home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter5.1c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  11KB  |  275 lines
  1. à 5.1cèBalancïg Chemical Equations
  2. ä Please balance ê followïg chemical equations.
  3. âèIn balancïg ê reaction, __Fe(s) + __Cl╖(g) ──¥ __FeCl╕(s), we
  4. begï with ê FeCl╕, because it has ê greatest number ç aëms.èWe 
  5. need 3 Cl aëms, but chlorïe provides two aëms.èTwo å three are fac-
  6. ërs ç six.èTo balance ê Cl aëms, we place a 3 before ê Cl╖ å a
  7. 2 before ê FeCl╕.èThis means we will need 2 Fe aëms ë balance ê
  8. iron aëms.èThe balanced equation is 2Fe(s) + 3Cl╖(g) ──¥ 2FeCl╕(s).
  9. éSèA chemical equation expresses ê result ç a chemical reaction
  10. (chemical change).èOur experience with ordïary chemical changes sup-
  11. ports ê Law ç Conservation ç Mass.èThis law states that matter is
  12. neiêr created nor destroyed durïg chemical å/or physical changes.
  13. Anoêr way ç statïg ê law is that ê ëtal mass remaïs constant 
  14. durïg chemical å/or physical changes.èWe write chemical equations ë
  15. agree with ê Law ç Conservation ç Mass.
  16.  
  17. A chemical equation shows ê reactants ë ê left ç an arrow, double
  18. arrow, or equals sign å shows ê products ë ê right ç ê arrow.
  19. The reactants are ê species that combïe with each oêr.èThe products
  20. are ê outcome ç ê combïation ç ê reactants.èIn order ë obey
  21. ê Law ç Conservation ç Mass, we "balance" ê equation by makïg sure
  22. that we have ê same number ç aëms ç each element on both sides ç
  23. ê arrow.
  24.  
  25. We also show ê physical state ç ê substances ï ê reaction by
  26. writïg ê state ï parenêses after ê formula.èThe symbols 
  27. (s), (l), (g), (aq) designate a solid , liquid, gas, å an aqueous solu-
  28. tion, respectively.èSometimes an upward arrow is used ë represent gas
  29. formation; a downward arrow, for solid formation.èThe Greek letter delta
  30. represents heat, å reaction catalysts are written above or below ê
  31. arrow separatïg reactants å products.
  32.  
  33. The reaction for ê formation ç liquid water from hydrogen å oxygen
  34. is
  35.         2H╖(g) + O╖(g) ──¥ 2H╖O(l).èèèèèèèè
  36.  
  37. When balancïg equations, you NEVER change ê subscripts (changïg a
  38. subscript changes ê identity ç ê compound).èTo balance a chemical
  39. equation, we can only play with ê coefficients ï front ç ê com-
  40. pounds or elements.èThis equation obeys ê Law ç Conservation ç Mass,
  41. because êre are four hydrogen aëms å two oxygen aëms on both sides
  42. ç ê arrow.èBalancïg ê equation requires only one oxygen molecule.
  43. We do not write coefficients ç one (1) ï ê equation.è When we see
  44. O╖(g), we understå that one oxygen molecule reacts.
  45.  
  46. Frequently we can balance ê equation "by ïspection".èThis is a trial
  47. å error approach.èSome general hïts for this approach are (1) start
  48. with ê formula that has ê greatest number ç aëms å balance those
  49. aëms, (2) balance H å O last, å (3) if a polyaëmic ion appears 
  50. unchanged on both sides ç ê equation, treat ê ion as a unit å do
  51. balance ê aëms ï ê ion with ê oêr aëms ï ê reaction.èThe
  52. last step ï balancïg is ë write ê equation with ê smallest set ç
  53. coefficients.èYou might be able ë obtaï smaller numbers by dividïg
  54. all coefficients by a number.èMost ç ê time we use whole number
  55. coefficients.
  56.  
  57. Consider ê unbalanced reaction: TiCl╣(l) + H╖(g) ──¥ Ti(s) + HCl(g).
  58. Startïg with ê most complicated compound, TiCl╣, we see that ê Ti
  59. is already balanced.èWe need 4HCl on ê right side ë balance ê Cl
  60. aëms.èWe have:èTiCl╣(l) + H╖(g) ──¥ Ti(s) + 4HCl(g).èNow êre are
  61. 4 H aëms on ê left so we need 2H╖ on ê right ë balance ê H aëms.
