रासायनिक समीकरणों को संतुलित करना: विधियाँ और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

संतुलन रासायनिक समीकरणों का तात्पर्य है कि समीकरण के सभी तत्वों को हर तरफ परमाणुओं की एक ही नंबर है। इसे प्राप्त करने के लिए यह आवश्यक है कि प्रतिक्रिया में मौजूद प्रत्येक प्रजाति को उपयुक्त स्टोइकोमेट्रिक गुणांक प्रदान करने के लिए संतुलन विधियों का उपयोग किया जाए।

दो या अधिक पदार्थों के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान क्या होता है, प्रतीकों द्वारा एक रासायनिक समीकरण का प्रतिनिधित्व होता है। अभिकारक एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं और, प्रतिक्रिया की स्थितियों के आधार पर, एक या अधिक विभिन्न यौगिकों को एक उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाएगा।

रासायनिक समीकरण का वर्णन करते समय, निम्नलिखित को ध्यान में रखा जाना चाहिए: सबसे पहले, अभिकारकों को समीकरण के बाईं ओर लिखा जाता है, उसके बाद एक तरफ़ा तीर या दो विपरीत क्षैतिज तीर होते हैं, जो प्रतिक्रिया के प्रकार पर निर्भर करता है। केप।

रासायनिक समीकरणों के संतुलन के तरीके

यह प्रतिक्रिया के स्टोइकोमेट्री पर आधारित है और समीकरण को संतुलित करने के लिए विभिन्न गुणांक के साथ प्रयास करने की कोशिश करता है, बशर्ते कि सबसे छोटा संभव पूर्णांक चुना जाता है जिसके साथ प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की समान संख्या दोनों पक्षों पर प्राप्त होती है। प्रतिक्रिया की।

एक अभिकारक या उत्पाद का गुणांक वह संख्या है जो इसके सूत्र से पहले होती है, और यह एकमात्र ऐसी संख्या है जिसे समीकरण को संतुलित करते हुए बदला जा सकता है, क्योंकि यदि सूत्रों के अंशों को बदल दिया जाता है, तो यौगिक की पहचान बदल जाएगी। प्रश्न में।

गणना और तुलना करें

प्रतिक्रिया के प्रत्येक तत्व की पहचान करने और उसे सही पक्ष पर रखने के बाद, हम समीकरण में मौजूद प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या की गणना और तुलना करते हैं और निर्धारित करते हैं कि उन्हें संतुलित होना चाहिए।

फिर, प्रत्येक तत्व के संतुलन को जारी रखा जाता है (एक समय में एक), पूर्णांक गुणांक रखने से पहले प्रत्येक सूत्र में असंतुलित तत्व होते हैं। आम तौर पर धातु तत्व पहले संतुलित होते हैं, फिर गैर-धातु तत्व, और अंत में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणु।

इस प्रकार, प्रत्येक गुणांक पूर्ववर्ती सूत्र में सभी परमाणुओं को गुणा करता है; इसलिए जब एक तत्व दूसरों को संतुलित करता है तो असंतुलित हो सकता है, लेकिन इसे प्रतिक्रिया संतुलन के रूप में ठीक किया जाता है।

अंत में, यह एक अंतिम गणना के माध्यम से पुष्टि की जाती है कि संपूर्ण समीकरण सही ढंग से संतुलित है, अर्थात यह पदार्थ के संरक्षण के नियम का पालन करता है।

रासायनिक समीकरणों के बीजगणितीय संतुलन

इस पद्धति का उपयोग करने के लिए, रासायनिक समीकरणों के गुणांक के उपचार के लिए एक प्रक्रिया स्थापित की जाती है, जिसे सिस्टम के अज्ञात के रूप में हल किया जाना चाहिए।

पहले स्थान पर, प्रतिक्रिया के एक विशिष्ट तत्व को एक संदर्भ के रूप में लिया जाता है और गुणांक को अक्षरों (ए, बी, सी, डी…) के रूप में रखा जाता है, जो प्रत्येक अणु में उस तत्व के मौजूदा परमाणुओं के अनुसार अज्ञात का प्रतिनिधित्व करते हैं (यदि एक प्रजाति में वह तत्व नहीं होता है जिसे "0" रखा गया है)।

इस पहले समीकरण को प्राप्त करने के बाद, प्रतिक्रिया में मौजूद अन्य तत्वों के लिए समीकरण निर्धारित किए जाते हैं; उक्त प्रतिक्रिया में जितने तत्व होंगे उतने ही समीकरण होंगे।

अंत में, अज्ञात में कमी, समतुल्यता या प्रतिस्थापन के बीजगणितीय तरीकों में से एक द्वारा निर्धारित किया जाता है और गुणांक जो सही संतुलित समीकरण में परिणाम प्राप्त करते हैं।

संतुलन संबंधी समीकरण (आयन-इलेक्ट्रॉन विधि)

सामान्य (असंतुलित) प्रतिक्रिया को इसके आयनिक रूप में पहले रखा गया है। फिर इस समीकरण को दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जाता है, ऑक्सीकरण और कमी, प्रत्येक को परमाणुओं की संख्या, उनके प्रकार और उनके आरोपों के अनुसार संतुलित करना।

उदाहरण के लिए, एसिड माध्यम में होने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए, ऑक्सीजन परमाणुओं को जोड़ने के लिए अणुओं को H ₂ O और हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करने के लिए H ⁺ जोड़ा जाता है ।

