المعادلة المتوازنة
المعادلة المتوازنة تمثل وصفاً دقيقاً لتفاعل كيميائي معين، حيث يراعي هذا النوع من المعادلات توازن عدد الذرات لكل عنصر من العناصر المتفاعلة، بالإضافة إلى توازن الشحنة الكلية في المواد المتفاعلة والناتجة عن التفاعل. بعبارة أخرى، يجب أن تتساوى الكتلة والشحنة للعناصر على كلا الجانبين من المعادلة.
كيفية موازنة المعادلات الكيميائية
لتكون قادراً على كتابة معادلة كيميائية لتفاعل محدد بشكل دقيق ومتوازن، ينبغي أن يتساوى عدد ذرات العناصر في الجهة اليسرى من المعادلة مع عدد الذرات في الجهة اليمنى. على سبيل المثال، عند تفاعل ذرتين من الهيدروجين مع ذرة أكسجين واحدة، يحدث فقدان لذرة أكسجين O عندما تتفاعل مع ذرة الهيدروجين الثانية، وذلك نتيجة للتفاعل الكيميائي. يتم كسر الروابط الموجودة بين ذرات الأكسجين O-O وبين ذرات الهيدروجين H-H، لتتشكل روابط جديدة بين الهيدروجين والأكسجين H-O. المعادلة الموزونة تكون كما يلي: 2H2 + O2 → 2H2O. في المعادلات الكيميائية، الرقم الموضح قبل رمز الجزيء (المعامل) يشير إلى عدد الجزيئات المشاركة في التفاعل. وإذا لم يكن هناك أي رقم فهذا يعني أن عدد الجزيئات يساوي واحد.
موازنة معادلات الأكسدة والاختزال
تُعتبر موازنة معادلات الأكسدة والاختزال أكثر تعقيداً مقارنة بالمعادلات العادية، لكنها لا تزال تتبع بعض القواعد الأساسية لتحقيق التوازن. الطريقة المستخدمة لموازنة هذه الأنواع من المعادلات تُعرف بأنصاف المعادلات، حيث يتم تقسيم المعادلة إلى نصفين: واحدة للأكسدة والأخرى للاختزال. يتم موازنة هذه المعادلات من خلال التأكد من المعاملات وإضافة H2O، H+، والإلكترونات السالبة e- وفق الخطوات التالية:
- موازنة عناصر المعادلة باستثناء العنصرين H وO.
- موازنة ذرات الأكسجين عبر إضافة العدد الملائم من جزيئات الماء إلى الجهة الأخرى من المعادلة.
- موازنة ذرات الهيدروجين بإضافة أيونات H+ إلى الجهة الأخرى من المعادلة، بالتوازي مع الذرات التي تمت إضافتها لموازنة ذرات الأكسجين في الخطوات السابقة.
- موازنة الشحنات بين طرفي المعادلة بإضافة الشحنة السالبة e- إلى الجهة الموجبة.
- ضرورة تساوي الشحنات السالبة e- على كلا طرفي المعادلة.
- جمع المعادلات النصفية والتخلص من الإلكترونات والعناصر المشتركة لتكوين معادلة متوازنة.
ملاحظة: في حالة موازنة المعادلة في وسط قاعدي، يجب إضافة العدد المناسب من أيونات OH- لإعادة أيونات H+ إلى جزيئات الماء.