Решение химических уравнений калькулятор онлайн – Chemical Equation Balancer

Уравнивание окислительно-восстановительной реакции: онлайн калькулятор

Окислительно-восстановительные реакции — это процесс «перетекания» электронов от одних атомов к другим. В результате происходит окисление или восстановление химических элементов, входящих в состав реагентов.

Основные понятия

Ключевой термин при рассмотрении окислительно-восстановительных реакций — это степень окисления, которая представляет собой условный заряд атома и количество перераспределяемых электронов. Окисление — процесс потери электронов, при котором увеличивается заряд атома. Восстановление, наоборот, представляет собой процесс присоединения электронов, при котором степень окисления уменьшается. Соответственно, окислитель принимает новые электроны, а восстановитель — теряет их, при этом такие реакции всегда происходят одновременно.

Определение степени окисления

Вычисление данного параметра — одна из самых популярных задач в школьном курсе химии. Поиск зарядов атомов может быть как элементарным вопросом, так и задачей, требующей скрупулезных расчетов: все зависит от сложности химической реакции и количества составляющих соединений. Хотелось бы, чтобы степени окисления указывались в периодической таблице и были всегда под рукой, однако этот параметр приходится либо запоминать, либо вычислять для конкретной реакции. Итак, существует два однозначных свойства:

  • Сумма зарядов сложного соединения всегда равна нулю. Это значит, что часть атомов будет иметь положительную степень, а часть — отрицательную.
  • Степень окисления элементарных соединений всегда равна нулю. Простыми называются соединения, которые состоят из атомов одного элемента, то есть железо Fe2, кислород O2 или октасера S8.

Существуют химические элементы, электрический заряд которых однозначен в любых соединениях. К таким относятся:

  • -1 — F;
  • -2 — О;
  • +1 — H, Li, Ag, Na, K;
  • +2 — Ba, Ca, Mg, Zn;
  • +3 — Al.

Несмотря на однозначность, существуют некоторые исключения. Фтор F —уникальный элемент, степень окисления которого всегда составляет -1. Благодаря этому свойству многие элементы изменяют свой заряд в паре с фтором. Например, кислород в соединении с фтором имеет заряд +1 (O

2F2) или +2 (ОF2). Кроме того, кислород меняет свою степень в перекисных соединениях (в перекиси водорода h302 заряд равен -1). И, естественно, кислород имеет нулевую степень в своем простом соединении O2.

При рассмотрении окислительно-восстановительных реакций важно учитывать вещества, которые состоят из ионов. Атомы ионных химических элементов имеют степень окисления, равную заряду иона. Например, в соединении гидрида натрия NaH по идее водород имеет степень +1, однако ион натрия также имеет заряд +1. Так как соединение должно быть электрически нейтральным, то атом водорода принимает заряд -1. Отдельно в этой ситуации стоят ионы металлов, так как атомы таких элементов ионизируются на разные величины. К примеру, железо F ионизируется и на +2, и на +3 в зависимости от состава химического вещества.

Пример определения степеней окисления

Для простых соединений, которые включают в себя атомы с однозначным зарядом, распределение степеней окисления не составляет труда. Например, для воды h3O атом кислорода имеет заряд -2, а атом водорода +1, что в сумме дает нейтральный нуль. В более сложных соединениях встречаются атомы, которые могут иметь разный заряд и для определения степеней окисления приходится использовать метод исключения. Рассмотрим пример.

Сульфат натрия Na2SO4 имеет в своем составе атом серы, заряд которого может принимать значения -2, +4 или +6. Какое значение выбрать? Первым делом определяем, что ион натрия имеет заряд +1. Кислород в подавляющем большинстве случаев имеет заряд –2. Составляем простое уравнение:

+1 × 2 + S + (–2) × 4 = 0

2 + S – 8 = 0

S = 8 − 2

S = 6

Таким образом, заряд серы в сульфате натрия равен +6.

Расстановка коэффициентов по схеме реакции

Теперь, когда вы знаете, как определять заряды атомов, вы можете расставлять коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях для их балансировки. Стандартное задание по химии: подобрать коэффициенты реакции при помощи метода электронного баланса. В этих заданиях вам нет нужды определять, какие вещества образуются на выходе реакции, так как результат уже известен. Например, определите пропорции в простой реакции:

Na + O2 → Na2O

Итак, определим заряд атомов. Так как натрий и кислород в левой части уравнения — простые вещества, то их заряд равен нулю. В оксиде натрия Na2O кислород имеет заряд -2, а натрий +1. Мы видим, что в левой части уравнения натрий имеет нулевой заряд, а в правой – положительный +1. То же самое с кислородом, который изменил степень окисления с нуля до -2. Запишем это «химическим» языком, указав в скобках заряды элементов:

Na(0) – 1e = Na(+1)

O(0) + 2e = O(–2)

Для балансировки реакции требуется уравновесить кислород и добавить коэффициент 2 к оксиду натрия. Получим реакцию:

Na + O2 → 2Na2O

Теперь у нас дисбаланс по натрию, уравновесим его при помощи коэффициента 4:

4Na + O2 → 2Na2O

Теперь количество атомов элементов совпадают с обеих сторон уравнения, следовательно, реакция сбалансирована. Все это мы проделали вручную, и это было несложно, так как реакция сама по себе элементарна. Но что делать, если требуется сбалансировать реакцию вида K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + I2 + H2O + K2SO4? Ответ прост: используйте калькулятор.

