Les mer om å balansere - balansering av kjemiske ligninger
Forbindelsene i et balanseuttrykk er bundet av det samme symbolregelverket som molekylkalkulatoren. Forbindelsene må skilles ved hjelp av tegnet '+' (pluss) samtidig som ligningens høyre og venstre side må være separert med pilsubstituttet og relasjonsoperatoren '>' (større enn). Ved siden av å beregne koeffisientene i ligningen vil en få informasjon om massene og molmengdene til alle forbindelsene i ligningen. Forbindelsene i ligningen kan også være argumenterte (se eksempler). Eksempel: Hvor mye vann (H2O) og karbondioksid blir utviklet hvis vi forbrenner metan (CH4) inneholdene 2 gram karbon sammen med 0.3 mol oksygengass (O2) ? For å finne løsningen på dette problemet skriver vi følgende: -> 2gC,CH4+0.3mO2>CO2+H2O I et slikt uttrykk vil forbindelsen som er argumentert med lavest molmengde, være den forbindelsen som er bestemmende for resultatet. NB:Når et balanseuttrykk inneholder både argumenterte og uargumenterte forbindelser, vil de uargumenterte forbindelsene forutsettes å være i overskudd.
3.1 Balanser reaksjonsligningene
a) Cu+O2>CuO
b) Fe+Cl2>FeCl3
c) C+Br2>CBr4
Løsninger:
Balanseuttrykkene beregnes som vist.
3.2 Balanser reaksjonsligningene
a) Zn+HCl>ZnCl2+H2
b) Al+HCl>AlCl3+H2
c) Sn+HCl>SnCl4+H2
Løsninger: Balanseuttrykkene beregnes som vist.
3.3 Når alkaner forbrennes med oksygen dannes det karbondioksid og vann.Balanser følgende reaksjonsligninger:
a) CH4+O2>CO2+H2O
b) C2H6+O2>CO2+H2O
c) C3H8+O2>CO2+H2O
Løsninger: Balanseuttrykkene beregnes som vist.
3.4 Balanser reaksjonsligningene:
a) Na2CO3+HNO3>NaNO3+H2O+CO2
b) KClO3+S+H2O>Cl2+K2SO4+H2SO4
c) FeS2+O2>Fe3O4+SO2
d) Al(OH)3+H2SO4>Al2(SO4)3+H2O
e) KBr+MnO2+H2SO4>Br2+MnBr2+KHSO4+H2O
f) Na3SbS4+HCl>Sb2S5+H2S+NaCl
g) Cu+HNO3>Cu(NO3)2+NO+H2O
h) Ca3P2+H2O>Ca(OH)2+PH3
i) FeSO4+KMnO4+H2SO4>Fe2(SO4)3+MnSO4+K2SO4+H2O
Løsninger: Balanseuttrykkene beregnes som vist.
3.5 Når 8 gram pentan forbrennes med sammen med et overskudd av oksygen dannes det karbondioksid og vann. Balanser ligningen C5H12+O2>CO2+H2O og beregn følgende:
a) Hvor mange gram CO2 ble utviklet under reaksjonen?
b) Hvor mange gram H2O ble utviklet under reaksjonen?
c) Hvor mange gram O2 ble forbrukt?
Løsninger: 8gC5H12+O2>CO2+H2O ,balanser og les av resultatet.
3.6 Et stykke metallisk jern (3g) ble overført til et glass med konsentrert saltsyre (tilsvarende 6 gram 100%). I reaksjonen som fulgte ble det utviklet H2 og FeCl2. Balanser ligningen Fe+HCl>FeCl2+H2 og beregn:
a) hvor mye FeCl2 som maksimalt kan utvikles?
b) hvor mye H2 som maksimalt kan utvikles?
Løsninger: 3gFe+6gHCl>FeCl2+H2 ,balanser og les av resultatet ( a) og b)).
3.7 Balanser ligningen N2+H2>NH3 og beregn hvor mange gram nitrogen og hydrogen som blir forbrukt hvis det dannes 15.0 gram NH3 i reaksjonen.
Løsninger: N2+H2>15gNH3 ,balanser og les av resultat
3.8 Hvis man varmer opp en blanding av arsenikktrisulfid, natriumnitrat og natriumkarbonat, dannes det natriumarsenat (Na3AsO4), natriumsulfat, natriumnitritt og karbondioksid. Balanser ligningen: As2S3+NaNO3+Na2CO3>Na3AsO4+Na2SO4+NaNO2+CO2 Bestem følgende: a) Hvilke minimumsmengder av As2S3, NaNO3 og Na2CO3 må være tilstede for at en skal få dannet 23.0 g Na3AsO4 ?
b) Hvor mye CO2 ville ha blitt utviklet hvis reaktantenes sammensetning var 10.0 g As2S3, 75.0 g NaNO3 og 37.0 g Na2CO3 ?
c) Hvor mye Na2CO3 (forutsatt at As2O3 og NaNO3 er i overskudd) må være tilstede hvis en skal få dannet 5.0 g Na2SO4 ?
d) Hilken molmengde av Na3AsO4 kan maksimalt blir dannet hvis en blander sammen 0.5 mol As2S3, 120.0 g NaNO3 og 21.0 g Na2CO3 ?
e) Hvilken minimumsmengder (molmengder) av reaktantene må være tilstede for at vi skal få dannet 44.0 g CO2 ?
f) Vil en mengde av 3g As2S3, 0.2 mol NaNO3 og 0.1 mol Na2CO3 være tilstrekkelig for å få dannet 7.0 g NaNO2 ?
