KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 = KSO4 + MnSO4 + Fe2 + HO2 - Ausgewogene chemische Gleichung, limitierendes Reagenz und Stöchiometrie

Chemische Reaktionsgleichungen online ausgleichen

ausgeglichene Gleichung:

2 KMnO₄ + 2 H₂SO₄ + 2 FeSO₄ = 2 KSO₄ + 2 MnSO₄ + Fe₂ + 4 HO₂

stöchiometrische Reaktion			begrenzendes Reagenz
Stoff	Koeffizient	Molare Masse	Mol	Gewicht
KMnO₄	2	158.03
H₂SO₄	2	98.08
FeSO₄	2	151.91

KSO₄	2	135.16
MnSO₄	2	151.00
Fe₂	1	111.69
HO₂	4	33.01

Einheit: Molare Masse - g/mol, Gewicht - g.

Vollständige Ionengleichung
2 K^{+} + 2 MnO₄^{-} + 4 H^{+} + 2 SO₄^{-2} + 2 Fe^{+2} + 2 SO₄^{-2} = 2 KSO₄ + 2 Mn^{+2} + 2 SO₄^{-2} + Fe₂ + 4 HO₂
Nettoionengleichung
2 K^{+} + 2 MnO₄^{-} + 4 H^{+} + 2 Fe^{+2} = 2 KSO₄ + 2 Mn^{+2} + Fe₂ + 4 HO₂

Schritt für Schritt mit der algebraischen Methode bilanzieren
Lassen Sie uns diese Gleichung mit der algebraischen Methode ausgleichen. Zuerst setzen wir alle Koeffizienten auf die Variablen a, b, c, d, ... a KMnO₄ + b H₂SO₄ + c FeSO₄ = d KSO₄ + e MnSO₄ + f Fe₂ + g HO₂ Jetzt schreiben wir algebraische Gleichungen auf, um jedes Atom auszugleichen: K: a * 1 = d * 1 Mn: a * 1 = e * 1 O: a * 4 + b * 4 + c * 4 = d * 4 + e * 4 + g * 2 H: b * 2 = g * 1 S: b * 1 + c * 1 = d * 1 + e * 1 Fe: c * 1 = f * 2 Nun weisen wir a=1 zu und lösen das System der linearen algebraischen Gleichungen: a = d a = e a * 4 + b * 4 + c * 4 = d * 4 + e * 4 + g * 2 b * 2 = g b + c = d + e c = f * 2 a = 1 Wenn wir dieses lineare Algebrasystem lösen, kommen wir zu: a = 1 b = 1 c = 1 d = 1 e = 1 f = 0.5 g = 2 Um ganzzahlige Koeffizienten zu erhalten, multiplizieren wir alle Variablen mit 2 a = 2 b = 2 c = 2 d = 2 e = 2 f = 1 g = 4 Jetzt ersetzen wir die Variablen in den ursprünglichen Gleichungen durch die Werte, die wir durch die Lösung des linearen Algebrasystems erhalten haben, und erhalten die vollständig ausgeglichene Gleichung: 2 KMnO₄ + 2 H₂SO₄ + 2 FeSO₄ = 2 KSO₄ + 2 MnSO₄ + Fe₂ + 4 HO₂

Verwandte Gleichungen
FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Direkter Link zu dieser abgestimmten Gleichung:

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Zusammengesetztes Wort ist möglicherweise falsch geschrieben: KSO4 -> K2SO4
Zusammengesetztes Wort ist möglicherweise falsch geschrieben: Fe2 -> Fe
Zusammengesetztes Wort ist möglicherweise falsch geschrieben: HO2 -> H2O

Hinweise für den Ausgleich chemischer Gleichungen:

Geben Sie eine chemische Reaktionsgleichung ein und drücken Sie die \'Balance!\' Taste. Die Antwort wird unten erscheinen.
Verwenden Sie immer einen Großbuchstaben für das erste Zeichen eines Elements und einen Kleinbuchstaben das zweite Zeichen. Beispiele: Fe

Beispiele für vollständig ausgeglichene chemische Gleichungen :

Beispiele chemischer Gleichungen mit Reagenzien (eine vollständige Gleichung wird vorgeschlagen):

Chemische Gleichungen verstehen

Eine chemische Gleichung stellt eine chemische Reaktion dar. Es zeigt die Reaktanten (Stoffe, die eine Reaktion auslösen) und Produkte (Stoffe, die durch die Reaktion entstehen). Beispielsweise lautet die chemische Gleichung bei der Reaktion von Wasserstoff (H₂) mit Sauerstoff (O₂) zu Wasser (H₂O):

H₂ + O₂ = H₂O

Diese Gleichung ist jedoch nicht ausgeglichen, da die Anzahl der Atome für jedes Element auf beiden Seiten der Gleichung nicht gleich ist. Eine ausgeglichene Gleichung gehorcht dem Massenerhaltungssatz, der besagt, dass Materie bei einer chemischen Reaktion weder erzeugt noch zerstört wird.

Auswuchten mit Inspektions- oder Trial-and-Error-Methode

Dies ist die einfachste Methode. Dazu müssen Sie sich die Gleichung ansehen und die Koeffizienten anpassen, um auf beiden Seiten der Gleichung die gleiche Anzahl jeder Atomart zu erhalten.

Am besten geeignet für: Einfache Gleichungen mit einer kleinen Anzahl von Atomen.

Prozess: Beginnen Sie mit dem komplexesten Molekül oder dem mit den meisten Elementen und passen Sie die Koeffizienten der Reaktanten und Produkte an, bis die Gleichung ausgeglichen ist.

