الأداة 02

موازن المعادلات الكيميائية

اكتب معادلة غير موزونة لتحصل على أصغر معاملات صحيحة، مع تحقق ذرة بذرة ومن الشحنة. تُوزن المعادلات الأيونية والإلكترونات وتفاعلات الأكسدة والاختزال في خطوة واحدة، لأن المعاملات تُحسب ولا تُخمَّن.

مجانية، بلا حساب، ولا يغادر أي شيء تكتبه متصفحك.

وازن معادلة

حُلَّت كنظام خطي باستخدام كسور دقيقة، لا بالتجربة والخطأ — لذلك تُحل معادلات الأكسدة والاختزال التي يصعب استنتاجها بالملاحظة في خطوة واحدة.

أمثلة محلولة

احتراق الميثان

أعطِ كل مادة معاملاً مجهولاً:

aCH4 + bO2 → cCO2 + dH2O

يجب أن يتساوى عدد ذرات كل عنصر في الطرفين:

  • C a = c
  • H 4a = 2d
  • O 2b = 2c + d

أصغر أعداد صحيحة تحقق كل المعادلات:

a = 1, b = 2, c = 1, d = 2

المعادلة الموزونة:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

افتح هذا المثال في الأداة

صدأ الحديد

أعطِ كل مادة معاملاً مجهولاً:

aFe + bO2 → cFe2O3

يجب أن يتساوى عدد ذرات كل عنصر في الطرفين:

  • Fe a = 2c
  • O 2b = 3c

أصغر أعداد صحيحة تحقق كل المعادلات:

a = 4, b = 3, c = 2

المعادلة الموزونة:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

افتح هذا المثال في الأداة

الحديد الثنائي والبرمنغنات في وسط حمضي

أعطِ كل مادة معاملاً مجهولاً:

aFe2+ + bMnO4− + cH+ → dFe3+ + eMn2+ + fH2O

يجب أن يتساوى عدد ذرات كل عنصر في الطرفين:

  • Fe a = d
  • Mn b = e
  • O 4b = f
  • H c = 2f

ويجب أن تتساوى الشحنة الكلية في الطرفين أيضاً:

2a − b + c = 3d + 2e

أصغر أعداد صحيحة تحقق كل المعادلات:

a = 5, b = 1, c = 8, d = 5, e = 1, f = 4

المعادلة الموزونة:

5Fe2+ + MnO4− + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

افتح هذا المثال في الأداة

كيف تعمل

كيف تعمل أداة موازنة المعادلات؟

يصبح حفظ كل عنصر معادلة خطية واحدة: يجب أن يساوي إجمالي ذرات ذلك العنصر في الطرف الأيسر إجماليها في الطرف الأيمن. تُرتَّب هذه المعادلات في مصفوفة، ثم تُختزل إلى الصورة السلمية الصفية باستخدام كسور دقيقة بدلاً من الأعداد العشرية، ويُستخرج متجه الفضاء الصفري — فهذا المتجه هو مجموعة المعاملات. وبإزالة المقامات والقسمة على القاسم المشترك الأكبر نحصل على أصغر أعداد صحيحة. ولا يعتمد ذلك على التخمين، لذلك يتعامل مع معادلات الأكسدة والاختزال مثل البرمنغنات وحمض الهيدروكلوريك بالخطوة نفسها التي يتعامل بها مع احتراق الهيدروجين.

الأيونات والشحنات والإلكترونات

تُقرأ الشحنات بالقواعد نفسها المتبعة في حاسبة الكتلة المولية، لذا تعمل Fe2+ وMnO4- وSO4^2-، ويرمز e- إلى إلكترون. ما إن تحمل أي مادة شحنة حتى يضيف الحلّال صفاً للشحنة: يجب أن تساوي الشحنة الكلية للمتفاعلات الشحنة الكلية للنواتج. تفصل إشارة الجمع بين مادتين إذا وقعت بين مسافتين أو تلتها الصيغة التالية مباشرة، لذا تُقرأ Fe2+ + MnO4- وFe2++MnO4- بالطريقة نفسها.

عندما تأتي --> بعد صيغة دون مسافة، كما في H++OH-->H2O، تُقرأ إشارة الطرح الأولى شحنةً لتلك المادة إذا توازنت المعادلة بهذه القراءة؛ وإلا تُقرأ --> سهماً. وتزيل مسافةٌ قبل السهم، أو استخدام ->، أي التباس.

الحدود

  • تتحقق الأداة من حفظ الذرات والشحنة، لا من حدوث التفاعل فعلاً.
  • عندما تجمع المعادلة تفاعلين مستقلين، تصلح أكثر من مجموعة معاملات؛ فيُنبّه الحلّال إلى ذلك بدلاً من اختيار إحداها.
  • تقبل الأداة حتى 12 مادة. تُقبل رموز الحالة مثل (aq) وتُتجاهل، وتُستبدل المعاملات التي تكتبها بالمعاملات المحسوبة.
  • كل العمليات الحسابية دقيقة. وإذا تجاوز عدد في الحساب 9,007,199,254,740,991، تُنبّه الأداة إلى أن الأعداد كبيرة جداً بدلاً من عرض نتيجة مقرّبة.