रासायनिक समीकरण कैसे संतुलित किये जाते हैं? | How are chemical equations balanced?

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रासायनिक समीकरण को संतुलित करने के लिए रासायनिक अभिक्रिया के LHS एवं RHS के तत्वों के परमाणुओं की संख्या को बराबर किया जाता है।

To balance the chemical equation, the number of atoms of the LHS and RHS elements of the chemical reaction is equalized.

इसे इस प्रकार समझा जा सकता है―
आयरन और जल की अभिक्रिया का उदाहरण लें, तो इस रासायनिक अभिक्रिया का ढाँचा समीकरण इस प्रकार होगा-
Fe + H2O → Fe3O4 + H2

This can be understood as―
Take the example of the reaction of iron and water, then the structure equation of this chemical reaction will be as follows-
Fe + H2O → Fe3O4 + H2

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इस समीकरण को संतुलित करने के लिए सर्वप्रथम इसके LHS एवं RHS के तत्व के परमाणुओं की संख्या की तुलना करते हैं-
Fe― LHS में आयरन की संख्या एक व RHS में तीन है।
H― LHS में हाइड्रोजन की संख्या दो व RHS में भी दो है। अतः दोनों पक्षों में हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या सही है।
O― LHS में ऑक्सीजन की संख्या एक व RHS में चार है।

To balance this equation, let us first compare the number of atoms of the element of its LHS and RHS-
Fe― Iron has one number in LHS and three in RHS.
H― The number of hydrogen in LHS is two and in RHS is also two. Hence, the number of hydrogen atoms on both the sides is correct.
O― Oxygen is one in LHS and four in RHS.

तत्वों के परमाणुओं की संख्या को दोनों पक्षों में संतुलित करने के लिए तत्वों के सामने उचित अंक लगाते हैं। सुविधा की दृष्टि से सबसे पहले अधिक परमाणु वाले यौगिक को लिया जाता है। संबंधित तत्व अभिकारक हो या उत्पाद इससे कोई प्रभाव नहीं पड़ता। प्रस्तुत अभिक्रिया में Fe3O4 के ऑक्सीजन तत्व को चुनते हैं। क्योंकि इस अभिक्रिया में ऑक्सीजन की संख्या सबसे अधिक है। चूँकि RHS में ऑक्सीजन की संख्या चार है इसलिए RHS में ऑक्सीजन वाले तत्व जल के सामने चार अंक लगाते हैं। इससे प्राप्त अभिक्रिया निम्नलिखित होगी-

Fe + 4H2O → Fe3O4 + H2

Appropriate numbers are placed in front of the elements to balance the number of atoms of the elements on both sides. For convenience, the compound with the highest number of atoms is taken first. Whether the element concerned is the reactant or the product does not affect it. In the presented reaction, the oxygen element of Fe3O4 is selected. Because the number of oxygen is highest in this reaction. Since the number of oxygen in the RHS is four, the elements containing oxygen in the RHS put four numbers in front of water. The reaction obtained from this will be as follows-

Fe + 4H2O → Fe3O4 + H2

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प्राप्त अभिक्रिया में ऑक्सीजन की संख्या तो समान हो गई, किंतु LHS में हाइड्रोजन की संख्या में परिवर्तन हो गया। RHS में हाइड्रोजन की संख्या दो तथा LHS में हाइड्रोजन की संख्या आठ है। अतः दोनों पक्षों में हाइड्रोजन की संख्या समान करने के लिए जिस पक्ष के तत्व के हाइड्रोजन परमाणु की संख्या कम होगी उनके सामने उचित अंक लगाया जाएगा। इस अभिक्रिया में RHS के हाइड्रोजन परमाणु की संख्या दो है। अतः उसे LHS के जल तत्व के हाइड्रोजन परमाणु की संख्या आठ के बराबर अपनी संख्या करनी हो तो उसके सामने चार लगाया जाएगा। इससे दोनों पक्षों में हाइड्रोजन परमाणु की संख्या आठ हो गई। प्राप्त अभिक्रिया इस प्रकार होगी-

Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

In the obtained reaction, the number of oxygen became the same, but the number of hydrogen in the LHS changed. The number of hydrogen in the RHS is two and the number of hydrogen in the LHS is eight. Therefore, in order to equalize the number of hydrogen in both the sides, the appropriate number will be put in front of the side whose element has less number of hydrogen atoms. In this reaction the number of hydrogen atom of RHS is two. Therefore, if he has to make the number of hydrogen atom of the water element of LHS equal to eight, then four will be put in front of him. This increased the number of hydrogen atoms on both sides to eight. The reaction obtained will be

Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

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यह आंशिक रूप से संतुलित समीकरण है। इस समीकरण में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की संख्या तो दोनों पक्षों में बराबर है, किंतु आयरन की संख्या बराबर नहीं है। RHS में आयरन की संख्या तीन व LHS में आयरन की संख्या एक है। अतः दोनों पक्षों में आयरन की संख्या समान करने के लिए LHS के आयरन परमाणु के सामने तीन अंक लगाते हैं। प्राप्त अभिक्रिया इस प्रकार होगी-

