परीक्षण संतुलन: कदम, उदाहरण और अभ्यास - रसायन विज्ञान - 2025

परीक्षण और त्रुटि संतुलन एक परीक्षण और त्रुटि विधि सुनिश्चित करना है कि इस मामले के संरक्षण दिए गए प्रतिक्रिया के लिए एक रासायनिक अभिक्रिया में पूरी हो जाती है चाहता है के होते हैं; यही है, अभिकारकों और उत्पादों के परमाणुओं की संख्या को बराबर करना। इस प्रकार, वे गायब नहीं होंगे या परमाणुओं को पतली हवा से बाहर नहीं करेंगे।

भीड़ के आधार पर, यह आमतौर पर एक मनोरंजक ऑपरेशन है, जो स्टोइकोमेट्रिक गुणांक और सदस्यता के बारे में समझ को मजबूत करता है। यद्यपि यह ऐसा प्रतीत नहीं हो सकता है, परीक्षण और त्रुटि में कई अवधारणाओं को माहिर करना शामिल है, जो रसायन विज्ञान में डब करने वालों के लिए लगभग अनजाने में लागू होते हैं।

परीक्षण और त्रुटि द्वारा एक रासायनिक समीकरण को संतुलित करना हवा में एक सीसाव को समतल करने की कोशिश करने जैसा है। पिक्साबे से माइकल मैगीगोर द्वारा छवि

इस प्रकार, रॉकिंग उस प्रयास से मिलता-जुलता है जो एक सीसा (या सीसा) को समतल करने के लिए किया जाएगा, जैसे कि न तो अंत में एक तरफ गिरता है जबकि दूसरा उगता है। एक पैमाना भी इसे पूरी तरह दिखाता है।

जैसा कि आपके पास अनुभव है, यह संतुलन मानसिक रूप से भी किया जा सकता है, जब तक कि रासायनिक समीकरण बहुत जटिल नहीं है। एक खराब स्विंग एक प्रतिक्रिया की व्याख्या को पूरी तरह से बर्बाद कर देता है, इसलिए खाने की गलतियों से बचने के लिए इसे शांति से करना आवश्यक है।

कदम

असंतुलित समीकरण लिखिए

चाहे जो भी संतुलन की आवश्यकता हो, आपको हमेशा हाथ में असंतुलित समीकरण के साथ शुरू करना चाहिए। इसी तरह, इसके तत्वों के बारे में स्पष्ट होना महत्वपूर्ण है। निम्नलिखित रासायनिक समीकरण मानें:

ए + बी → 3 सी + डी

जहाँ A, B, C और D प्रजातियाँ आणविक हैं। यह समीकरण संतुलित नहीं हो सकता क्योंकि यह हमें इसके परमाणुओं के बारे में कुछ नहीं बताता है। परमाणु संतुलित हैं, अणु नहीं।

A, B और D दोनों में 1 का एक स्टोइकोमेट्रिक गुणांक है, जबकि C का 3। इसका मतलब है कि A के 1 अणु या मोल B के एक अणु या मोल के साथ 3 अणुओं या C के मोल्स और एक अणु का उत्पादन करता है। या D. का मोल जब हम परमाणुओं को दिखाते हैं, तो हम स्टोइकोमीट्रिक सब्सक्राइब का परिचय देते हैं।

Stoichiometric गुणांक और सदस्यता की समीक्षा करें

अब मान लें कि निम्नलिखित समीकरण:

सीएच ₄ + ओ ₂ → सीओ ₂ + एच ₂ ओ

स्टोइकोमेट्रिक सदस्यता हमें बताती है कि प्रत्येक तत्व के कितने परमाणु एक अणु बनाते हैं, और उन्हें पहचाना जाता है क्योंकि वे एक परमाणु के दाईं ओर सबसे छोटी संख्या हैं। उदाहरण के लिए, सीएच ₄ में एक कार्बन परमाणु (हालांकि 1 सूचीबद्ध नहीं है) और चार हाइड्रोजन परमाणु हैं।