दूसरी ओर, क्षारीय माध्यम में, प्रत्येक H ⁺ आयन के लिए समीकरण के दोनों किनारों पर OH ^- आयनों की समान संख्या जोड़ी जाती है, और जहाँ H ⁺ और OH ^- आयन उत्पन्न होते हैं, वे H ₂ O अणुओं के निर्माण के लिए एकजुट होते हैं ।

इलेक्ट्रॉनों को जोड़ें

फिर प्रत्येक अर्ध-प्रतिक्रिया में मामले को संतुलित करने के बाद, आरोपों को संतुलित करने के लिए आवश्यक के रूप में कई इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा जाना चाहिए।

प्रत्येक अर्ध-प्रतिक्रिया संतुलित होने के बाद, इन्हें एक साथ जोड़ा जाता है और अंतिम समीकरण को परीक्षण और त्रुटि द्वारा संतुलित किया जाता है। दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों की संख्या में अंतर की स्थिति में, एक या दोनों को गुणांक से गुणा किया जाना चाहिए जो इस संख्या के बराबर है।

अंत में, यह पुष्टि की जानी चाहिए कि समीकरण में वैश्विक समीकरण के दोनों किनारों पर समान शुल्क होने के अलावा परमाणुओं की संख्या और एक ही प्रकार के परमाणु शामिल हैं।

रासायनिक समीकरणों के संतुलन के उदाहरण

स्रोत: wikimedia.org लेखक: एफर्ट

यह एक संतुलित रासायनिक समीकरण का एक एनीमेशन है। फॉस्फोरस पेंटोक्साइड और पानी फॉस्फोरिक एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं।

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (-177 kJ)।

दूसरा उदाहरण

आपके पास एथेन (असंतुलित) की दहन प्रतिक्रिया है।

C ₂ H ₆ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

इसे संतुलित करने के लिए परीक्षण और त्रुटि का उपयोग करते हुए, यह देखा गया है कि किसी भी तत्व के समीकरण के दोनों किनारों पर परमाणुओं की समान संख्या नहीं है। इस प्रकार, एक कार्बन को संतुलित करने से शुरू होता है, एक दो को स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के रूप में जोड़ता है जो उत्पाद पक्ष पर इसके साथ होता है।

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + H ₂ O

कार्बन को दोनों तरफ संतुलित किया गया है, इसलिए पानी के अणु में तीन जोड़कर हाइड्रोजन को संतुलित किया जाता है।

C ₂ H ₆ + O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

अंत में, चूंकि समीकरण के दाहिने हाथ पर सात ऑक्सीजन परमाणु हैं और यह संतुलन के लिए अंतिम तत्व है, इसलिए ऑक्सीजन के अणु के सामने आंशिक संख्या 7/2 रखी गई है (हालांकि पूर्णांक गुणांक आमतौर पर पसंद किए जाते हैं)।

C ₂ H ₆ + 7 / 2O ₂ → 2CO ₂ + 3H ₂ O

फिर यह सत्यापित किया जाता है कि समीकरण के प्रत्येक तरफ कार्बन (2), हाइड्रोजन (6) और ऑक्सीजन (7) के परमाणुओं की समान संख्या है।

तीसरा उदाहरण

एक एसिड माध्यम (असंतुलित और इसके आयनिक रूप में) में डाईक्रोमेट आयनों द्वारा लोहे का ऑक्सीकरण होता है।

Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- → Fe ³⁺ + Cr ³⁺

इसके संतुलन के लिए आयन-इलेक्ट्रॉन विधि का उपयोग करते हुए, इसे दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया गया है।

ऑक्सीकरण: Fe ²⁺ → Fe ³⁺

कमी: Cr ₂ O ₇ ^2- → Cr ³⁺

चूंकि लोहे के परमाणु पहले से ही संतुलित (1: 1) हैं, इसलिए चार्ज को संतुलित करने के लिए उत्पाद पक्ष में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है।

Fe ²⁺ → Fe ³⁺ + e ^-

अब सीआर परमाणु संतुलित हैं, जो समीकरण के दाईं ओर से दो जोड़ते हैं। फिर, जब एसिड एसिड माध्यम में प्रतिक्रिया होती है, तो ऑक्सीजन परमाणुओं को संतुलित करने के लिए उत्पादों के किनारे पर एच ₂ ओ के सात अणु जोड़े जाते हैं।

Cr ₂ O ₇ ^2- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

एच परमाणुओं को संतुलित करने के लिए, चौदह एच ⁺ आयनों को अभिकारक पक्ष में जोड़ा जाता है और, इस मामले को बराबर करने के बाद, एक ही पक्ष में छह इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर आरोपों को संतुलित किया जाता है।

Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O

अंत में, दोनों अर्ध-प्रतिक्रियाएं जोड़ी जाती हैं, लेकिन चूंकि ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, इसलिए यह सब छह से गुणा किया जाना चाहिए।

6Fe ²⁺ + Cr ₂ O ₇ ^2- + 14H ⁺ + 6e ^- → Fe ³⁺ + 2Cr ³⁺ + 7H ₂ O + 6e ^-

अंत में, वैश्विक आयनिक समीकरण के दोनों किनारों पर इलेक्ट्रॉनों को समाप्त करना चाहिए, यह सत्यापित करते हुए कि उनका चार्ज और मामला सही तरीके से संतुलित है।

संदर्भ

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