-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
27.html
181 lines (180 loc) · 17.8 KB
/
27.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Алгоритм уравнивания ОВР - Интерактивный Онлайн-Курс</title>
<meta name="description" content="В этом уроке мы доведем алгоритм до совершенства.
Давайте уравняем реакцию H2O2 + SO2 ⟶ H2SO4 по нашему алгоритму.">
<script src="js/common.js"></script>
<link rel="stylesheet" href="css/main.css">
<link href="https://fonts.googleapis.com/icon?family=Material+Icons" rel="stylesheet">
<link href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/5.10.2/css/all.min.css" rel="stylesheet">
<meta property="og:site_name" content="https://avfirsov.github.io">
<meta property="og:image:secure_url" content="https://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:image" content="http://avfirsov.github.io/img/shareImg.jpg">
<meta property="og:type" content="artice">
<meta property="og:url" content="https://avfirsov.github.io/27.html">
<meta property="og:title" content="Алгоритм уравнивания ОВР - Интерактивный Онлайн-Курс">
<meta property="og:description" content="В этом уроке мы доведем алгоритм до совершенства.
Давайте уравняем реакцию H2O2 + SO2 ⟶ H2SO4 по нашему алгоритму.">
<link rel="shortcut icon" href="favicon.ico" type="image/x-icon">
<!-- Yandex.Metrika counter --> <script type="text/javascript" > (function(m,e,t,r,i,k,a){m[i]=m[i]||function(){(m[i].a=m[i].a||[]).push(arguments)}; m[i].l=1*new Date();k=e.createElement(t),a=e.getElementsByTagName(t)[0],k.async=1,k.src=r,a.parentNode.insertBefore(k,a)}) (window, document, "script", "https://mc.yandex.ru/metrika/tag.js", "ym"); ym(55379743, "init", { clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); </script> <noscript><div><img src="https://mc.yandex.ru/watch/55379743" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div></noscript> <!-- /Yandex.Metrika counter --></head>
<body>
<div class="content">
<div class="menu"><i class="material-icons">menu</i></div>
<h1>Урок 27. Финальный алгоритм</h1>
<p>В этом уроке мы доведем алгоритм до совершенства.</p>
<p>Давайте уравняем реакцию H2O2 + SO2 = H2SO4 по нашему алгоритму.</p>
<div class="redoxBalance" data-options="{'balance':[['S',4,6],['O',-1,-2]], 'print':'multipliers'}"></div>
<p>Рассмотрим по очереди все частицы, которые есть в балансе, и вещества в которых они содержатся:</p>
<ol>
<li>
<p>O(-1) встречается в уравнении в 1 веществе - H2O2, значит, коэффициент перед H2O2 совпадает с множителем баланса для O(-1) и равен 2:</p>
2H2O2 + SO2 = H2SO4
</li>
<li>
<p>O(-2) встречается в уравнении в 2 веществах - SO2 и H2SO4, значит, если будет нужно, для этих веществ коэффициенты найдем позже подбором.</p>
</li>
<li>
<p>S(+4) встречается в уравнении в 1 веществе - SO2, значит, коэффициент перед SO2 совпадает с множителем баланса для S(+4) и равен 1:</p>
2H2O2 + 1SO2 = H2SO4
</li>
<li>
<p>S(+6) встречается в уравнении в 1 веществе - H2SO4, значит, коэффициент перед H2SO4 совпадает с множителем баланса для S(+6) и равен 1:</p>
<div class="reaction" id="r1">2H2O2 + 1SO2 = 1H2SO4</div>
</li>
</ol>
<p>Наш алгоритм привел нас к неверному результату - водород и кислород не сходятся:</p>
<div class="elementsTable" data-reaction="r1"></div>
<h2>Почему алгоритм не сработал?</h2>
<p>Алгоритм не сработал потому, что у кислорода в H2O<sub class="hl">2</sub> индекс отличен от 1. В прошлых уроках алгоритм работал, потому что у частиц, для которых мы приравнивали множители к коэффициентам, индексы в веществах были равны 1. Индексы в реакциях ниже выделены у частиц из баланса, которые встречаются в уравнении ровно 1 раз. У веществ, которые их содержат, коэффициенты совпадают с множителями баланса:</p>
<ul>
<li>Ca<sub class="hl">1</sub> + H2SO4 ⇒ Ca<sub class="hl">1</sub>SO4 + H2S<sub class="hl">1</sub> + H2O</li>
<li><div class="reaction"><div class="compound"><div class="elem">P<sub class="hl">1</sub></div><div class="elem">H<sub>3</sub></div></div> + <div class="compound"><div class="elem">H</div><div class="elem">N</div><div class="elem">O<sub>3</sub></div></div> ⟶ <div class="compound"><div class="elem">H<sub>3</sub></div><div class="elem">P</div></div></div><sub class="hl">1</sub>O4 + N<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O</li>
