Chemischer Gleichungs-Ausgleicher

Dieser Onlinerechner gleicht Gleichungen von chemischen Reaktionen aus

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Timur

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Stefan Roesner

Erstellt: 2020-10-13 16:29:34, Letzte Aktualisierung: 2020-11-03 14:19:41
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Dieser Onlinerechner gleicht Gleichungen von chemischen Reaktionen aus. Es gibt verschiedene Methoden um eine chemische Gleichung auszugleichen:

  1. Prüfmethode
  2. Algebraische Methode
  3. Methode vorgeschlagen von Arcesio Garcia
  4. Methode zur Änderung der Oxidationszahl
  5. Ionen-Elektronenmethode oder Halbreaktionsmethode

Die letzten beiden Methoden werden für Redoxreaktionen genutzt.

Dieser chemische Gleichung-Ausgleicher nutzt die algebraische Methode. Diese ist normalerweise komplex für manuelle Berechnungen, jedoch passt sie perfekt zu einem Computerprogramm.

Die algebraische Methode basiert auf das Massenerhaltungsgesetz: Masse kann weder kreiert noch zerstört werden. Daher muss die Anzahl jeder Atomart auf jeder Seite einer chemischen Gleichung gleich sein. Die Ausgleichung einer chemischen Gleichung ist der Prozess zur Gewährleistung des Massenerhaltungsgesetzes. Dies bedeutet, dass man einen Satz von algebraischen Gleichungen erstellen muss, die die Anzahl der Atome von jedes an der Reaktion beteiligten Elements darstellen und lösen kann. Daher kann diese Methode für jede Art von chemischer Reaktion (inklusiver der Redoxreaktion) genutzt werden.
Lassen Sie mich dies an einem Beispiel zeigen:

Nehmen wir die folgende Reaktion:

FeCl_2+Na_3PO_4=Fe_3(PO_4)_2+NaCl

Wir fangen mit der Einführung unbekannter Koeffizienten an:
x_1FeCl_2+x_2Na_3PO_4=x_3Fe_3(PO_4)_2+x_4NaCl

Then we write the balance equations for each element in terms of the unknowns.:
For Fe: x_1*1=x_3*3
For Cl: x_1*2=x_4*1
For Na: x_2*3=x_4*1
For P: x_2*1=x_3*2
For O: x_2*4=x_3*8

Sie werden ein System von linearen Gleichungen erstellen:
\begin{cases}x_1-3x_3=0; \\2x_1-x_4=0;\\3x_2-x_4=0;\\x_2-2x_3=0;\\4x_2-8x_3=0;\end{cases}

Hier haben wir fünf Gleichungen für vier Unbekannten, jedoch ist die letzte abhängig von der vierten Gleichung, und kann daher ignoriert werden

Nun können wir das System in ein Matrizenformat umschreiben:

\begin{array}{|cccc|c|}  1 &  0 &  -3 &  0 & 0 \\  2 &  0 &  0 &  -1 & 0 \\  0 &  3 &  0 &  -1 & 0 \\ 0 &  1 &  -2 &  0 & 0 \\ \end{array}

Dieses System könnte man auch mit dem Gaußschem Eliminierungsverfahren lösen. Natürlich kann man nicht erwarten, dass die Anzahl der Unbekannten gleich der Anzahl der Gleichungen ist. Jedoch kann das Gaußschem Eliminierungsverfahren eine Lösung für die Anzahl der Gleichungen und Unbekannten finden. Ich habe einen speziellen Rechner erstellt, der das Gaußsche Eliminierungsverfahren /6200/ in der für chemischen Reaktionen geeigneten Form durchführt. Kurzgefasst, er behält nur alle Brüche bei und ergibt am Ende eine Ganzzahllösung.

Daher analysiert der untenstehende Rechner einfach die chemische Reaktion, kreiert ein lineares Gleichungssystem und führt es in den oben genannten Gaußschen Eliminierungsrechner. Die zurückgegebene Lösung wird dann für die Anzeige der ausgeglichenen Gleichung genutzt.

Hinweis: Verwenden Sie immer einen Großbuchstaben für den ersten Charakter im Elementnamen und einen Kleinbuchstaben für das zweite, wie im Periodensystem. Zum Vergleich: Co - Kobalt and CO - Stickstoff. Daher, Na3PO4 — korrektes Format, na3po4/NA3PO4 — inkorrekte Format.

PLANETCALC, Chemischer Gleichungs-Ausgleicher

Chemischer Gleichungs-Ausgleicher

ausgeglichene Gleichung
 

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