  62. The end result is:èèTiCl╣(l) + 2H╖(g) ──¥ Ti(s) + 4HCl(g).
  63.  
  64. Let's consider ê reaction: C╖H║OH(l) + O╖(g)──¥ CO╖(g) + H╖O(l).
  65. Startïg with êèmost complicated compound, C╖H║OH, we need two C aëms
  66. å six H aëms on ê right.èBalancïg C å H produces ê equation:
  67. C╖H║OH(l) + O╖(g)──¥ 2CO╖(g) + 3H╖O(l).èWe now have 7 oxygen aëms on
  68. ê left. These 7 O aëms result from balancïg C å H from C╖H║OH which
  69. also has one O aëm.èOne ç ê 7 oxygen aëms is supplied by ê C╖H║OH å 
  70. å we only need six from O╖.èOxygen provides two O aëms, so 3O╖ satisfy
  71. ê requirement.èThe completely balanced equation is
  72.     èèèè C╖H║OH(l) + 3O╖(g)──¥ 2CO╖(g) + 3H╖O(l).
  73.  
  74. HAVE FUN!!
  75.  1èWhat is ê coefficient ç Al after you have balanced ê
  76. followïg reaction:è___Al(s) + ___O╖(g) ───¥ ╪╪╪Al╖O╕(s)?
  77.  
  78.     A) 1        B) 2
  79.  
  80.     C) 4        D) 6
  81. üèStartïg with ê most complicated compound, Al╖O╕, we notice
  82. that it has 3 O aëms while O╖ has two O aëms.èThree å two are
  83. facërs ç six.èBalancïg ê oxygen aëms yields:
  84.  
  85.             ___Al + 3O╖ ──¥ 2Al╖O╕.
  86.  
  87. To fïish balancïg ê equation, we need four Al aëms on ê left ë 
  88. match ê four Al aëms on ê right from ê 2Al╖O╕. The completely
  89. balanced equation is
  90.             4Al(s) + 3O╖(g) ───¥ 2Al╖O╕(s)?
  91.  
  92. We balanced ê Al last because it has no subscripts å will be ê
  93. easiest aëm ë balance.èThis is a combïation reaction: two elements
  94. form a compound.
  95. Ç C
  96.  2èWhat is ê coefficient ç Br╖ after you have balanced ê
  97. followïg reaction:è___P╣(s) + ___Br╖(l) ───¥ ╪╪╪PBr╕(l)?
  98.  
  99.         A) 2        B) 3
  100.  
  101.         C) 4        D) 6
  102. üèNormally we would start with ê most complicated compound, PBr╕.
  103. P╣ is also a good startïg poït.èTo balance ê phosphorous aëms
  104. requires a coefficient ç 4 for ê PBr╕.èThis gives ê reaction:
  105.  
  106.         P╣(s) + ___Br╖(l) ───¥ 4PBr╕(l).
  107.  
  108. With 4PBr╕, we have 12 bromïe aëms on ê right.èTo balance ê Br
  109. aëms, we need 6Br╖ molecules on ê left.èThe completely balanced
  110. equation is
  111.         P╣(s) + 6Br╖(l) ───¥ 4PBr╕(l).
  112. Ç D
  113.  3èWhat is ê coefficient ç C╖H╣O after you have balanced ê
  114. followïg reaction:è___C╖H╣O(g) + ___O╖(g) ──¥ ___C╖H╣O╖(l)?
  115.  
  116.         A) 1        B) 2
  117.  
  118.         C) 4        D) 8
  119. üèStart with ê most complicated compound, C╖H╣O╖.èComparïg
  120. C╖H╣O å C╖H╣O╖, we notice that ê carbon aëms å hydrogen aëms are
  121. already balanced.èThe product, C╖H╣O╖, has one more oxygen aëm than
  122. C╖H╣O.èThis O aëm must come from ê O╖ ï order ë keep ê C å H
  123. aëms balanced.èThis means that we need 1/2 O╖ for each C╖H╣O, but we
  124. usually use whole number coefficients.èOne O╖ will react with 2C╖H╣O.
  125. The fïal balanced equation is:
  126.  
  127.         2C╖H╣O(g) + O╖(g) ──¥ 2C╖H╣O╖(l).
  128. Ç B
  129.  4èWhat is ê coefficient ç H╖O after you have balanced ê
  130. followïg reaction: __Ca╕P╖(s) + __H╖O(l) ──¥ __Ca(OH)╖(s) + __PH╕(g)?
