เคมี

โปรแกรมดุลสมการเคมี (Chemical Equation Balancer)

การดุลสมการเคมีคือการหาสัมประสิทธิ์จำนวนเต็มที่น้อยที่สุดที่ทำให้จำนวนอะตอมของทุกธาตุ (และประจุรวม) เท่ากันทั้งสองฝั่งตามกฎทรงมวล เช่น Fe + O₂ → Fe₂O₃ ดุลแล้วได้ 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ (เหล็ก 4 : 4, ออกซิเจน 6 : 6) โปรแกรมนี้ตั้งสมการพีชคณิตจากจำนวนอะตอมแล้วแก้ด้วยเมทริกซ์ จึงดุลสมการซับซ้อนและสมการรีดอกซ์ได้

อัปเดต ใช้ฟรี ไม่ต้องสมัครคำนวณในเครื่องของคุณ

ใช้ = หรือ -> หรือ → คั่นสองฝั่ง, + คั่นสาร, ประจุพิมพ์ Fe^3+ หรือ SO4^2- อิเล็กตรอนพิมพ์ e-
ตัวอย่าง:

ช่องตัวเลขพิมพ์สูตรได้ เช่น 25000*12 · ผลลัพธ์อัปเดตทันทีเมื่อแก้ตัวเลข

ผลลัพธ์

วิธีใช้ดุลสมการเคมี

  1. พิมพ์สมการที่ยังไม่ดุล ใช้ + คั่นสารแต่ละตัว และ = หรือ -> คั่นสารตั้งต้นกับผลิตภัณฑ์ ไม่ต้องใส่สัมประสิทธิ์
  2. ตรวจตัวพิมพ์ของสัญลักษณ์ธาตุให้ถูกต้อง (Co ≠ CO) ใส่วงเล็บได้ เช่น Al2(SO4)3 และใส่ประจุได้ เช่น Fe^3+
  3. อ่านสมการที่ดุลแล้ว ตารางนับอะตอมของทั้งสองฝั่ง และวิธีทำแบบตั้งสมการพีชคณิต

หลักการดุลสมการ

กฎทรงมวล (Law of conservation of mass): อะตอมไม่สูญหายหรือเกิดใหม่ในปฏิกิริยาเคมี จำนวนอะตอมของแต่ละธาตุทางซ้ายจึงต้องเท่ากับทางขวา และสำหรับสมการไอออนิก ประจุรวมสองฝั่งต้องเท่ากันด้วย

a Fe + b O₂ → c Fe₂O₃ ⇒ Fe: a = 2c, O: 2b = 3c

วิธีพีชคณิต: ให้สัมประสิทธิ์เป็นตัวแปร a, b, c, … ตั้งสมการหนึ่งสมการต่อหนึ่งธาตุ กำหนดตัวแปรตัวหนึ่งเป็น 1 แล้วแก้ระบบสมการ จากนั้นคูณทั้งหมดด้วยตัวส่วนร่วมให้เป็นจำนวนเต็มที่น้อยที่สุด โปรแกรมทำขั้นตอนนี้ด้วยการลดรูปเมทริกซ์แบบแถวขั้นบันได (RREF) โดยใช้เศษส่วนแม่นตรง

ตัวอย่าง: ดุลสมการ C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O

  1. ให้สัมประสิทธิ์เป็น a C₃H₈ + b O₂ → c CO₂ + d H₂O
  2. C: 3a = c · H: 8a = 2d · O: 2b = 2c + d
  3. ให้ a = 1 → c = 3, d = 4, แล้ว 2b = 6 + 4 = 10 → b = 5
  4. ทุกค่าเป็นจำนวนเต็มแล้ว: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
  5. ตรวจ: C 3 = 3, H 8 = 8, O 10 = 10 ✓

เคล็ดลับดุลสมการด้วยมือ

  • ดุลธาตุที่ปรากฏในสารเพียงตัวเดียวของแต่ละฝั่งก่อน เก็บ H และ O ไว้ท้าย ๆ
  • กลุ่มไอออน เช่น SO₄²⁻ หรือ NO₃⁻ ที่ปรากฏทั้งสองฝั่งโดยไม่แตกตัว ให้นับเป็นก้อนเดียว
  • ถ้าได้สัมประสิทธิ์เป็นเศษส่วน (เช่น O₂ = 5/2) ให้คูณทั้งสมการด้วย 2
  • ห้ามเปลี่ยนตัวห้อยในสูตร เช่น H₂O → H₂O₂ เพราะจะกลายเป็นสารคนละชนิด

สมการที่ดุลไม่ได้หรือดุลได้หลายแบบ

ถ้ามีธาตุปรากฏเพียงฝั่งเดียว สมการนั้นไม่ถูกต้องและดุลไม่ได้ (โปรแกรมจะแจ้งธาตุที่ขาด) ส่วนสมการที่รวมปฏิกิริยาอิสระสองปฏิกิริยาไว้ด้วยกัน เช่น H₂ + O₂ → H₂O + H₂O₂ จะมีคำตอบได้ไม่สิ้นสุด โปรแกรมจะแจ้งว่าไม่เป็นเอกลักษณ์ ให้แยกเขียนเป็นสองสมการ

คำถามที่พบบ่อย

ดุลสมการเคมีคืออะไร

คือการเติมสัมประสิทธิ์หน้าสูตรของสารแต่ละตัวให้จำนวนอะตอมของทุกธาตุเท่ากันทั้งสองฝั่ง โดยไม่เปลี่ยนสูตรของสาร เพื่อให้สมการเป็นไปตามกฎทรงมวล

ทำไมต้องเป็นจำนวนเต็มที่น้อยที่สุด

สมการ 2H₂ + O₂ → 2H₂O และ 4H₂ + 2O₂ → 4H₂O ถูกต้องทั้งคู่ แต่ตามธรรมเนียมใช้ชุดที่หารด้วย ห.ร.ม. แล้วเพื่อให้อัตราส่วนโมลอ่านง่ายที่สุด

โปรแกรมดุลสมการรีดอกซ์ได้ไหม

ได้ เพราะวิธีเมทริกซ์ใช้เพียงจำนวนอะตอมและประจุ เช่น Cu + Ag⁺ → Cu²⁺ + Ag หรือ MnO₄⁻ + Fe²⁺ + H⁺ → Mn²⁺ + Fe³⁺ + H₂O พิมพ์ประจุด้วย ^ เช่น MnO4^- และ Fe^2+

พิมพ์ตัวห้อยอย่างไร

พิมพ์ตัวเลขธรรมดาต่อท้ายสัญลักษณ์ เช่น H2O โปรแกรมจะแสดงเป็น H₂O ให้เอง และรองรับวงเล็บซ้อน เช่น Ca3(PO4)2

แหล่งอ้างอิง

เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง