Definition der ausgeglichenen Gleichung und Beispiele

Eine ausgeglichene Gleichung ist eine Gleichung für eine chemische Reaktion, bei der die Anzahl der Atome für jedes Element in der Reaktion und die Gesamtladung für die Reaktanten und die Produkte gleich sind. Mit anderen Worten sind die Masse und die Ladung auf beiden Seiten der Reaktion ausgeglichen.

Auch bekannt als: Ausbalancieren der Gleichung, Ausbalancieren der Reaktion, Erhaltung von Ladung und Masse.

Beispiele für unsymmetrische und ausgeglichene Gleichungen

Eine unausgeglichene chemische Gleichung listet die Reaktanten und Produkte einer chemischen Reaktion auf, gibt jedoch nicht die Mengen an, die erforderlich sind, um die Massenerhaltung zu gewährleisten. Zum Beispiel ist diese Gleichung für die Reaktion zwischen Eisenoxid und Kohlenstoff zu Eisen und Kohlendioxid in Bezug auf die Masse unausgeglichen:

Fe₂Ö₃ + C → Fe + CO₂

Die Gleichung ist für die Ladung ausgeglichen, da beide Seiten der Gleichung keine Ionen haben (neutrale Nettoladung).

Die Gleichung hat 2 Eisenatome auf der Reaktantenseite der Gleichung (links vom Pfeil), aber 1 Eisenatom auf der Produktseite (rechts vom Pfeil). Auch ohne die Mengen anderer Atome zu zählen, kann man feststellen, dass die Gleichung nicht ausgeglichen ist.

Das Ziel des Gleichungsausgleichs besteht darin, für jeden Atomtyp auf der linken und rechten Seite des Pfeils die gleiche Anzahl zu haben. Dies wird erreicht, indem die Koeffizienten der Verbindungen geändert werden (Zahlen vor den Verbindungsformeln). Die Indizes (kleine Zahlen rechts von einigen Atomen, wie in diesem Beispiel für Eisen und Sauerstoff) werden nie geändert. Das Ändern der Indizes würde die chemische Identität der Verbindung ändern.

Die ausgeglichene Gleichung lautet:

2 Fe₂Ö₃ + 3 C → 4 Fe + 3 CO₂

Sowohl die linke als auch die rechte Seite der Gleichung haben 4 Fe-, 6 O- und 3 C-Atome. Wenn Sie Gleichungen ausgleichen, ist es eine gute Idee, Ihre Arbeit zu überprüfen, indem Sie den Index jedes Atoms mit dem Koeffizienten multiplizieren. Wenn kein Index angegeben ist, wird er als 1 betrachtet.

Es ist auch eine gute Praxis, den Materiezustand jedes Reaktanten zu zitieren. Dies ist in Klammern unmittelbar nach der Verbindung aufgeführt. Zum Beispiel könnte die frühere Reaktion geschrieben werden:

2 Fe₂Ö₃(s) + 3 C (s) → 4 Fe (s) + 3 CO₂(G)

wobei s einen Feststoff angibt und g ein Gas ist.

Beispiel einer ausgeglichenen Ionengleichung

In wässrigen Lösungen ist es üblich, chemische Gleichungen für Masse und Ladung auszugleichen. Der Massenausgleich erzeugt auf beiden Seiten der Gleichung die gleiche Anzahl und Art von Atomen. Der Ladungsausgleich bedeutet, dass die Nettoladung auf beiden Seiten der Gleichung Null ist. Der Aggregatzustand (aq) steht für wässrig, dh in der Gleichung werden nur die Ionen gezeigt und diese befinden sich im Wasser. Beispielsweise:

Ag⁺(aq) + NO₃^-(aq) + Na⁺(aq) + Cl^-(aq) → AgCl (s) + Na⁺(aq) + NO₃^-(aq)

Überprüfen Sie, ob eine Ionengleichung für die Ladung ausgeglichen ist, indem Sie prüfen, ob sich alle positiven und negativen Ladungen auf beiden Seiten der Gleichung gegenseitig aufheben. Auf der linken Seite der Gleichung befinden sich beispielsweise 2 positive und 2 negative Ladungen, was bedeutet, dass die Nettoladung auf der linken Seite neutral ist. Auf der rechten Seite befindet sich eine neutrale Verbindung, eine positive und eine negative Ladung, was wiederum eine Nettoladung von 0 ergibt.