موازنه کردن معادله واکنش های شیمیایی

در واكنش های شیمیایی، اتمی از بین نمی رود و به وجود هم نمی آید، بلكه پس از انجام واكنش، اتم های واكنش دهنده ها به شیوه های دیگری به هم متصل می شوند و فراورده ها را به وجود می آورند. این ویژگی نشان می دهد كه جرم مواد، پیش از واكنش برابر با جرم مواد، پس از واكنش است؛ به دیگر سخن، جرم مواد شركت كننده در یك واكنش شیمیایی، ثابت است. مطابق قانون پایستگی جرم، شمار اتم های هر عنصر در یك واكنش شیمیایی ثابت است.

برای واکنش سوختن متان می توان معادله زیر را نوشت

\(C{H_4}(g) + {O_2}(g) \to C{O_2} + {H_2}O(g)\)

در این معادله، شمار اتم های كربن در واكنش دهنده ها (متان) برابر با 1 و در فراورده ها )كربن دی اكسید) نیز با 1 برابر است؛ اما شمار اتم های هیدروژن و اكسیژن در دو سوی معادله، برابر نیست. حال برای اینكه شمار اتم های این دو عنصر نیز در دو سوی معادله، برابر شود، باید به ₂Oو H₂O ضریب 2 داده شود؛ در این صورت، معادلۀ موازنه شده به دست می آید.

\(C{H_4}(g) + 2{O_2}(g) \to C{O_2}(g) + 2{H_2}O(g)\)

بر اساس یکی از ساده ترین روش های موازنه (روش وارسی) اغلب به ترکیبی که دارای بیشترین شمار اتم است؛ ضریب ١ می دهند سپس با توجه به شمار اتم های این ترکیب، ضرایبی را به دیگر مواد می دهند تا شمار اتم های هر عنصر در دو سوی معادله برابر شود. برای نمونه، معادلۀ نمادی سوختن کامل پروپان به صورت زیر است: (معادله موازنه نشده است.)

\({C_3}{H_8}(g) + {O_2}(g) \to C{O_2}(g) + {H_2}O(g)\)

برای موازنه، به C₃H₈ ضریب ١ بدهید.

\(1{C_3}{H_8}(g) + {O_2}(g) \to C{O_2}(g) + {H_2}O(g)\)

اینک شمار اتم های کربن و هیدروژن در سمت چپ مشخص شده است. حال اگر به H₂O ضریب ٤ و به ₂ COضریب ٣ بدهید، شمار اتم های C و H در دو طرف برابر می شود.

\(1{C_3}{H_8}(g) + {O_2}(g) \to 3C{O_2}(g) + 4{H_2}O(g)\)

در پایان، چون شمار اتم های اکسیژن در سمت راست، تعیین شده و برابر با 10 اتم است، اگر به اکسیژن در سمت چپ، ضریب ٥ بدهید، شمار اتم های همۀ عنصرها در دو سوی معادله برابر می شوند.

\({C_3}{H_8}(g) + 5{O_2}(g) \to 3C{O_2}(g) + 4{H_2}O(g)\)

هنگام موازنه کردن، نباید زیروندها را در فرمول شیمیایی واکنش دهنده ها و فراورده ها تغییر داد. همچنین توجه به این نکته ضروری است که هریک از ضریب ها در معادلۀ موازنه شده، باید کوچکترین عدد طبیعی ممکن باشد.

برای نمونه به روش موازنۀ معادلۀ واکنش سوختن گاز هیدروژن دقت کنید. (معادله موازنه نشده است.)

\({H_2}(g) + {O_2}(g) \to {H_2}O(g)\)

در اینجا برای موازنه به  H₂O، ضریب ١ می دهیم.

\({H_2}(g) + {O_2}(g) \to 1{H_2}O(g)\)

حال شمار اتم های H و O در سمت راست معادله مشخص شده است. اگر به ₂H ضریب ١ و به O₂ ضریب\(\frac{1}{2}\)  بدهیم، شمار اتم های هر دو عنصر در دو سوی معادله برابر می شود.

\(1{H_2}(g) + \frac{1}{2}{O_2}(g) \to 1{H_2}O(g)\)

در پایان برای از بین بردن ضریب کسری اکسیژن، همۀ ضریب ها را در عدد ٢ ضرب می کنیم. (معادله موازنه نشده است.)

\(2{H_2}(g) + {O_2}(g) \to 2{H_2}O(g)\)