पहले सबसे छोटे अनुपात में परमाणुओं को संतुलित करें

ऊपर असंतुलित समीकरण के अनुसार, कार्बन मामूली परमाणु है: यह एक एकल अभिकारक (सीएच ₄) और एक एकल उत्पाद (सीओ ₂) का हिस्सा है। यदि आप इसे देखते हैं, तो अभिकारकों और उत्पादों दोनों तरफ एक सी परमाणु होता है।

ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा संतुलन

सीएच ₄ + ओ ₂ → सीओ ₂ + एच ₂ ओ

2 ओ 3 ओ

हम सदस्यता को नहीं बदल सकते हैं, लेकिन केवल समीकरण को संतुलित करने के लिए स्टोइकोमेट्रिक गुणांक है। दाईं ओर अधिक ऑक्सीज़न हैं, इसलिए हम O _{2 में} गुणांक जोड़ने का प्रयास करते हैं:

सीएच ₄ + ₂ ओ ₂ → सीओ ₂ + एच ₂ ओ

4 या 3

हम सीओ ₂ के गुणांक को प्रभावित नहीं करना चाहते हैं क्योंकि यह सी परमाणुओं को असंतुलित करेगा। हम फिर एच ₂ ओ के गुणांक को बदलते हैं:

सीएच ₄ + ₂ ओ ₂ → सीओ ₂ + 2 एच ₂ ओ

४ या ४

अंत में हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करें

एक बार जब हम ऑक्सीजन परमाणुओं को संतुलित कर लेते हैं, तो हम अंत में हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करते हैं। कई बार ये अंत में खुद के द्वारा संतुलित होते हैं।

सीएच ₄ + ₂ ओ ₂ → सीओ ₂ + 2 एच ₂ ओ

4 एच 4 एच

और इसलिए समीकरण को परीक्षण और त्रुटि द्वारा संतुलित किया गया है। इन चरणों का क्रम हमेशा पूरा नहीं होता है।

उदाहरण

संतुलित समीकरण यह दिखाने के लिए नीचे दिखाए गए हैं कि इसके परमाणुओं की संख्या तीर के दोनों ओर बराबर है:

एसओ ₂ + 2 एच ₂ → एस + 2 एच ₂ ओ

पी ₄ + ₆ एफ ₂ → ₄ पीएफ ₃

2HCl → H ₂ + Cl ₂

C + O ₂ → CO ₂

अभ्यास

कुछ प्रस्तावित अभ्यास नीचे हल किए जाएंगे। उनमें से कुछ में यह देखा जाएगा कि कभी-कभी चरणों के क्रम को तोड़ना और अल्पसंख्यक परमाणु को अंतिम रूप से संतुलित करना सुविधाजनक होता है।

अभ्यास 1

परीक्षण द्वारा संतुलन और निम्नलिखित रासायनिक समीकरण में त्रुटि:

एसओ ₃ → एसओ ₂ + ओ ₂

1 एस 1 एस

३ या ४

यह जोर देना महत्वपूर्ण है कि गुणांक एक तत्व के लिए परमाणुओं की कुल संख्या देने के लिए सदस्यता को गुणा करता है। उदाहरण के लिए, 6N ₂ हमें कुल 12 N परमाणु देता है।

शुरुआत में सल्फर पहले से ही संतुलित है, इसलिए हम ऑक्सीजन के साथ जारी रखते हैं:

३ ओ ४ ओ

हम बाईं ओर के ऑक्सीजनों को संतुलित करने के लिए गुणांक को SO _{3 में} बदलने के लिए मजबूर हैं:

2SO ₃ → SO ₂ + O ₂

6 ओ 4 ओ

2 एस एस

अब हम ऑक्सीजन परमाणुओं से पहले सल्फर परमाणुओं को संतुलित करने में रुचि रखते हैं:

2SO ₃ → 2SO ₂ + O ₂

2S 2S

6 या 6 ओ

ध्यान दें कि ऑक्सीजन परमाणुओं को अंत में खुद से संतुलित छोड़ दिया गया था।

व्यायाम २

परीक्षण द्वारा संतुलन और निम्नलिखित रासायनिक समीकरण में त्रुटि:

सीएच ₄ + एच ₂ ओ → सीओ + एच ₂

कार्बोन और ऑक्सीजेन पहले से ही संतुलित हैं, उसी तरह नहीं जैसे हाइड्रोजेन:

6 एच 2 एच

हम सभी को एच ₂ के गुणांक को संशोधित करना होगा ताकि दाईं ओर अधिक हाइड्रोजेन हो:

सीएच ₄ + एच ₂ ओ → सीओ + 3 एच ₂

6 एच 6 एच

और समीकरण पूरी तरह से संतुलित है।

व्यायाम ३

परीक्षण द्वारा संतुलन और निम्नलिखित रासायनिक समीकरण में त्रुटि:

C ₂ H ₄ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

हम फिर से कार्बन का संतुलन बनाना शुरू करते हैं:

C ₂ H ₄ + O ₂ → 2CO ₂ + H ₂ O

2 सी 2 सी

2 ओ 5 ओ

4 एच 2 एच

ध्यान दें कि इस बार ऑक्सीकरण से पहले हाइड्रोजन्स को संतुलित करना आसान है:

C ₂ H ₄ + O ₂ → 2CO ₂ + 2H ₂ O

4 एच 4 एच

2 ओ 6 ओ

अब, हम ऑक्सीजेंस को संतुलित करने के लिए O ₂ के गुणांक को संशोधित करते हैं:

C ₂ H ₄ + 3O ₂ → 2CO ₂ + 2H ₂ O

6O 6O

और समीकरण पहले से ही संतुलित है।

व्यायाम ४

अंत में, एक चुनौतीपूर्ण समीकरण परीक्षण और त्रुटि से संतुलित होगा:

एन ₂ + एच ₂ ओ → एनएच ₃ + सं

नाइट्रोजन और ऑक्सीजन पहले से ही संतुलित हैं, लेकिन हाइड्रोजेन नहीं:

2 एच 3 एच

आइए H ₂ O और NH ₃ के गुणांक को बदलने का प्रयास करें:

एन ₂ + 3 एच ₂ ओ → ₂ एनएच ₃ + सं

6 एच 6 एच

3O हे

2 एन 3 एन

परीक्षण और त्रुटि के अनुसार हम NO के गुणांक को बदलते हैं:

एन ₂ + 3 एच ₂ ओ → ₂ एनएच ₃ + ₃ एनओ

6 एच 6 एच

3O 3O

2 एन 5 एन

और अब नाइट्रोजन्स असंतुलित हैं। यहां अचानक बदलाव करना सुविधाजनक है: एन ₂ के गुणांक को क्विंटअप करें:

5N ₂ + 3H ₂ O → 2NH ₃ + 3NO

10 एन 5 एन

6 एच 6 एच

3O 3O

इस प्रकार, यह हमारे लिए NH ₃ और NO के गुणांक के साथ इस तरह से खेलने के लिए बना हुआ है कि वे 10 नाइट्रोजेन जोड़ते हैं और एक ही समय में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करते हैं। आइए इस स्कोर की कोशिश करें:

5N ₂ + 3H ₂ O → 5NH ₃ + 5NO

10 एन 10 एन

6 एच 15 एच

3 ओ 5 ओ

हालांकि, हाइड्रोजेन बहुत असंतुलित दिखता है। इसलिए, हम गुणांक को फिर से बदलते हैं:

5N ₂ + 3H ₂ O → 4NH ₃ + 6NO

10 एन 10 एन

6 एच 12 एच

3O 6O

ध्यान दें कि अब बाईं ओर दो बार ऑक्सीजन और हाइड्रोजन है। इस बिंदु पर, यह एच ₂ ओ के गुणांक को दोगुना करने के लिए पर्याप्त है:

5N ₂ + 6H ₂ O → 4NH ₃ + 6NO

10 एन 10 एन

12 एच 12 एच

6O 6O

और समीकरण अंततः संतुलित है।

संदर्भ

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