Калькулятор нижче призначений для зрівнювання хімічних реакцій.
Як відомо, існує кілька методів зрівнювання хімічних реакцій:
- Метод підбору коефіцієнтів
- математичний метод
- метод Гарсіа
- Метод електронного балансу
- Метод електронно-іонного балансу (метод напівреакцій)
Останні два застосовуються для окислювально-відновних реакцій
Даний калькулятор використовує математичний метод - як правило, в разі складних хімічних рівнянь він досить трудомісткий для ручних обчислень, але зате чудово працює, якщо все за вас розраховує комп'ютер.
Математичний метод заснований на законі збереження маси. Закон збереження маси говорить, що кількість речовини кожного елемента до реакції дорівнює кількості речовини кожного елемента після реакції. Таким чином, ліва і права частини хімічного рівняння повинні мати однакову кількість атомів того чи іншого елемента. Це дає можливість балансувати рівняння будь-яких реакцій (в тому числі і окислювально-відновних). Для цього необхідно записати рівняння реакції в загальному вигляді, на основі матеріального балансу (рівності мас певного хімічного елемента в початкових і отриманих речовинах) скласти систему математичних рівнянь і розв'язати цю проблему.
Розглянемо цей метод на прикладі:
Нехай дана хімічна реакція:
Позначимо невідомі коефіцієнти:
Складемо рівняння числа атомів кожного елемента, який бере участь в хімічній реакції:
Для Fe:
Для Cl:
Для Na:
Для P:
Для O:
Запишемо їх у вигляді загальної системи:
В даному випадку маємо п'ять рівнянь для чотирьох невідомих, причому п'ята можна отримати множенням четвертого на чотири, так що його можна сміливо відкинути.
Перепишемо цю систему лінійних алгебраїчних рівнянь у вигляді матриці:
Цю систему можна вирішити методом Гаусса. Власне, не завжди буде так везти, що число рівнянь буде збігатися з числом невідомих. Однак принадність методу Гаусса в тому, що він як раз і дозволяє вирішувати системи з будь-яким числом рівнянь і невідомих. Спеціально для цього був написаний калькулятор Рішення системи лінійних рівнянь методом Гаусса з перебуванням спільного рішення. який і використовується при зрівнянні хімічних реакцій.
Тобто калькулятор нижче розбирає формулу реакції, становить СЛАР і передає калькулятору за посиланням вище, вирішального СЛАР методом Гауса. Рішення потім використовується для відображення збалансованого рівняння.
Хімічні елементи слід писати так, як вони написані в таблиці Менделєєва, т. Е. Враховувати великі і маленькі букви (Na3PO4 - правильно, na3po4 - неправильно).