วิธีการ ดุลสมการเคมี

หากคุณต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับสมการเคมี คุณอาจรู้สึกว่ามันยากที่จะเข้าใจในตอนแรก แต่เมื่อได้เรียนรู้กฎและขั้นตอนพื้นฐานในการดุลสมการแล้ว มันก็ไม่ยากอีกต่อไป ในการเรียนรู้เราสามารถดูวิธีการแก้ปัญหาได้ทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นการดุลสมการที่มีจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลมากเท่าใดก็ตาม หากคุณพบกับสมการที่ซับซ้อน เราก็ยังมีวิธีแก้ไขให้คุณได้อย่างง่ายดาย แค่เลื่อนไปที่ขั้นตอนที่สองเพื่อทำการดุลสมการเชิงพีชคณิต ดังนั้น การเรียนรู้เกี่ยวกับสมการเคมีไม่ใช่สิ่งที่ยากเสียเท่าไหร่ถ้าหากเรามีพื้นฐานและกฎของการดุลสมการอย่างเพียงพอ

การดุลสมการเคมี: ตัวอย่างและวิธีการดุล

ตัวอย่างการดุลสมการเคมี

คุณกำลังดู: วิธีการ ดุลสมการเคมี

ในสมการเคมี C3H8 + O2 → H2O + CO2 การเผาไหม้โพรเพน (C3H8) กับออกซิเจนจะสร้างผลลัพธ์เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ดังนั้น คุณต้องการดุลสมการเพื่อให้มีจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ

วิธีการดุลสมการเคมี

ขั้นตอนที่ 1: นับจำนวนอะตอม

ก่อนที่จะเริ่มดุลสมการเคมี คุณต้องนับจำนวนอะตอมของธาตุในสมการทั้งหมด ซึ่งจะแสดงในตัวห้อยที่อยู่ด้านล่างของแต่ละอะตอม ดังนี้

ด้านซ้าย: คาร์บอน 3 อะตอม (C3), ไฮโดรเจน 8 อะตอม (H8) และออกซิเจน 2 อะตอม (O2)
ด้านขวา: คาร์บอน 1 อะตอม (C), ไฮโดรเจน 2 อะตอม (H2) และออกซิเจน 3 อะตอม (O + O2)

คุณควรเก็บจำนวนอะตอมของธาตุที่พบบ่อยอย่างไฮโดรเจนและออกซิเจนไว้ที่ดุลตอนท้ายสุดทุกครั้ง

ขั้นตอนที่ 2: ดุลจำนวนอะตอมของธาตุ

เนื่องจากคุณต้องการให้มีจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านข

การดุลสมการเคมี: การดุลสมการ C3H8 + O2 → H2O + CO2

ขั้นตอนการดุลสมการเคมี

เมื่อต้องการดุลสมการเคมี เราจะต้องทำตามขั้นตอนดังนี้:

ขั้นตอนที่ 1: นับจำนวนอะตอม

ก่อนที่จะเริ่มดุลสมการเคมี คุณต้องนับจำนวนอะตอมของธาตุในสมการทั้งหมด ซึ่งจะแสดงในตัวห้อยที่อยู่ด้านล่างของแต่ละอะตอม

ขั้นตอนที่ 2: ดุลจำนวนอะตอมของธาตุ

คุณจะต้องดุลอะตอมตามลำดับเพื่อให้มีจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ

เริ่มต้นด้วยการดุลจำนวนอะตอมของธาตุคาร์บอน โดยเพิ่มเลขสัมประสิทธิ์หน้าคาร์บอนทางด้านขวาเป็น 3 เพื่อให้จำนวนอะตอมของคาร์บอนเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านขวา

ขั้นตอนที่ 3: ดุลจำนวนอะตอมออกซิเจนและไฮโดรเจน

จากนั้นคุณต้องดุลอะตอมไฮโดรเจนและอะตอมออกซิเจนตามลำดับ โดยให้จำนวนอะตอมของไฮโดรเจนเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านขวา และให้จำนวนอะตอมของออกซิเจนเท่ากันทั้งด้านซ้ายและด้านขวา

ในสมการ C3H8 + O2 → H2O + CO2 การดุล

การดุลสมการเคมี

เมื่อเรามีสมการเคมี เราจะต้องดุลจำนวนอะตอมของธาตุในสมการ เพื่อให้มีจำนวนอะตอมเท่ากันทั้งด้านซ้ายและขวาของสมการ

วิธีการดุลสมการเคมี

เริ่มต้นด้วยการเขียนสมการเคมีในรูปแบบทั่วไป แล้วกำหนดตัวเลขสัมประสิทธิ์ (coefficient) ของแต่ละสารที่อยู่ทางด้านซ้ายและขวาของสมการ

เนื่องจากเราต้องการดุลจำนวนอะตอมของธาตุ จะต้องเริ่มจากการนับจำนวนอะตอมของธาตุที่เกี่ยวข้องกับสมการ เช่น ในสมการ

PCl5 + H2O → H3PO4 + HCl

จำนวนอะตอมของ P, Cl และ H ที่เกี่ยวข้องกับสมการคือ

P: a=c

Cl: 5a=d

H: 2b=3c+d

การเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์

หลังจากนับจำนวนอะตอมของธาตุแต่ละตัวแล้ว เราจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ของสารต่าง ๆ ในสมการเพื่อให้จำนวนอะตอมของธาตุบนทางด้านซ้ายและขวาของสมการเท่ากัน

เริ่มจากการเลือกสารตัวใดสักตัวที่จะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ก่อน ในที่นี้คือ PCl5 และกำหนดตัวเลขสัมประสิทธิ์ (coefficient) ของ PCl5 ให้เท่ากับ 1 แล้วเริ่มเพิ่มค่าสัมประสิ

แก้ระบบสมการเพื่อหาค่าตัวเลขสำหรับสัมประสิทธิ์

เมื่อมีตัวแปรมากกว่าสมการ จะมีคำตอบได้หลายจำนวน และต้องหาคำตอบหนึ่งเดียวที่ทุกตัวแปรอยู่ในรูปแบบที่มีค่าต่ำที่สุด จนแตกย่อยลงไปอีกไม่ได้

ในกรณีนี้ ต้องแก้ระบบสมการดังนี้:

a + b + c + d + 1 = 0

ab + ac + ad + bc + bd + cd = -1

abc + abd + acd + bcd = 1

abcd = -1

โดยเริ่มต้นให้ใส่ค่าลงในตัวแปร สมมติแทนค่า b=1 จากนั้นเริ่มแก้ระบบสมการเพื่อหาค่าตามต่อไปนี้:

a=1/4

b=1

c=1/4

d= 5/4

จากนั้นคูณทุกตัวด้วย 4 เพื่อให้ได้ค่าต่ำที่สุดจนแตกย่อยลงไปอีกไม่ได้แล้ว:

a=1

b=4

c=1

d= 5

หากค่าที่คุณแทนออกมาเป็นเศษส่วน ให้คูณสัมประสิทธิ์ทั้งหมด (รวมไปถึงสัมประสิทธิ์ของ 1) โดยตัวคูณร่วมน้อยของตัวส่วนเพื่อถอดเศษส่วนออก ถ้ามีแค่เศษส่วนเดียว ให้คูณตัวเลขทั้งหมดด้วยตัวส่วนในเศษส่วนนั้น

หากค่าที่คุณแทนออกมามีตัวหารร่วมมาก ทำให้สมการง่ายขึ้นโดยการหาร