Калькулятор балансирования окислительно-восстановительных реакций

Наша программа позволяет автоматически расставить коэффициенты для самых распространенных химических реакций. Для этого вам необходимо вписать в поле программы реакцию или выбрать ее из раскрывающегося списка. Для решения выше представленной окислительно-восстановительной реакции вам достаточно выбрать ее из списка и нажать на кнопку «Рассчитать». Калькулятор мгновенно выдаст результат:

K2

Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O + 4K2SO4

Использование калькулятора поможет вам быстро сбалансировать наиболее сложные химические реакции.

Заключение

Умение балансировать реакции необходимо всем школьникам и студентам, которые мечтают связать свою жизнь с химией. В целом расчеты выполняются по строго определенным правилам, для понимания которых достаточно элементарных знаний по химии и алгебре: помнить, что сумма степеней окисления атомов соединения всегда равна нулю и уметь решать линейные уравнения.

bbf.ru

Уравнивание окислительно-восстановительной реакции

Окислительно-восстановительные реакции, также редокс (англ. redox, от reduction-oxidation — восстановление-окисление) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ (или ионов веществ), реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем (акцептором) и атомом-восстановителем (донором).

Калькулятор сбалансирования окислительно-восстановительной реакции

Онлайн калькулятор для уравнивания(сбалансирования) несбалансированного окислительно-восстановительной химической реакции.

Описание окислительно-востановительной реакции

В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого

Пример окислительно-востановительной реакции

Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций с участием металлов:

а) Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + h3O
б) Ca +h3SO4 → CaSO4 + h3S + h3O

в) Be + HNO3 → Be(NO3)2 + NO + h3O

Применение метода электронного баланса по шагам. Пример «а»

Составим электронный баланс для каждого элемента реакции окисления Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O.

Шаг 1. Подсчитаем степени окисления для каждого элемента, входящего в химическую реакцию.

Ag. Серебро изначально нейтрально, то есть имеет степень окисления ноль.

Для HNO3 определим степень окисления, как сумму степеней окисления каждого из элементов.

Степень окисления водорода +1, кислорода -2, следовательно, степень окисления азота равна:

0 — (+1) — (-2)*3 = +5

(в сумме, опять же, получим ноль, как и должно быть)  

Теперь перейдем ко второй части уравнения.

Для AgNO3 степень окисления серебра +1 кислорода -2, следовательно степень окисления азота равна:

0 — (+1) — (-2)*3 = +5

Для NO степень окисления кислорода -2, следовательно азота +2

Для H2O степень окисления водорода +1, кислорода -2

Шаг 2. Запишем уравнение в новом виде, с указанием  степени окисления каждого из элементов, участвующих в химической реакции.

Ag0 + H+1N+5O-23 → Ag+1N+5O-23 + N+2O-2 + H+12O-2

Из полученного уравнения с указанными степенями окисления, мы видим несбалансированность по сумме положительных и отрицательных степеней окисленияотдельных элементов.

Шаг 3. Запишем их отдельно в виде электронного баланса — какой элемент и сколько теряет или приобретает электронов:
(Необходимо принять во внимание, что элементы, степень окисления которых не изменилась — в данном расчете не участвуют)

Ag0 — 1e = Ag+1
N+5 +3e = N+2

Серебро теряет один электрон, азот приобретает три. Таким образом, мы видим, что для балансировки нужно применить коэффициент 3 для серебра и 1 для азота. Тогда число теряемых и приобретаемых электронов сравняется.

Шаг 4. Теперь на основании полученного коэффициента «3» для серебра, начинаем балансировать все уравнение с учетом количества атомов, участвующих в химической реакции.