H₂ + O₂ = H₂O

Zählen Sie die Anzahl der H- und O-Atome auf beiden Seiten. Links befinden sich zwei H-Atome und rechts zwei H-Atome. Links befinden sich 2 O-Atome und rechts 1 O-Atom.
Bringen Sie die Sauerstoffatome ins Gleichgewicht, indem Sie einen Koeffizienten von 2 vor H ₂ O setzen:
H₂ + O₂ = 2H₂O
Da sich nun auf der rechten Seite 4 H-Atome befinden, passen wir die linke Seite entsprechend an:
2H₂ + O₂ = 2H₂O
Überprüfen Sie den Kontostand. Jetzt haben beide Seiten 4 H-Atome und 2 O-Atome. Die Gleichung ist ausgeglichen.

Balancieren mit algebraischer Methode

Diese Methode verwendet algebraische Gleichungen, um die richtigen Koeffizienten zu finden. Der Koeffizient jedes Moleküls wird durch eine Variable (wie x, y, z) dargestellt, und eine Reihe von Gleichungen wird basierend auf der Anzahl jeder Atomart aufgestellt.

Am besten geeignet für: Gleichungen, die komplexer sind und sich durch Inspektion nicht leicht ausgleichen lassen.

Prozess: Weisen Sie jedem Koeffizienten Variablen zu, schreiben Sie Gleichungen für jedes Element und lösen Sie dann das Gleichungssystem, um die Werte der Variablen zu ermitteln.

C₂H₆ + O₂ = CO₂ + H₂O

Weisen Sie den Koeffizienten Variablen zu:
a C₂H₆ + b O₂ = c CO₂ + d H₂O
Schreiben Sie Gleichungen auf, die auf der Atomerhaltung basieren:
- 2 a = c
- 6 a = 2 d
- 2 b = 2c + d
Ordnen Sie einen der Koeffizienten 1 zu und lösen Sie das System.
- a = 1
- c = 2 a = 2
- d = 6 a / 2 = 4
- b = (2 c + d) / 2 = (2 * 2 + 3) / 2 = 3.5
Passen Sie den Koeffizienten an, um sicherzustellen, dass es sich bei allen um Ganzzahlen handelt. b = 3,5, daher müssen wir alle Koeffizienten mit 2 multiplizieren, um die ausgeglichene Gleichung mit ganzzahligen Koeffizienten zu erhalten:
2 C₂H₆ + 7 O 2 = 4 CO₂ + 6 H₂O

Auswuchten mit der Oxidationszahlmethode

Diese für Redoxreaktionen nützliche Methode beinhaltet den Ausgleich der Gleichung basierend auf der Änderung der Oxidationszahlen.

Am besten geeignet für: Redoxreaktionen, bei denen ein Elektronentransfer stattfindet.

Prozess: Identifizieren Sie die Oxidationszahlen, bestimmen Sie die Änderungen im Oxidationszustand, gleichen Sie die Atome aus, die ihren Oxidationszustand ändern, und gleichen Sie dann die verbleibenden Atome und Ladungen aus.

Ca + P = Ca₃P₂

Oxidationszahlen zuweisen:
- Calcium (Ca) hat in seiner elementaren Form die Oxidationszahl 0.
- Phosphor (P) hat in seiner elementaren Form ebenfalls die Oxidationszahl 0.
- In Ca ₃ P ₂ hat Calcium eine Oxidationszahl von +2 und Phosphor hat eine Oxidationszahl von -3.
Identifizieren Sie die Änderungen der Oxidationszahlen:
- Calcium geht von 0 auf +2 und verliert dabei 2 Elektronen (Oxidation).
- Phosphor geht von 0 auf -3 und gewinnt dabei 3 Elektronen (Reduktion).
Balancieren Sie die Veränderungen mit Elektronen aus: Multiply the number of calcium atoms by 3 and the number of phosphorus atoms by 2.
Schreiben Sie die ausgeglichene Gleichung:
3 Ca + 2 P = Ca₃P₂

Ausgleich mit der Ionen-Elektronen-Halbreaktionsmethode

Diese Methode unterteilt die Reaktion in zwei Halbreaktionen – eine für die Oxidation und eine für die Reduktion. Jede Halbreaktion wird separat bilanziert und dann kombiniert.

Am besten geeignet für: komplexe Redoxreaktionen, insbesondere in sauren oder basischen Lösungen.

Prozess: Teilen Sie die Reaktion in zwei Halbreaktionen auf, gleichen Sie die Atome und Ladungen in jeder Halbreaktion aus und kombinieren Sie dann die Halbreaktionen, um sicherzustellen, dass die Elektronen ausgeglichen sind.

Cu + HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O

Schreiben Sie die Hälfte der Reaktionen auf und wägen Sie sie ab:
Cu = Cu{2+} + 2{e}
H{+} + HNO₃ + {e} = NO₂ + H₂O
Kombinieren Sie Halbreaktionen, um Elektronen auszugleichen. Um dies zu erreichen, multiplizieren wir die Reaktion der zweiten Hälfte mit 2 und addieren sie zur ersten:
Cu + 2H{+} + 2HNO₃ + 2{e} = Cu{2+} + 2NO₂ + 2H₂O + 2{e}
Eliminieren Sie Elektronen auf beiden Seiten und fügen Sie NO ₃ {-}-Ionen hinzu. H{+} mit NO ₃ {-} ergibt HNO ₃ und Cu{2+} mit NO ₃ {-} ergibt Cu(NO ₃ ) ₃ :
Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Üben Sie, was Sie gelernt haben:

Üben Sie das Ausbalancieren chemischer Gleichungen