<li><div class="reaction"><div class="compound"><div class="elem">P<sub class="hl">1</sub></div><div class="elem">H<sub>3</sub></div></div> + <div class="compound"><div class="elem">H<sub>2</sub></div><div class="elem">S</div><div class="elem">O<sub>4</sub></div></div> ⟶ <div class="compound"><div class="elem">H<sub>3</sub></div><div class="elem">P</div></div></div><sub class="hl">1</sub>O4 + S<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O</li>
<li>Fe<sub class="hl">1</sub> + HNO3 ⇒ Fe<sub class="hl">1</sub>(NO3)3 + N<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O</li>
<li><div class="reaction"><div class="compound"><div class="elem">P<sub class="hl">1</sub></div></div> + <div class="compound"><div class="elem">H</div><div class="elem">N</div><div class="elem">O<sub>3</sub></div></div> ⟶ <div class="compound"><div class="elem">H<sub>3</sub></div><div class="elem">P</div></div></div><sub class="hl">1</sub>O4 + N<sub class="hl">1</sub>O + H2O</li>
<li><div class="reaction"><div class="compound"><div class="elem">P<sub class="hl">1</sub></div><div class="elem">H<sub>3</sub></div></div> + <div class="compound"><div class="elem">H</div><div class="elem">N</div><div class="elem">O<sub>3</sub></div></div> ⟶ <div class="compound"><div class="elem">H<sub>3</sub></div><div class="elem">P</div></div></div><sub class="hl">1</sub>O3 + N<sub class="hl">1</sub>O + H2O</li>
<li>Ca<sub class="hl">1</sub> + HNO3 ⇒ Ca<sub class="hl">1</sub>(NO3)2 + N<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O</li>
<li>Ca<sub class="hl">1</sub> + HNO3 ⇒ Ca<sub class="hl">1</sub>(NO3)2 + N<sub class="hl">1</sub>O + H2O</li>
<li>Al<sub class="hl">1</sub> + HNO3 ⇒ Al<sub class="hl">1</sub>(NO3)3 + N<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O</li>
<li>KMn<sub class="hl">1</sub>O4 + S<sub class="hl">1</sub>O2 + H2O ⇒ K2SO4 + Mn<sub class="hl">1</sub>SO4 + H2SO4</li>
<li>Ca<sub class="hl">1</sub> + HNO3 ⇒ Ca<sub class="hl">1</sub>(NO3)2 + N<sub class="hl">1</sub>H4NO3 + H2O</li>
</ul>
<h2>Более подробное объяснение</h2>
<p>Множители баланса показывают, сколько надо взять атомов, чтобы электронов принималось и отдавалось по ровну. Если у атома в веществе индекс равен 1, то в каждой молекуле находится по 1 атому, а значит, число молекул должно совпадать с множителем баланса, значит коэффициент совпадает с множителем баланса. Если у атома в веществе индекс не равен 1, то в каждой молекуле содержится 2, 3, 4,.. или какой там индекс, атомов, а значит молекул надо будет взять меньше, чтобы общее число атомов совпало с множителем баланса, значит коэффициент не совпадает с множителем баланса.</p>
<h2>Как расставлять коэффициенты и не ошибаться?</h2>
<p>Правильные коэффициенты должны делать так, чтобы для частиц из электронного баланса, которые встречается в уравнении 1 раз, количество атомов совпадало с множителем баланса. Поэтому наши правила по нахождению коэффициентов по балансу нуждаются в модификации:</p>
<div class="remember">
<ul>
<li>
<p>Если частица из электронного баланса встречается в уравнении более, чем в 1 веществе, коэффициент перед веществами с ней не связан с множителем баланса и находится подбором.</p>
</li>
<li>
<p>Если частица из электронного баланса встречается в уравнении в 1 веществе, коэффициент перед веществом с ней равен отношению множителя баланса к индексу этой частицы. Т.е. надо поставить такой коэффициент, чтобы число атомов этой частицы совпадало с множителем баланса.</p>
</li>
</ul>
</div>
<p>Попробуем решить последнюю реакцию с обновленными правилами:</p>
<ol>
<li>
<p>O(-1) встречается в уравнении в 1 веществе - H2O2, значит, коэффициент перед H2O2 равен отношению множителя баланса к индексу для O(-1), что равно 2 / 2, т.е. 1:</p>
1H2O<sub class="hl">2</sub> + SO2 = H2SO4
</li>
<li>
<p>O(-2) встречается в уравнении в 2 веществах - SO2 и H2SO4, значит, если будет нужно, для этих веществ коэффициенты найдем позже подбором.</p>
</li>
<li>
<p>S(+4) встречается в уравнении в 1 веществе - SO2, значит, коэффициент перед SO2 равен отношению множителя баланса к индексу для S(+4), что равно 1 / 1, т.е. 1:</p>
1H2O2 + 1S<sub class="hl">1</sub>O2 = H2SO4
</li>
<li>
