موازنة المعادلات الكيميائية يكون بغرض تحقيق كلّ من قانوني :
1 - حفظ المادة :
" أن تكون أعداد الذرات وأنواعها في المواد المتفاعلة مساوية لأعداد الذرات وأنواعها في المواد الناتجة ".
2 - حفظ الشحنة :
" أن يكون المجموع الجبري للشحنات الكهربائية في المواد المتفاعلة مساويا للمجموع الجبري للشحنات الكهربائية في المواد الناتجة ".
أولاً : موازنة المعادلات بطريقة نصف التفاعل :
.
مثال :
Cu(s) + Ag+(aq) → Cu2+(aq) + Ag(s)
1- أكتب نصفي تفاعل التأكسد والاختزال بصورة مستقلة.
Cu(s) → Cu2+(aq)
Ag+(aq) → Ag
2 - نوازن بين أعداد ذرات العناصر.
Cu(s) → Cu2+(aq)
Ag+(aq) → Ag
3 - زن الشحنات بإضافة إلكترونات.
Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e-
Ag+(aq) + e- → Ag
.
4 - نساوي عدد إلكترونات نصف تفاعل التأكسد و عدد إلكترونات نصف تفاعل الاختزال بالضرب التبادلي لعدد الإلكترونا.
1 x Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e-
2 x Ag+(aq) + e- → Ag
.
5 - اجمع نصفي التفاعلين المتساويين في عدد الإلكترونات ( اختصر الإلكترونات من الطرفين ) .
1Cu(s) → 1Cu2+(aq) + 2e-
2Ag+(aq) + 2e- → 2Ag
بجمع المعادلتين نجد :
1 Cu(s) + 2Ag+(aq) → 1 Cu2+(aq) + 2Ag(s)
.
6 - نتحقق من صحة الموازنة بواسطة قانوني حفظ الشحنة الكهربائية وحفظ المادة
.
Cu(s) + 2Ag+(aq) → 1 Cu2+(aq) + 2Ag(s)
.
ثانياً : موازنة المعادلات بطريقة نصف التفاعل في الوسط الحمضي :
1 - نقسم التفاعل إلى نصفين، يمثل أحدهما نصف تفاعل التأكسد، والأخر نصف تفاعل الاختزال.
2 - نوازن ذرات العناصر ما عدا الهيدروجين والأكسجين.
3 - نوازن ذرات الأكسجين بإضافة جزيء ماء ( H2O ) مقابل كل ذرة أكسجين ناقصة إلى الطرف الذي يعاني النقص
4 - نوازن ذرات الهيدروجين، وذلك بإضافة أيون الهيدروجين H+ مقابل كل ذرة هيدروجين ناقصة إلى الطرف الذي يعاني النقص .
5 - نوازن الشحنات الكهربائية، وذلك بإضافة عدد من الإلكترونات إلى أحد طرفيّ المعادلة، بحيث يصبح المجموع الجبري للشحنات متساويا على الجانبين.
6 - نقوم بضرب أنصاف التفاعلات تبادليا بأعداد الإلكترونات لجعل عدد الإلكترونات المفقودة في نصف تفاعل التأكسد
مساويا لعدد الإلكترونات المكتسبة في نصف تفاعل الاختزال.
7 - نجمع نصفي التفاعل للحصول على المعادلة الموزونة، حيث يتم حذف الإلكترونات وبعض المواد المشتركة.
و لنتابع هذا العرض بالنقر على إبدأ على منتصف أسفل العرض
ثمّ متابعة العرض بالنقر على إبدأ أسفل يسار العرض
ثالثاً : موازنة المعادلات بطريقة نصف التفاعل في الوسط القاعدي :
أ - موازنة المعادلات بالخطوات نفسها المستخدمة في الوسط الحمضي
ب - إضافة عدد من أيونات الهيدروكسيد -OH إلى طرفي المعادلة النهائية الموزونة للتعادل مع أيونات +H
1 - نقسم التفاعل إلى نصفين، يمثل أحدهما نصف تفاعل التأكسد، والأخر نصف تفاعل الاختزال.
