バランスの化学方程式の使い方：

• 化学反応の式を入力し、「実行」をクリックします。答えは下に表示されます。要素名の最初の文字には常に大文字を、2番目の文字には小文字を使用します。例: Fe, Au, Co, Br, C, O, N, F
• 化学式に電子を入れるには、次のようにします。
イオンを入力する場合は、化合物の後に{＋3}、{3＋}、{3}というように、中括弧で電荷を指定します。 例: Fe{3＋} ＋ I{-} = Fe{2＋}＋I2
• 化合物中の不変基を置換し、曖昧さを回避します。例えば、
  C6H5C2H5 O2 = C6H5OH CO2 H2O
  という式は釣り合いませんが、
  PhC2H5 O2 = PhOH CO2 H2O
  という式は釣り合いが取れます。化合物の状態（(s)(aq)や(g)など）は必要ありません。
• 製品がわからない場合は、試薬のみを入力し、「実行」をクリックします。 多くの場合、完全な方程式が提案されます。
• 反応化学量論は釣合い式で計算でき、化合物の1つのモル数または重量のいずれかを入力し、残りを計算します。
• 限界試薬は、すべての試薬のモル数または重量を入力することにより、平衡式に対して計算することができます。限界試薬の行は、ピンクで強調表示されています。

  バランスをとるための、完全な化学反応式の例：

  • Fe + Cl₂ = FeCl₃
  • KMnO₄ + HCl = KCl + MnCl₂ + H₂O + Cl₂
  • K₄Fe(CN)₆ + H₂SO₄ + H₂O = K₂SO₄ + FeSO₄ + (NH₄)₂SO₄ + CO
  • C₆H₅COOH + O₂ = CO₂ + H₂O
  • K₄Fe(CN)₆ + KMnO₄ + H₂SO₄ = KHSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + HNO₃ + CO₂ + H₂O
  • Cr₂O₇{-2} + H{+} + {-} = Cr{+3} + H₂O
  • S{-2} + I₂ = I{-} + S
  • PhCH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ = PhCOOH + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O
  • CuSO₄*5H₂O = CuSO₄ + H₂O
  • 水酸化カルシウム + 二酸化炭素 = 炭酸カルシウム + 水
  • 硫黄 + オゾン = 二酸化硫黄

  化学反応式試薬の例（完全な方程式が提案されます）：

  • H₂SO₄ + K₄Fe(CN)₆ + KMnO₄
  • Ca(OH)₂ + H₃PO₄
  • Na₂S₂O₃ + I₂
  • C₈H₁₈ + O₂
  • 水素 + 酸素
  • プロパン + 酸素

  化学方程式を理解する

  化学方程式は化学反応を表します。反応物（反応を開始する物質）と生成物（反応によって生成される物質）を示します。たとえば、水素 (H₂) と酸素 (O₂) が反応して水 (H₂O) が生成される場合、化学方程式は次のようになります。

  H₂ + O₂ = H₂O

  ただし、各元素の原子の数が方程式の両側で同じではないため、この方程式はバランスが取れていません。バランスの取れた方程式は、化学反応では物質は生成も破壊もされないという質量保存の法則に従います。

  検査や試行錯誤によるバランス調整

  これが最も簡単な方法です。これには、方程式を調べて係数を調整して、方程式の両側の各タイプの原子の数が同じになるようにすることが含まれます。

  以下に最適: 少数の原子を含む単純な方程式。

  プロセス: 最も複雑な分子または最も多くの元素を含む分子から始めて、方程式のバランスが取れるまで反応物と生成物の係数を調整します。

  例：H₂ + O₂ = H₂O
  1. 両側の H 原子と O 原子の数を数えます。左側に 2 個の H 原子、右側に 2 個の H 原子があります。左側に 2 つの O 原子、右側に 1 つの O 原子があります。
  2. H ₂ O の前に係数 2 を置いて酸素原子のバランスをとります。
     H₂ + O₂ = 2H₂O
  3. ここで、右側には 4 つの H 原子があるため、左側もそれに合わせて調整します。
     2H₂ + O₂ = 2H₂O
  4. 残高を確認してください。さて、両側には 4 つの H 原子と 2 つの O 原子があります。方程式はバランスがとれています。