<p>S(+6) встречается в уравнении в 1 веществе - H2SO4, значит, коэффициент перед H2SO4 равен отношению множителя баланса к индексу для S(+6), что равно 1 / 1, т.е. 1:</p>
1H2O2 + 1SO2 = 1H2S<sub class="hl">1</sub>O4
</li>
</ol>
<p>На этот раз мы получили правильные коэффициенты:</p>
<div class="reaction" id="r2">1H2O2 + 1SO2 = 1H2SO4</div>
<div class="elementsTable" data-reaction="r2"></div>
<p>Приведенный алгоритм является окончательным. С ним вы можете уравнивать любые реакции ОВР и будете всегда получать правильный результат.</p>
<h2>Обновленный алгоритм в деле, еще один пример</h2>
<p>Уравняем с помощью обновленного алгоритма еще одну реакцию:</p>
Ca + HNO3 ⇒ Ca(NO3)2 + N2 + H2O
<div class="redoxBalance" data-options="{'balance':[['Ca',0,2],['N',5,0]], 'print':'multipliers'}"></div>
<p>Рассмотрим каждую частицу из электронного баланса:</p>
<ol>
<li>
<p>N(+5) встречается в уравнении в 2 веществах - HNO3 и Ca(NO3)2, значит, если будет нужно, для этих веществ коэффициенты найдем позже подбором.</p>
Ca + HNO3 ⇒ Ca(NO3)2 + N2 + H2O
</li>
<li>
<p>N(0) встречается в уравнении в 1 веществе - N2, значит, коэффициент перед N2 равен отношению множителя баланса к индексу для N(0), что равно 2 / 2, т.е. 1:</p>
Ca + HNO3 ⇒ Ca(NO3)2 + 1N2 + H2O
</li>
<li>
<p>Ca(0) встречается в уравнении в 1 веществе - Ca, значит, коэффициент перед Ca равен отношению множителя баланса к индексу для Ca, что равно 5 / 1, т.е. 5:</p>
5Ca + HNO3 ⇒ Ca(NO3)2 + 1N2 + H2O
</li>
<li>
<p>Ca(+2) встречается в уравнении в 1 веществе - Ca(NO3)2, значит, коэффициент перед Ca(NO3)2 равен отношению множителя баланса к индексу для Ca(+2), что равно 5 / 1, т.е. 5:</p>
5Ca + HNO3 ⇒ 5Ca(NO3)2 + 1N2 + H2O
</li>
</ol>
<p>Теперь найдем подбором недостающие коэффициенты перед HNO3 и H2O. Коэффициент перед HNO3 подбираем по азоту справа, коэффициент перед <span>H2O</span> - по водороду слева:</p>
<div class="reaction" id="r3">5Ca + 12HNO3 ⇒ 5Ca(NO3)2 + 1N2 + 6H2O</div>
<div class="elementsTable" data-reaction="r3"></div>
<p>Готово, все сошлось!</p>
<h2>Как неправильно записывать электронный баланс</h2>
<p>В некоторых пособиях учат записывать в балансе частицы сразу с индексами, т.е. в нашем случае баланс в первой реакции выглядел бы так:</p>
H2O2 + SO2 ⇒ H2SO4
<div class="redoxBalance" data-options="{'balance':[['N',5,2],['S',0,6]], 'print':'multipliers'}">
<table>
<tr>
<th class="caption">Окислитель:</th>
<td class="initial">O(-1)<sub class="hl">2</sub></td>
<td class="deltaElectrons filled">+<div class="reaction"><div class="compound"><div class="coefficient hl">2</div>e<sup>-</sup></div></div></td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">O(-2)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient hl">1</div></td>
</tr>
<tr>
<th class="caption">Восстановитель:</th>
<td class="initial">S(+4)</td>
<td class="deltaElectrons filled">-2e(-)</td>
<td class="arrow">⟶</td>
<td class="final filled">S(+6)</td>
<td class="multiplier"><div class="coefficient">1</div></td>
</tr>
</table>
</div>
<p>Лично я считаю такой способ запутанным и гораздо менее удобным, чем изложенный мной. Более того, не все экзаменаторы принимают такой электронный баланс - вам могут снизить баллы за такую запись на ЕГЭ или ОГЭ. Поэтому ни здесь, ни далее пользоваться таким способом я не буду и вам не советую.</p>
<h2>Что дальше?</h2>
<p>Вы можете выучить алгоритм в таком виде и начинать уравнивать реакции на практике, но я бы рекомендовал вам пройти оставшиеся уроки: в них мы разберем неочевидные подводные камни, которые могут вам встретится. Мы поговорим, про дробные коэффициенты и реакции, где составить электронный баланс само по себе является непростой задачей.</p>
<h2>Задачи</h2>
<p>Расставьте коэффициенты в следующих уравнениях:</p>
<div class="exercizes">
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">NH3 + CuO ⇒ Cu + N2 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">KI + H2SO4 ⇒ I2 + H2S + K2SO4 + H2O</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">H2S + Cl2 + H2O ⇒ H2SO4 + HCl</div>
</div>
</div>
<div class="exercize">
<div class="container">
<div class="status"></div><div class="reaction" data-options="{'solution':'coeffsAll'}">Cr2O3 + NaNO3 + Na2CO3 ⇒ Na2CrO4 + NaNO2 + CO2</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<script src="js/templates.js"></script>
</body>
</html>