Zn → Zn O2+2
HgO → Hg
2 - نوازن ذرات العناصر ما عدا الهيدروجين والأكسجين ( وهي متساوية في هذا التفاعل ).
Zn → Zn O2+2
HgO → Hg
3 - نوازن ذرات الأكسجين بإضافة جزيء ماء ( H2O ) مقابل كل ذرة أكسجين ناقصة إلى الطرف الذي يعاني النقص
2H2O + Zn → Zn O2+2
HgO → Hg + H2O
4 - نوازن ذرات الهيدروجين، وذلك بإضافة أيون الهيدروجين H+ مقابل كل ذرة هيدروجين ناقصة إلى الطرف الذي يعاني النقص .
2H2O + Zn → Zn O2+2 + 4H+
2H+ + HgO → Hg + H2O
5 - نوازن الشحنات الكهربائية، وذلك بإضافة عدد من الإلكترونات إلى أحد طرفيّ المعادلة، بحيث يصبح المجموع الجبري للشحنات متساويا على الجانبين.
2H2O + Zn → Zn O2+2 + 4H++ 2e-
2e- + 2H+ + HgO → Hg + H2O
6 - نقوم بضرب أنصاف التفاعلات تبادليا بأعداد الإلكترونات لجعل
عدد الإلكترونات المفقودة في نصف تفاعل التأكسد = عدد الإلكترونات المكتسبة في نصف تفاعل الاختزال.
( و بما أنّ عدد الإلكترونات متساوي فلا نحتاج لهذه العملية في هذا التفاعل )
2H2O + Zn → Zn O2+2 + 4H++ 2e-
2e- + 2H+ +HgO → Hg+ H2O
7 - نجمع نصفي التفاعل للحصول على المعادلة الموزونة، حيث يتم حذف الإلكترونات وبعض المواد المشتركة.
2H2O + Zn → Zn O2+2 + 4H++ 2e-
2e- + 2H+ + HgO → Hg + H2O
نجمع المعادلات__________________________________________
Zn + HgO + H2O → ZnO22- + Hg + 2 H+
8 - إضافة عدد من أيونات الهيدروكسيد OH+ إلى طرفي المعادلة النهائية الموزونة للتعادل مع أيونات H+
Zn + HgO + H2O + 2OH- → ZnO22- + Hg + 2 H+ + 2OH-
9 - نجمع أيونات H+ + OH- الموجودة في كل جانب لتكوين جزيئات ماء H2O
Zn + HgO + H2O + 2OH- → ZnO22- + Hg + 2H2O
10 - حذف جزيئات الماء المشتركة من طرفي المعادلة لنحصل على المعادلة موزونة في وسط قاعدي
Zn + HgO + 2OH- → ZnO22- + Hg + H2O
أخي العزيز إنّ أفضل طريقة لفهم الموازنة أن تبدأ بكتابة الحل وفقاً للخطوات السابقة على ورقة خارجية
فلا تكتفي بالنظر إلى المعادلة و تصور حلها ذهنياً
تطبيق 1:
وازن المعادلة الأيونية الآتية بطريقة نصف التفاعل في وسط حمضي ،
ثم حدد كلا من العامل المؤكسد والعامل المختزل فيها:
ICl → IO3- + I2 + Cl-
Zn + ClO¯ → Zn(OH)2 + Cl¯
Cr2O7¯2 + Fe+2 → Cr+3 + Fe+3
I¯ + SO4¯ → I2 + H 2S
Cr2O7-2 + C2H5OH → Cr+3 + CH3CHO
