reductiereactie met 2 en de oxidatiereactie met 3.
Om het aantal N-atomen in beide zijden in evenwicht te brengen, voegen we 2 toe voor moleculen inclusief N, en om het aantal S-atomen in evenwicht te brengen schrijven we 3 voor alle zaken inclusief S. Nu wordt reactie;
2HNO3 + 3H2S → 2NO + H2O + 3S
Nu balanceren we het aantal H atomen aan beide zijden, er zijn 8 H atomen aan de linkerkant en 2 H atomen aan de rechterkant. Als we H2O in producten vermenigvuldigen, balanceren we het aantal H atomen in reactie. Eindreactie wordt;
2HNO3+ 3H2S → 2NO + 4H2O + 3S
U kunt het aantal O aan beide kanten controleren, het is ook uitgebalanceerd. We hebben 6 O atomen aan de linkerkant en 6 O atomen aan de rechterkant.
Doe voorzichtig!
Balancerende (+) lading in ionische reacties die plaatsvinden in een zuur medium, voeg H+ toe, en om het aantal H en O atomen in evenwicht te brengen, voeg H2O toe.
Voorbeeld: Balans na reactie in zuur medium;
ClO3- + Cr+3 → ClO2 + Cr2O7-2
We schrijven oxidatietoestanden van alle elementen, wees voorzichtig, verwarren lading van ionen en oxidatietoestanden van elementen niet.
Cl+5O-23- + Cr+3 → Cl+4O-22 + Cr+62O-27-2
Oxidatie en reductie halve reacties;
Reductie: Cl+5 + e- → Cl+4
Oxidatie: Cr+3 → Cr+6 + 3e-
Om het aantal elektronen in beide zijden in evenwicht te brengen, vermenigvuldigen we de reductie-halfreactie met 6 en de oxidatie-halfreactie met 2. Nu wordt de reactie;
6ClO3-+2Cr+3 → 6ClO2 + Cr2O7-2
We berekenen elektrische ladingen van beide kanten en balanceren ze.
Linkerkant: ClO3-: 6x(ionen lading=-1)=-6 Cr+3: 2x(+3)=+6
-6+6=0
De totale elektrische lading aan de linkerkant is nul.
Rechter zijde: Cr2O7-2: -2
Totale lading is -2, balancerende elektrische lading voegen we H+ ionen toe in zure media. Zo voegen we 2H+ ion toe aan de rechterkant van de reactie en maken we de reactie in balans.
6ClO3- +2Cr+3 → 6ClO2 + Cr2O7-2 + 2H+
Nu moeten we het aantal H atomen in beide kanten van de reactie in evenwicht brengen. Er is geen H atoom aan de linkerkant, maar er zijn 2H atomen aan de rechterkant. Om de reactie in evenwicht te brengen, voegen we 1 H2O molecuul toe aan de linkerkant van de reactie en balanceren het. Eindevenwichtige reactie is;
6ClO3- +2Cr+3 + H2O → 6ClO2 + Cr2O7-2 + 2H+
Doe voorzichtig!
Balanceer (-) lading in ionische reacties die plaatsvinden in basisch medium, voeg OH- toe, en om het aantal H- en O-atomen in evenwicht te brengen, voeg OH- ion toe.
Voorbeeld: Balans na reactie in basismedium;
Br2 → Br- +BrO3-
We schrijven oxidatietoestanden van alle elementen, wees voorzichtig, verwarren lading van ionen en oxidatietoestanden van elementen niet.
Br20 → Br- +Br+5O-23-
Oxidatie en reductie halve reacties;
Reductie: Br0 + e- → Br-1
Oxidatie: Br0 → Br+5 + 5e-
Om het aantal elektronen aan beide kanten in evenwicht te brengen, vermenigvuldigen we de reductie-halfreactie met 5 en de oxidatie-halfreactie met 1. Om het aantal Br aan beide kanten in evenwicht te brengen, tellen we 3 voor Br2 bij reactanten. Nu wordt reactie;
3Br2 → 5Br- +BrO3-
We berekenen elektrische ladingen van beide kanten en balanceren ze.
Linkerkant: Br2: 0
De totale elektrische lading aan de linkerkant is nul.
Rechter zijde: 5Br- +BrO3-: -5+(-1)=-6 Totale lading is -6, balancerende elektrische lading voegen we OH- ionen toe aan linkerkant in basismedia. Dus voegen we 6OH- ion toe aan de linkerkant van de reactie en maken de reactie in balans.
3Br2 +6OH- → 5Br- + BrO3-
Nu moeten we het aantal H atomen in beide kanten van de reactie in evenwicht brengen. Er is geen H atoom aan de rechterkant, maar er zijn 6H atomen aan de linkerkant. Om de reactie in evenwicht te brengen, voegen we 3 H2O molecuul toe aan de rechterkant van de reactie en brengen deze in evenwicht. Eindevenwichtige reactie is;
3Br2 +6OH-** → 5Br- + BrO3- + 3H2O
Nu zijn alle ladingen en het aantal atomen in evenwicht.