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

This is a partially balanced equation. In this equation, the number of hydrogen and oxygen is equal on both sides, but the number of iron is not equal. The number of iron in the RHS is three and the number of iron in the LHS is one. So to make the number of iron equal on both sides put three digits in front of the iron atom of LHS. The reaction obtained will be

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

इस अभिक्रिया में दोनों पक्षों के तत्वों के परमाणुओं की संख्या की तुलना की जाती है। दोनों पक्षों में तत्वों के परमाणुओं की संख्या समान है। अतः यह समीकरण संतुलित है। रासायनिक समीकरण को संतुलित करने की इस विधि को 'हिट एंड ट्रायल' विधि कहते हैं। इस अभिक्रिया में सबसे छोटी पूर्णांक संख्या के गुणांक का उपयोग करके ढांचा समीकरण को संतुलित करने का प्रयत्न किया जाता है।

In this reaction the number of atoms of elements on both sides are compared. The number of atoms of the elements is the same on both sides. So this equation is balanced. This method of balancing a chemical equation is called 'hit and trial' method. In this reaction an attempt is made to balance the structure equation by using the coefficient of the smallest integer number.

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टीप― अभिक्रिया के किसी तत्व के परमाणु की संख्या ज्ञात करने के लिए उस अभिक्रिया में तत्व के परमाणु की संख्या और उस तत्व के सामने लगे अंक का आपस में गुणा किया जाता है। इससे संबंधित परमाणु की संख्या प्राप्त हो जाती है।

Tip― To find the number of atoms of an element in a reaction, the number of atoms of the element in that reaction and the number in front of that element are multiplied. This gives the number of the atom concerned.

अभिक्रिया के तत्वों की भौतिक अवस्था में लिखना― आयरन और जल की इस अभिक्रिया के संतुलित समीकरण में तत्वों की भौतिक अवस्था की जानकारी नहीं है। इस समीकरण को अधिक सूचनापूर्ण बनाने हेतु अभिकारक और उत्पाद के रासायनिक सूत्र के साथ उनकी भौतिक अवस्था को भी प्रदर्शित किया जाता है। अभिकारक व उत्पाद की गैस, द्रव, जलीय एवं ठोस अवस्था को क्रमशः (g), (l), (aq) एवं (s) से प्रदर्शित किया जाता है। अभिकारक अथवा उत्पाद जब जल में घोल के रूप में उपस्थित होते हैं तब हम इन्हें (aq) से प्रदर्शित करते हैं। अतः आयरन और जल की अभिक्रिया का उचित व संतुलित समीकरण इस प्रकार होगा-

3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe3O4(s) + 4H2(g)

Writing the physical states of the elements in the reaction― The balanced equation for this reaction of iron and water does not contain information about the physical states of the elements. To make this equation more informative, the chemical formulas of the reactants and products along with their physical states are also displayed. The gas, liquid, aqueous and solid states of reactants and products are represented by (g), (l), (aq) and (s) respectively. When the reactants or products are present in the form of solution in water, we denote them with (aq). Therefore, the proper and balanced equation for the reaction of iron and water will be as follows-

3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe3O4(s) + 4H2(g)

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प्रस्तुत अभिक्रिया में जल को (g) चिन्ह के साथ प्रदर्शित किया जाता है। यह दर्शाता है कि इस अभिक्रिया में जल का प्रयोग भाप के रूप में किया गया है। प्रायः अभिक्रियाओं के रासायनिक समीकरण में भौतिक अवस्था को सम्मिलित नहीं किया जाता, जब तक कि अनिवार्य न हो। कभी-कभी रासायनिक अभिक्रिया में परिस्थितियों के अनुसार ताप, दाब, उत्प्रेरक आदि को भी तीर के निशान के ऊपर प्रदर्शित किया जाता है। कुछ महत्वपूर्ण रासायनिक समीकरण इस प्रकार हैं―

1. CO(g) + 2H2(g) →(340atm)→ CH3OH(l)
2. H2 + Cl2 → 2HCl
3. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
4. NaOH + HCl →NaCl + H2O

In the presented reaction, water is represented with a (g) sign. This shows that water is used in the form of steam in this reaction. Often the physical state of a reaction is not included in the chemical equation, unless it is necessary. Sometimes the temperature, pressure, catalyst etc. are also displayed above the arrow mark according to the conditions in a chemical reaction. Some important chemical equations are as follows―

1. CO(g) + 2H2(g) →(340atm)→ CH3OH(l)
2. H2 + Cl2 → 2HCl
3. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
4. NaOH + HCl →NaCl + H2O

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आशा है, उपरोक्त जानकारी आपके लिए उपयोगी होगी।
धन्यवाद।
R F Temre
rfcompetition.com

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(आशा है, उपरोक्त जानकारी उपयोगी एवं महत्वपूर्ण होगी।)
Thank you.
R F Temre
pragyaab.com