MnO4- + Cl- → Mn+2 + Cl2
Zn + NO3- → Zn+2 + NH4+
Cr2O7-2 + C2H5OH → Cr+3 + CH3COOH
Cr2O7-2 + H2S → Cr+3 + S
MnO4-1 + SO2 → Mn+2 + SO4-2
NO2 → NO3- + NO
IO3- + HSO3- → I - + SO4-2
MnO4- + Fe+2 →¾ MnO2 + Fe+3
HSO3¯ + IO3¯ → SO4¯2 + I2
MnO4- + C2O4-2 → Mn+2 + CO2
MnO4- + CH3CH2OH → Mn+2 + CH3COOH
Sb2S3 + NO3- → Sb2O5 + S + NO
BrO3- + H2O2 → Br2 + O2
ClO3- + HNO2 → Cl- + NO3-
Br- + MnO4- → BrO3- + MnO2
Cr2O7-2 + C2O4-2 → Cr+3 + CO2
I2 + OCl- → IO3- + Cl-
Mn + HNO3 → Mn+2 + NO2
H2O2 + NO2- → H2O + NO3-
CrO4- + S-2 → Cr+3 + SO4-2
I- + NO2- → I2 + NO
الاجابة :
3As2S3 + 8NO3- + 14H2O → 6AsO4-3 + 9SO4-2 + 8NO + 28H+
3H2O + 5ICl → IO3- + 2I2 + 6H+
Zn + ClO¯ + H2O → Zn(OH)2 + Cl¯
Cr2O7¯2 + 6Fe+2 + 14H+ → 2Cr+3 + 6Fe+3 + 7H2O
8I¯ + SO4¯ + 10H+ → 4I2 + H 2S + 4H2O
Cr2O7-2 + 3C2H5OH + 8H+ → 2Cr+3 + 3CH3CHO + 7H2O
2MnO4- + 10Cl- + 16H+ → 2Mn+2 + 5Cl2 + 8H2O
4Zn + NO3- + 10H+ → 4Zn+2 + NH4+ + 3H2O
2Cr2O7-2 + 3C2H5OH + 16H+ → 4Cr+3 + 3CH3COOH + 11H2O
Cr2O7-2 + 3H2S + 8H+ → 2Cr+3 + 3S + 7H2O
2MnO4-1 + 5SO2 + 2H2O → 2Mn+2 + 5SO4-2 + 4H+
3NO2 + H2O → 2NO3- + NO + 2H+
IO3- + 3HSO3- → I - + 3SO4-2 + 3H+
MnO4- + 3Fe+2 + 4H+ → MnO2 + 3Fe+3 + 2H2O
5HSO3¯ + 2IO3¯ → 5SO4¯2 + I2 + H2O
تطبيق2 :
وازن المعادلة الأيونية الآتية بطريقة نصف التفاعل في وسط قاعدي ، ثم حدد كلا من العامل المؤكسد والعامل المختزل فيها:
MnO4¯(aq) + ClO2¯(aq) → MnO2 (s) + ClO4¯ (aq)
CH3CHO + Cu+2 → CH3COO¯ + Cu2O
PbO2 + Cl¯ → Pb(OH)3¯ + ClO¯
Cu(NH3)4+2 + S2O4¯2 SO3-2+ Cu + NH3
C6H8O7 → CO3-2
SO3-2 + CrO4-2 → SO4-2 + Cr(OH)3
Br2 → Br- + BrO3-
MnO4- + H2O2 → MnO2 + O2
Pb(OH)3- + OCl- → PbO2 + Cl-
ClO3- + N2H4 → NO3- + Cl-
N2H4 + Mn(OH)3 → Mn(OH)2 + NH2OH
Br2 → Br- + BrO3-
NiO2 + Mn(OH)2 → Mn2O3 + Ni(OH)2
Mn+2 + IO4- → MnO4- + IO3-
--ClO- + Fe( OH )3 → Cl- + Fe O4
MnO4¯ + ClO2¯ → MnO2 + ClO4¯
NO2- + Al → NH3 + AlO2-
CN- + MnO4- → CNO- + MnO2
Cr(OH)3 + ClO3- → CrO4-2 + Cl-
CrO4-2 + S-2 → Cr(OH)3 + S
MnO4¯ + I- → MnO2 + IO3¯
H2O2 + ClO4¯ → O2 + ClO2¯
الثلاثاء مارس 20, 2012 8:10 pm