化学では、多くの反応によって、実験で使用された元の反応とはまったく異なる物質が生成されます。たとえば、水素と酸素の2つのガスが結合して、液体である水を形成します。ただし、新しい化学物質が作成されたとしても、反応の前後で元素の数は同じままです。原子取引パートナーは作成または破壊されません。化学方程式のバランスを取ることは、化学者が反応に必要な各反応物の量と生成する生成物の量を決定するための重要なタスクです。いくつかの短いステップでプロセスを進めることができます。
方程式の左側に反応物を、方程式の右側に生成物を使用して、元の不均衡な方程式を書き留めます。例として、緑がかった黄色の粉末である窒化マグネシウムと水との反応を考えます。それらは反応して、制酸剤または栄養補助食品として使用される白色の固体である酸化マグネシウムと、刺激臭のあるガスであるアンモニアを形成します。これは不均衡な方程式として書かれた反応です:
Mg3N2 + H2O ---> MgO + NH3。
1つの要素を選択し、方程式の両側に等しい数の要素があるかどうかを確認します。たとえば、上の方程式でO(酸素)を選択すると、方程式の両側に1つのOがあるため、この要素のバランスが取れていることがわかります。他の要素はバランスが取れていない場合があります。たとえば、反応物には3つのMg(マグネシウム)原子があり、生成物には1つしかありません。
より少ない量の元素を含む化学物質に、方程式の反対側の化学物質に含まれる元素の数を掛けます。ここで使用する例では、反応物には3つのMg原子があり、生成物には1つのMg原子しかないため、1つのMg原子(この場合はMgO)を含む化学物質に3を掛けます。これは与える
Mg3N2 + H2O ---> 3MgO + NH3。
新しい方程式の要素数をカウントし、反応物と生成物の要素数の不均衡に注意してください。方程式のバランスがとれた方程式では、生成物に3つのO原子があり、反応物に1つのO原子があります。これは、反応物(H20)にOを含む化学物質の前に3を追加することで軽減できます。この新しい方程式は
Mg3N2 + 3H2O ---> 3MgO + NH3。
前のステップのメソッドを使用して要素の数をバランスさせながら、方程式の両側の要素の数を数えるプロセスを続けます。ここで使用した例をまとめると、不均衡な要素が2つ残っています。NとHです。反応物には、2つのN原子と6つのH原子があります。製品には、3つのH原子と1つのN原子があります。製品中の化学物質には2倍の元素があるため、この式は製品中の化学物質NH3の前に2を置くことでバランスを取ることができます。これは与える
Mg3N2 + 3H2O ---> 3MgO + 2NH3。
方程式のバランスが取れました。