化学を学ぶときに習得する基本的なスキルの 1 つは、化学式のバランスをとる能力です。バランスの取れた式を書いたら、あらゆる種類の計算を実行できるようになります。化学方程式のバランスをとることは、反応物と生成物の量の間の数学的関係を確立することを指します。量はグラムまたはモルで表されます。
バランスの取れた方程式を書けるようになるには練習が必要です。このプロセスには、基本的に 3 つのステップがあります。
- 不均衡方程式を書きなさい。
- 反応物の化学式は、式の左側に記載されています。
- 製品は方程式の右側に記載されています。
- 反応物と生成物は、反応の方向を示す矢印で区切られています。平衡状態の反応では、矢印が両方向を向いています。
- 均衡を保つ
- 質量保存の法則を適用して、方程式の両側にあるすべての元素の原子数を同じにします。ヒント:1 つの反応物と生成物にのみ現れる要素のバランスを取ることから始めます。
- 1 つの要素のバランスがとれたら、すべての要素のバランスがとれるまで、別の要素のバランスをとります。
- 化学式の前に係数を配置して、化学式のバランスをとります。数式が変更されるため、下付き文字を追加しないでください。
- 反応物と生成物の物質の状態を示します。
- ガス状物質には (g) を使用します。
- ソリッドには (s) を使用してください。
- 液体には (l) を使用します。
- 水中の溶液中の種には (aq) を使用します。
- 記述されている物質の式の直後に物質の状態を書きます。
実例問題
酸化スズを水素ガスで加熱すると、金属スズと水蒸気が形成されます。この反応を説明する平衡方程式を書きなさい。
<オール>SnO2 + H2 → Sn + H2 〇
SnO2 + H2 → Sn + 2 H2 O
これにより、水素原子のバランスが崩れます。ここで、左側に 2 つの水素原子、右側に 4 つの水素原子があります。右側に 4 つの水素原子を取得するには、水素ガスの係数 2 を追加します。覚えておいてください、係数は乗数なので、2 H2 と書くと O 2×2=4 個の水素原子と 2×1=2 個の酸素原子を表します。
SnO2 + 2 H2 → Sn + 2 H2 O
これで、方程式のバランスが取れました。数学を再確認してください！式の各辺には、Sn の原子が 1 つ、O の原子が 2 つ、H の原子が 4 つあります。
SnO2 (秒) + 2 H2 (g) → Sn(s) + 2 H2 O(g)
ほら！これは、反応の平衡方程式です。反応の一方の側には要素が表示されず、他方の側には表示されないことを覚えておいてください。方程式のバランスが正しく取れていることを確認するために、各元素の原子数を数えて確認することをお勧めします。これは、質量保存を使用した簡単な例です。イオンが関与する反応では、電荷保存も作用します。