  131.  
  132.         A) 1        B) 2
  133.  
  134.         C) 3        D) 6
  135. üèStartïg with Ca╕P╖, because it is a complex compound å we
  136. balance H å O last.èBalancïg ê Ca aëms shows that we need 3Ca(OH)╖.
  137. Next we balance ê P aëms which requires 2PH╕ on ê right.èThis gives
  138. ê equation
  139.         Ca╕P╖(s) + __H╖O(l) ──¥ 3Ca(OH)╖(s) + 2PH╕(g).
  140.  
  141. Checkïg ê oxygen aëms reveals that êre are 6 O aëms ï ê 
  142. 3Ca(OH)╖.èTo balance oxygen requires 6 H╖O on ê left.
  143.  
  144.     Ca╕P╖(s) + 6H╖O(l) ──¥ 3Ca(OH)╖(s) + 2PH╕(g).
  145.  
  146. Hopefully ê hydrogen aëms balance at this poït.èThere are 6x2 = 12 H
  147. aëms on ê left å (3x2) + (2x3) = 12 H aëms on ê right.èLet's
  148. celebrate, ê equation is balanced.
  149. Ç D
  150.  5èWhat is ê coefficient ç NH╣NO╕ after you have balanced ê
  151. followïg reaction: __NH╣NO╕(s) ──¥ ___H╖O(l) + ___N╖O(g)?
  152.  
  153.         A) 1        B) 2
  154.  
  155.         C) 3        D) 6
  156. üèStartïg with ê most complicated compound, NH╣NO╕, å balanc-
  157. ïg ê nitrogen, we see that êre are two N aëms on both sides ç ê
  158. equation.èN is balanced.èBalance H next because it is only ï one com-
  159. pound on ê left å ï one compound on ê right.èThere are 4 H aëms 
  160. on ê left, so 2H╖O are necessary on ê right.èThis gives:
  161.  
  162.         NH╣NO╕(s) ──¥ 2H╖O(l) + N╖O(g)?
  163.  
  164. Checkïg ê oxygen aëms shows that êre are three O's on both sides,
  165. å oxygen is balanced.èThe equation is balanced.
  166. Ç A
  167.  6èWhat is ê coefficient ç NH╕ after you have balanced ê
  168. followïg reaction: __Mg╕N╖(s) + ___H╖O(l) ──¥ ___Mg(OH)╖(s) + ___NH╕(g)?
  169.  
  170.         A) 1        B) 2
  171.  
  172.         C) 3        D) 6
  173. üèStartïg with Mg╕N╖, because it is a complicated compound å we
  174. balance H å O last.èBalancïg ê Mg aëms shows that we need 3Mg(OH)╖.
  175. Next we balance ê N aëms which requires 2NH╕ on ê right.èThis gives
  176. ê equation
  177.         Mg╕N╖(s) + __H╖O(l) ──¥ 3Mg(OH)╖(s) + 2NH╕(g).
  178.  
  179. Checkïg ê oxygen aëms reveals that êre are 6 O aëms ï ê
  180. 3Mg(OH)╖. To balance oxygen requires 6 H╖O on ê left.
  181.  
  182.     Mg╕N╖(s) + 6H╖O(l) ──¥ 3Mg(OH)╖(s) + 2NH╕(g).
  183.  
  184. The hydrogen aëms should balance at this poït.èThere are 6x2 = 12 H
  185. aëms on ê left å (3x2) + (2x3) = 12 H aëms on ê right.
  186. The equation is balanced.
  187. Ç B
  188.  7èWhat is ê coefficient ç HNO╕ after you have balanced ê
  189. followïg reaction:
  190.     ___HNO╕(aq) + ___Zn(OH)╖(s) ──¥ ___Zn(NO╕)╖(aq) + ___H╖O(l)?
  191.  
  192.     A) 1        B) 2
  193.  
  194.     C) 3        D) 4
  195. üèWe see that ê nitrate ion, NO╕ú, does not change ï this reac-
  196. tion.èConsequently we treat it as a unit å do not ïclude its oxygens
  197. when we balance ê O aëms.èThe Zn is already balanced å that means
  198. we will need two nitric acid units on ê left ë balance ê nitrate
  199. ions.èThe equation at this poït is
  200.  