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
a) As2S3+NaNO3+Na2CO3>23gNa3AsO4+Na2SO4+NaNO2+CO2
b) 10gAs2S3+75gNaNO3+37gNa2CO3>Na3AsO4+Na2SO4+NaNO2+CO2
c) As2S3+NaNO3+Na2CO3>Na3AsO4+5gNa2SO4+NaNO2+CO2
d) 0.5mAs2S3+120gNaNO3+21gNa2CO3>Na3AsO4+Na2SO4+NaNO2+CO2
e) As2S3+NaNO3+Na2CO3>Na3AsO4+Na2SO4+NaNO2+44gCO2
f) 3gAs2S3+0.2mNaNO3+0.1mNa2CO3>Na3AsO4+Na2SO4+NaNO2+CO2
3.9 Hvis natriumkarbonat blir blandet med salpetersyre dannes natriumnitrat, vann og karbondioksid. Balanser ligningen: Na2CO3+HNO3>NaNO3+H2O+CO2 og svar på følgende spørsmål:
a) Hvor mye karbondioksid blir utviklet hvis mengden av natrium i Na2CO3 tilsvarer 13.4 g og HNO3 er tilsatt i overskudd?
b) Hvor mye H2O vil bli utviklet hvis Na2CO3 inneholder 3.4 g karbon og HNO3 inneholder 18.8 g nitrogen?
c) Hvilken molmengde av NaNO3 blir utviklet hvis karbonmengden i CO2 tilsvarer 12.3 g karbon.
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet a)13.4gNa,Na2CO3+HNO3>NaNO3+H2O+CO2 b)3.4gC,Na2CO3+18.8gN,HNO3>NaNO3+H2O+CO2 c)Na2CO3+HNO3>NaNO3+H2O+12,3gC,CO2
3.10 Metallisk jern kan framstilles ved å varme opp en blanding av Fe2O3 og karbon slik at en på denne måten får oksydert jernet. Balanser ligningen Fe2O3+C>Fe+CO2 og bestem molmengden til
a) Fe2O3 hvis det i reaksjonen dannes 1000 g Fe.
b) Fe hvis det i reaksjonen forbrukes 200 g C.
c) CO2 hvis det i reaksjonen dannes 12.8 mol Fe.
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
a) Fe2O3+C>1000gFe+CO2
b) Fe2O3+200gC>Fe+CO2
c) Fe2O3+C>12.8mFe+CO2
3.11 I en reaksjon mellom FeS2 og O2 dannes det Fe3O4 og SO2. Balanser ligningen FeS2+O2>Fe3O4+SO2
a) Hvor mye SO2 og Fe3O4 kan maksimalt dannes hvis det befinner seg 12.0 g Fe i FeS2 og 1.5 mol O i O2?
b) Er det teoretisk mulig å produsere 24.0 g Fe3O4 hvis reaktanten FeS2 inneholder 55.0 g svovel?.
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
a) 12gFe,FeS2+1.5mO,O2>Fe3O4+SO2
b) 55gS,FeS2+O2>Fe3O4+SO2 3.12KClO3 er en forbindelse som blandet med saltsyre blandt annet vil utvikle klorgass.
3.13 Balanser ligningen KClO3+HCl>H2O+KCl+Cl2 og svar på følgende spørsmål:
a) En reaksjon mellom KClO3 og 3 g HCl utviklet 2 g Cl2. Hvor mye KClO3 ble forbrukt i reaksjonen?
b)En gitt mengde KClO3 inneholder 4 g oksygen. Hvor mye klorgass kan maksimalt bli utviklet hvis en tilsetter 0.04 mol HCl ?
Løsninger: Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
a) KClO3+HCl>H2O+KCl+3gCl2
b) 4gO2,KClO3+0.04mHCl>H2O+KCl+Cl2
3.13 Ammoniumbikarbonat (NH4HCO3) benyttes ofte som hevemiddel i kakedeig. Ved oppvarming dekomponerer hevemiddelet på følgende måte: NH4HCO3>NH3+CO2+H2O a)Hvor mange gram NH4HCO3 må til for at vi skal få dannet 0.2 mol CO2-gass?
b) Hvor mange mol ammoniakk(NH3), vann(H2O) og karbondioksid(CO2) vil bli utviklet når forbindelsen NH4HCO3 inneholder 4.3g H2?
c) Bestem om det er mulig å få utviklet mer enn 4g NH3 hvis NH4HCO3 i utgangspunktet inneholdt 0.23 mol O2.
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
a) NH4HCO3>NH3+0.2mCO2+H2O
b) 4.3gH2,NH4HCO3>NH3+CO2+H2O
c) 0.23mO2,NH4HCO3>NH3+CO2+H2O
3.14 Bestem det volumet med O2 (normalt trykk og temperatur) som blir forbrukt når 1 kg oktan forbrennes.
Løsninger:Modifiser balanseuttrykket etter behov og les av resultatet
Steg 1: Argumenter og balanser: 1000gC8H18 + O2 > CO2 +H2O
Steg 2: For nå å beregne O2 -volumet som ble forbrukt må man benytte seg av tilstandsligningen for ideale gasser (se ordliste). Vi vet at pV = nRT og derfor at V=nRT/p. Det ukjente volumet (V) kan nå beregnes med utgangspunkt i den beregnede molmengden (n) samt de kjente: (gasskonstanten) R=0.082liter*atm/(Kelvin*mol) (temperatur) T=273.15Kelvin (trykk) p=1atm. 3.15 10.99 gramav en forbindelse som består av C, H og O reagerer med O2 (i overskudd) under dannelse av H2O og 21.0 gram CO2. Hva er den empiriske formelen for denne forbindelsen?
Løsning: Finn svaret ved å undersøke effekten av å variere verdiene av X,Y og Z i følgende argumenterte (21g) ubalanserete ligning: CXHYOZ + O2 > 21gCO2 + H2O