  代数的手法によるバランス調整

  この方法では、代数方程式を使用して正しい係数を見つけます。各分子の係数は変数 (x、y、z など) で表され、各種類の原子の数に基づいて一連の方程式が設定されます。

  以下に最適: より複雑で、検査によってバランスをとるのが難しい方程式。

  プロセス: 各係数に変数を割り当て、各要素の方程式を記述し、連立方程式を解いて変数の値を見つけます。

  例： C₂H₆ + O₂ = CO₂ + H₂O
  1. 変数を係数に代入する：
     a C₂H₆ + b O₂ = c CO₂ + d H₂O
  2. 原子保存に基づいて方程式を書き留めます。
     • 2 a = c
     • 6 a = 2 d
     • 2 b = 2c + d
  3. 係数の 1 つを 1 に割り当て、システムを解きます。
     • a = 1
     • c = 2 a = 2
     • d = 6 a / 2 = 4
     • b = (2 c + d) / 2 = (2 * 2 + 3) / 2 = 3.5
  4. すべてが整数になるように係数を調整します。 b = 3.5 であるため、整数係数を使用したバランスの取れた方程式を得るには、すべての係数に 2 を掛ける必要があります。
     2 C₂H₆ + 7 O 2 = 4 CO₂ + 6 H₂O

  酸化数法による平衡化

  酸化還元反応に役立つこの方法には、酸化数の変化に基づいて方程式のバランスをとることが含まれます。

  こんな方に最適: 電子移動が起こる酸化還元反応。

  プロセス: 酸化数を特定し、酸化状態の変化を決定し、酸化状態を変化させる原子のバランスをとり、次に残りの原子と電荷のバランスをとります。

  例： Ca + P = Ca₃P₂
  1. 酸化数を割り当てる：
     • カルシウム (Ca) は、元素の状態では酸化数が 0 です。
     • リン (P) も、元素の形では酸化数が 0 です。
     • Ca ₃ P ₂では、カルシウムの酸化数は +2 であり、リンの酸化数は -3 です。
  2. 酸化数の変化を特定します。
     • カルシウムは 0 から +2 になり、電子を 2 つ失います (酸化)。
     • リンは 0 から -3 になり、電子を 3 つ獲得します (還元)。
  3. 電子を使用して変化のバランスをとります。 Multiply the number of calcium atoms by 3 and the number of phosphorus atoms by 2.
  4. バランスの取れた方程式を書きます。
     3 Ca + 2 P = Ca₃P₂

  イオン電子半反応法によるバランス調整

  この方法では、反応を 2 つの半反応 (酸化と還元) に分離します。各半反応は個別にバランスがとられ、その後結合されます。

  最適な用途: 複雑な酸化還元反応、特に酸性または塩基性溶液中での反応。

  プロセス: 反応を 2 つの半反応に分割し、各半反応の原子と電荷のバランスをとり、電子のバランスが取れるように半反応を結合します。

  例： Cu + HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O
  1. 半分の反応を書き留めてバランスをとります。
     Cu = Cu{2+} + 2{e}
     H{+} + HNO₃ + {e} = NO₂ + H₂O
  2. 半反応を組み合わせて電子のバランスをとります。これを達成するには、後半の反応を 2 で乗算し、最初の反応に追加します。
     Cu + 2H{+} + 2HNO₃ + 2{e} = Cu{2+} + 2NO₂ + 2H₂O + 2{e}
  3. 両側の電子を打ち消し、NO ₃ {-} イオンを追加します。 H{+} と NO ₃ {-} は HNO ₃を作り、Cu{2+} と NO ₃ {-} は Cu(NO ₃ ) ₃を作ります。
     Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

  学んだことを実践しましょう:

  • 化学反応式のバランスをとる練習をする

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