  • В первоначальном уравнении перед Ag ставим тройку, что потребует такого же коэффициента перед AgNO3
  • Теперь у нас возник дисбаланс по количеству атомов азота. В правой части их четыре, в левой — один. Поэтому ставим перед HNO3 коэффициент 4
  • Теперь остается уравнять 4 атома водорода слева и два — справа. Решаем это путем применения коэффииента 2 перед H2O

Ответ:  3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O

Пример «б»

Составим электронный баланс для каждого элемента реакции окисления Ca +H

2SO4 → CaSO4 + H2S + H2O

Для H2SO4  степень окисления водорода +1 кислорода -2 откуда степень окисления серы 0 — (+1)*2 — (-2)*4 = +6

Для CaSO степень окисления кальция равна +2 кислорода -2 откуда степень окисления серы 0 — (+2) — (-2)*4 = +6

Для H2S степень окисления водорода +1, соответственно серы -2

Ca0 +H+12S+6O-24 → Ca+2S+6O-24 + H+12S-2 + H+12O-2
Ca0 — 2e = Ca+2 (коэффициент 4)
S+6 + 8e = S-2

4Ca + 5H2SO4 = 4CaSO4 + H2S + 4H2O

Пример «в»

Составим электронный баланс для каждого элемента реакции окисления Be + HNO3 → Be(NO3)2 + NO + H2O

HNO3 см. выше

Для Be(NO3)2 степень окисления бериллия +2, кислорода -2, откуда степень окисления азота ( 0 — (+2) — (-2)*3*2 ) / 2 = +5

NO см. выше

H2O см. выше

Be0 + H+1N+5O-23 → Be+2(N+5O-23)2 +  N+2O-2 +  H+12O-2
Be0 — 2e = Be+2 (коэффициент 3)
N+5 +3e = N+2 (коэффициент 2)

3Be + 8HNO3 → 3Be(NO3)2 + 2NO + 4H2O

wpcalc.com

Формулы и калькуляторы для решения задач по химии

Ежедневно, сами того не замечая, мы на каждом шагу имеем дело с химией. Умывшись и одевшись с утра мы уже имеем дело с рядом химических продуктов и процессов. Вода, мыло, одежда — разные виды продуктов химии. Действие воды, мыла на кожу, реакция тела на теплую одежду — химические процессы. Сегодня, как и тысячи лет назад, мы едим, дышим, плачем, смеемся и независимо от нас в организме совершаются самые разные химические процессы. Химия имеет дело не с вещами, а с веществами, из них состоят вещи, животные и растительные организмы, минералы. Вещество имеет массу, вес, занимает объем, обладает как физическими, так и химическими свойствами. Химия изучает строение, свойства вещества и происходящие с ним в результате химических реакций изменения, законы, которым эти превращения подчиняются. Химию считают экспериментальной наукой. Чтобы объяснить происходящие явления, ученые осуществляли в разные времена разнообразные химические эксперименты, анализировали результаты, создавали теории, которые подтверждали новыми экспериментами. Вещества могут быть сложными и разлагаться на простые и не разлагаемыми — химическими элементами. Внешне все вещества — твердые, жидкие, газообразные, выглядят сплошными. В действительности они состоят из отдельных молекул, а те — из атомов. Причем, молекулы сложных веществ содержат разные атомы, а химические элементы состоят из одинаковых атомов. Задачей химии является изучение строения молекул, перегруппировки содержащихся в молекуле атомов в результате химических реакций и сопутствующих этой перегруппировке явлений. Химия, как математика и физика, наука фундаментальная и очень обширная. Главными ее разделами являются:

  • аналитическая химия, ее задача — качественный и количественный анализ веществ;
  • физическая химия, исследующая физические явления, химические реакции и их закономерности;
  • биохимия, изучающая на молекулярном уровне химические реакции, происходящие в живых организмах;
  • неорганическая химия, где изучают все элементы (кроме углерода) периодической таблицы Менделеева;
  • органическая химия — исследует все соединения углерода.

Не секрет, что химия многим из нас кажется наукой сложной и далеко не всем понятной. Хотя именно с химией мы ежедневно сталкиваемся на каждом шагу. Окружающий нас мир можно легко представить в виде химических элементов, химических процессов и реакций, ежесекундно происходящих в мире. Многим специалистам приходиться ежедневно решать задачки по химии. Так, врач-диетолог обсчитывает калорийность пищи, врач-косметолог уделяет огромное внимание взаимодействию разных веществ, чтобы предложенное им средство являлось максимально эффективным и безопасным для организма человека. Студентам и учащимся приходиться выполнять довольно сложные лабораторные и контрольные работы, решать многочисленные задачи по химии. Помочь в решении всевозможных задач, связанных с такой достаточно нелегкой, но весьма интересной наукой как химия, сможет предлагаемый нами онлайн калькулятор.

Сегодня без химии и ее знаний невозможно обойтись. Без знания химии тренер не сможет рассчитать количество калория спортсмену, диетолог — расписать рацион питания больному, фармаколог — приготовить раствор, соблюдая нужные пропорции и учитывая принципы взаимодействия веществ и т. д. С помощью онлайн калькулятора вы сможете быстро и правильно определить плотность вещества, находить химические реакции, решать разнообразные химические задачи и уравнения, выполнять различные работы и контрольные по химии, На основе уравнения можно вычислить объем, массу или количество искомых веществ.

infofaq.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.