KALKULATOR WSPÓŁCZYNNIKÓW CHEMICZNYCH

Chemia czy Matematyka?

Dobieranie współczynników reakcji chemicznych jest czasami skomplikowanym i żmudnym procesem. Problemy pojawiają sie zwłaszcza w przypadku reakcji utleniania-redukcji. Klasyczne szkolne podejście opiera sie na wykorzystaniu stopni utlenienia pierwiastków i wielu chemików nie wyobraża sobie innej możliwości policzenia współczynników niż napisanie równań połówkowych danego procesu. W niektórych sytuacjach nie wiadomo jednak jaki jest właściwie stopień utlenienia pierwiastka i trudno nawet sformułować równania połówkowe. Okazuje sie jednak, że zarówno stopnie utlenienie jak i równania połówkowe są zbędne! Istnieje inna uniwersalna algebraiczna metoda dobierania współczynników, opisana w bardzo ciekawym popularnonaukowym artykule, który powinien przeczytać każdy kto choć trochę interesuje sie chemią. Lektura tego właśnie tekstu zaowocowała ideą napisania programu, który pozwoliłby dobrać współczynniki dowolnej reakcji, możliwej lub nie z chemicznego punktu widzenia. Jedynym ograniczeniem co do możliwości dobrania współczynników jest bowiem nie chemia, lecz matematyka. Podkreślmy raz jeszcze - to matematyka, nie chemia decyduje o możliwości dobrania współczynników, a nawet o tym czy dany hipotetyczny proces jest możliwy. Jeśli współczynników nie da się dobrać, to znaczy, że proces jest niemożliwy. Oto prosty przykład: spróbujmy dobrać współczynniki dla przemiany:

Równania podane w tekście można kopiować i wklejać do kalkulatora

Nie pomniejszajmy jednak roli chemii. Chemia wnosi bowiem element jakościowy i decyduje co naprawdę powstanie w reakcji, w której może utworzyć się wiele teoretycznych produktów. Dlatego kalkulator nie służy do przewidywania produktów reakcji, a jedynie do dobierania współczynników (dowolnych) przemian. Np. używając kalkulatora łatwo znajdziemy współczynniki poniższego procesu:

jednak nie daje to żadnej pewności, że taka reakcja naprawdę zajdzie. Co więcej, przypuśćmy, że istnieje hipotetyczny związek Kot₃Pies₅Mysz₂ i że ulega on reakcji:

Okazuje się, że kalkulator wykorzystujący metodę algebraiczną potrafi dobrać współczynniki nawet do takiego - zupełnie już fikcyjnego - równania. Proszę sprawdzić! Chyba dobitnie pokazuje to, że znajomość stopni utlenienia nie jest konieczna do dobierania współczynników. Kalkulator w pewnym stopniu jest w stanie przewidzieć nawet kierunek reakcji, np:

Proszę spróbować ręcznie dobrać współczynniki tego równania. A po użyciu kalkulatora nie dość, że mamy dobrane współczynniki, to jeszcze substraty i produkty zostały odpowiednio pogrupowane po przeciwnych stronach równania.
Na zakończenie jako sprawdzian możliwości kalkulatora podaję tzw. "równanie Stouta" zaczerpnięte z wcześniej wzmiankowanego artykułu.