Инструмент 02

Уравнивание химических реакций

Введите неуравненное уравнение и получите наименьшие целые коэффициенты с проверкой по каждому атому и по заряду. Ионные уравнения, электроны и окислительно-восстановительные реакции уравниваются за один шаг, потому что коэффициенты вычисляются, а не подбираются.

Бесплатно, без регистрации, и ничего из введённого не покидает ваш браузер.

Уравнять реакцию

Решается как система линейных уравнений над точными дробями, а не методом проб и ошибок, поэтому даже уравнения окислительно-восстановительных реакций, которые трудно сбалансировать на глаз, решаются за один шаг.

Разобранные примеры

Горение метана

Обозначьте коэффициент каждой частицы неизвестной:

aCH4 + bO2 → cCO2 + dH2O

Число атомов каждого элемента слева и справа должно совпадать:

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

Наименьшие целые числа, удовлетворяющие всем уравнениям:

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

Уравненная реакция:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Открыть этот пример в инструменте

Ржавление железа

Обозначьте коэффициент каждой частицы неизвестной:

aFe + bO2 → cFe2O3

Число атомов каждого элемента слева и справа должно совпадать:

  • Fe a = 2c
  • O 2b = 3c

Наименьшие целые числа, удовлетворяющие всем уравнениям:

a = 4, b = 3, c = 2

Уравненная реакция:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Открыть этот пример в инструменте

Железо(II) и перманганат в кислой среде

Обозначьте коэффициент каждой частицы неизвестной:

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

Число атомов каждого элемента слева и справа должно совпадать:

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

Суммарный заряд слева и справа тоже должен совпадать:

2a − b + c = 3d + 2e

Наименьшие целые числа, удовлетворяющие всем уравнениям:

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

Уравненная реакция:

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

Открыть этот пример в инструменте

Как это работает

Как работает балансировщик уравнений?

Сохранение каждого элемента превращается в одно линейное уравнение: общее число атомов этого элемента слева должно равняться числу атомов справа. Объедините эти уравнения в матрицу, приведите её к ступенчатому виду с помощью точных дробей, а не чисел с плавающей точкой, и получите вектор нулевого пространства — этот вектор и есть набор коэффициентов. Устранение знаменателей и деление на наибольший общий делитель дают наименьшие целые числа. Метод ничего не угадывает, поэтому обрабатывает окислительно-восстановительные уравнения вроде уравнений с перманганатом и соляной кислотой за один шаг, как и горение водорода.

Ионы, заряды и электроны

Заряды читаются по тем же правилам, что и в калькуляторе молярной массы, поэтому Fe2+, MnO4- и SO4^2- работают, а e- обозначает электрон. Как только у какой-либо частицы есть заряд, решатель добавляет строку для заряда: суммарный заряд исходных веществ должен равняться заряду продуктов. Знак плюс разделяет две частицы, если стоит между пробелами или за ним идёт следующая формула, поэтому Fe2+ + MnO4- и Fe2++MnO4- читаются одинаково.

Если --> стоит сразу после формулы без пробела, как в H++OH-->H2O, первый минус читается как заряд этой частицы, если так уравнение уравнивается; иначе --> читается как стрелка. Пробел перед стрелкой или запись -> снимают неоднозначность.

Ограничения

  • Проверяется сохранение атомов и заряда, а не то, идёт ли реакция на самом деле.
  • Если уравнение объединяет две независимые реакции, подходит больше одного набора коэффициентов; решатель сообщает об этом, а не выбирает один из них.
  • Поддерживается до 12 частиц. Обозначения состояния вроде (aq) принимаются и игнорируются, а введённые вами коэффициенты заменяются вычисленными.
  • Все вычисления точные. Если какое-либо число в расчёте превысило бы 9 007 199 254 740 991, инструмент сообщит, что числа слишком велики, а не покажет округлённый ответ.