Учебные разборы · Химия
Коэффициенты в химических уравнениях: как уравнять реакцию
В химическом уравнении число атомов каждого элемента должно совпадать слева и справа. Для этого меняют коэффициенты перед формулами, а не индексы внутри формул. В примерах состав реагентов и продуктов уже задан: задача — подобрать наименьшие положительные целые коэффициенты.
Что нужно помнить
Коэффициент умножает число всех атомов в формуле: 2H₂O — это 4 атома H и 2 атома O.
Индекс относится к элементу или группе внутри формулы. Менять его ради баланса нельзя.
Проверка: для каждого элемента число атомов слева равно числу атомов справа.
Коэффициент и индекс — разные вещи
Запись 2H₂O обозначает две частицы воды, а H₂O₂ — другое вещество. Замена индекса меняет состав соединения и саму задачу.
В уравнениях с ионами, помимо атомов, проверяют суммарный электрический заряд. Здесь рассматриваются молекулярные уравнения с нейтральными формулами.
Порядок подбора
1. Посчитайте атомы каждого элемента по обе стороны уравнения.
2. Начните с элемента, который встречается в небольшом числе формул; водород и кислород часто удобно оставить напоследок.
3. Подбирая коэффициент, каждый раз учитывайте все атомы в соответствующей формуле.
4. Если появились дроби, умножьте все коэффициенты на общий знаменатель.
5. Сократите коэффициенты на общий делитель, если он есть, и повторно проверьте все элементы. Баланс не доказывает, что реакция действительно идёт при любых условиях.
Примеры с пошаговым решением
Пример 1. Образование воды
Расставьте коэффициенты: H₂ + O₂ → H₂O.
- Слева в O₂ два атома кислорода, справа в одной формуле H₂O — один. Ставим 2 перед H₂O.
- Теперь справа четыре атома водорода. Ставим 2 перед H₂.
- Получаем 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Коэффициент 1 перед O₂ обычно не пишут.
Проверка. Водород: слева 2 · 2 = 4, справа 2 · 2 = 4. Кислород: слева 2, справа 2 · 1 = 2.
Ответ: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Пример 2. Задан продукт Fe₂O₃
Расставьте коэффициенты: Fe + O₂ → Fe₂O₃.
- Число атомов O в формулах O₂ и Fe₂O₃ равно 2 и 3. Их наименьшее общее кратное — 6.
- Ставим 3 перед O₂ и 2 перед Fe₂O₃: теперь кислорода по 6 атомов с каждой стороны.
- Справа получилось 2 · 2 = 4 атома Fe, поэтому ставим 4 перед Fe.
- Итог: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
Проверка. Железо: 4 = 2 · 2. Кислород: 3 · 2 = 2 · 3. Коэффициенты 4, 3 и 2 не имеют общего делителя больше 1.
Ответ: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
Пример 3. Полное горение этана
Расставьте коэффициенты: C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O.
- Для одной формулы C₂H₆ ставим 2 перед CO₂, чтобы уравнять углерод.
- Для шести атомов H ставим 3 перед H₂O.
- Справа теперь 2 · 2 + 3 · 1 = 7 атомов O. Перед O₂ нужен коэффициент 7/2.
- Умножаем ВСЕ коэффициенты на 2. Получаем 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.
Проверка. Углерод: 2 · 2 = 4. Водород: 2 · 6 = 6 · 2 = 12. Кислород: 7 · 2 = 4 · 2 + 6 = 14.
Ответ: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.
Частые ошибки
- Менять индексы, чтобы сравнять атомы: формулы веществ уже заданы условием.
- Учитывать коэффициент только для первого элемента в формуле.
- После изменения коэффициента забывать пересчитать остальные элементы.
- Умножать на общий знаменатель только одну сторону уравнения.
- Оставлять общий делитель, когда требуются наименьшие целые коэффициенты.
- Считать, что уравнивание автоматически подтверждает возможность реакции без учёта условий.
Вопросы по теме
Нужно ли писать коэффициент 1?
Обычно единицу перед формулой опускают. При подсчёте атомов её всё равно учитывают.
Можно ли использовать дробные коэффициенты?
Дроби допустимы как промежуточный шаг. Для школьного задания с требованием целых коэффициентов умножьте весь набор на общий знаменатель и при необходимости сократите.
Почему нельзя менять H₂O на H₂O₂?
Потому что это разные вещества. Расстановка коэффициентов изменяет количество частиц, но сохраняет заданные формулы.
Разберите свою задачу
Откройте раздел «Химия», введите условие или загрузите фото. Сервис объяснит шаги; ответы ИИ нужно проверять. Чтение этого материала не расходует баланс задач.
Решить свою задачу