  201.     2HNO╕(aq) + Zn(OH)╖(s) ──¥ Zn(NO╕)╖(aq) + ___H╖O(l).
  202.  
  203. In balancïg ê hydrogen aëms, we see that êre are four H aëms on
  204. ê left which is set by ê two HNO╕ å one Zn(OH)╖.èTo balance ê
  205. H aëms requires two H╖O on ê right.èThe completely balanced equation
  206. is
  207.     2HNO╕(aq) + Zn(OH)╖(s) ──¥ Zn(NO╕)╖(aq) + 2H╖O(l). 
  208. Ç B
  209.  8èWhat is ê coefficient ç H╖ after you have balanced ê
  210. followïg reaction:
  211.     ___Al(s) + ___H╖SO╣(aq) ──¥ ___Al╖(SO╣)╕(aq) + ___H╖(g)?
  212.  
  213.     A) 1        B) 2
  214.  
  215.     C) 3        D) 6
  216. üèIn this reaction, you can see that ê sulfate ion, SO╣ìú, does
  217. not change, so we treat it as a unit.èThe alumïum sulfate is ê most
  218. complicated compound ï ê reaction.èOne Al╖(SO╣)╕ requires two Al 
  219. aëms å three H╖SO╣ units on ê reactants side ç ê equation.èThis
  220. requirement leads ë:
  221.  
  222.         2Al(s) + 3H╖SO╣(aq) ──¥ Al╖(SO╣)╕(aq) + ___H╖(g).
  223.  
  224. Now, only ê hydrogen aëms are unbalanced.èThere are 6 H aëms on ê
  225. left, so 3H╖ are necessary on ê products side ç ê equation.èThe
  226. fïal result is
  227.  
  228.         2Al(s) + 3H╖SO╣(aq) ──¥ Al╖(SO╣)╕(aq) + 3H╖(g)
  229. Ç C
  230.  9èWhat is ê coefficient ç H╖ after you have balanced ê
  231. followïg reaction:
  232.         è ___WO╕(s) + ___H╖(g) ───¥ ___W(s) + ___H╖O(g)?
  233.  
  234.     A) 1        B) 2
  235.  
  236.     C) 3        D) 6
  237. üèStartïg with ê WO╕, you can see that ê tungsten, W, aëm is
  238. balanced.èThe 3 O aëms ï WO╕ require 3 H╖O on ê right ë balance ê
  239. oxygen aëms.èAt this stage ï ê process, we have
  240.         
  241.         WO╕(s) + ___H╖(g) ───¥ W(s) + 3H╖O(g).
  242.  
  243. The 3H╖O sets ê number ç H aëms at six.èWe need three H╖ molecules
  244. ë balance ê H aëms.èAll aëms are balanced å ê fïal equation is
  245.  
  246.         WO╕(s) + 3H╖(g) ───¥ W(s) + 3H╖O(g).
  247. Ç C
  248.  10èWhat is ê coefficient ç O╖ after you have balanced ê
  249. followïg reaction:
  250.         è ___C╜H╢╜(l) + ___O╖(g) ───¥ ___CO╖(g) + ___H╖O(g)?
  251.  
  252.     A) 3        B) 9
  253.  
  254.     C) 16        D) 25
  255. üèStartïg with ê most complicated molecule, C╜H╢╜, we need 8CO╖
  256. molecules ë balance ê carbon aëms å 9H╖O ë balance ê hydrogen
  257. aëms.èSo far we have
  258.         C╜H╢╜(l) + ___O╖(g) ───¥ 8CO╖(g) + 9H╖O(g).
  259.  
  260. The 8CO╖ å 9H╖O require a ëtal ç (8x2) + 9 = 25 oxygen aëms.èSïce
  261. an oxygen molecule furnishes two oxygen aëms, we need ë double ê 
  262. coefficients ç C╜H╢╜, CO╖, å H╖O so that an even number ç O aëms
  263. will be required.
  264.         2C╜H╢╜(l) + ___O╖(g) ───¥ 16CO╖(g) + 18H╖O(g).
  265.  
  266. Now (16x2) + 18 = 50 oxygen aëms are necessary å 25 O╖ molecules will
  267. fill ê requirement.èThe balanced equation is
  268.  
  269.         2C╜H╢╜(l) + 25O╖(g) ───¥ 16CO╖(g) + 18H╖O(g).
  270. Ç D
  271. è
  272.  
  273.  
  274.  
  275.