Balancing Chemical Equations

Balancing Chemical Equations:

What is a Chemical Equation?

A chemical equation represents a chemical reaction where reactants (starting substances) are converted into products (new substances).

For example:

$$\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$$

Why Balance Chemical Equations?

The Law of Conservation of Mass states that matter cannot be created or destroyed in a chemical reaction. Therefore, the number of atoms of each element must be the same on both sides of the equation.

Steps to Balance a Chemical Equation

1. Write the unbalanced equation
   Example:

   $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$                    

2. List the number of atoms of each element on both sides
   Before balancing:

   • C: 3 (left) | 1 (right)
   • H: 8 (left) | 2 (right)
   • O: 2 (left) | 3 (right)

3. Balance one element at a time (start with the most complex molecule)

   • Balance carbon (C) by placing 3 in front of CO₂: $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$
     
   • Balance hydrogen (H) by placing 4 in front of H₂O: $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
     
   • Balance oxygen (O) last. The right side has $3 \times 2 = 6$ oxygen from CO₂ and $4 \times 1 = 4$ oxygen from H₂O, totaling 10 oxygen atoms. So, place 5 in front of O₂: $${\text{C}}_3{\text{H}}_8+5{\text{O}}_2\to 3{\text{CO}}_2+4{\text{H}}_2\text{O}$$

4. Verify the balance

   • C: 3 (both sides)
   • H: 8 (both sides)
   • O: 10 (both sides)
     The equation is now balanced!

Tips for Balancing Equations

• Balance metals first, then nonmetals, and oxygen/hydrogen last.
• Use whole numbers as coefficients.
• Double-check atom counts after balancing.

Basic Problems (Solutions)

1. $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{HCl}$
                                 Balanced Equation:

   $$\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$$
   

2. $\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{O}$
                                Balanced Equation:

   $$4\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{O}$$
   

3. $\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3$
                                 Balanced Equation:

   $$4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3$$

---

Intermediate Problems (Solutions)

4. $\text{Al} + \text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2$
                                  Balanced Equation:

   $$2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2$$

5. $\text{C}_2\text{H}_6 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
                                  Balanced Equation:

   $$2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$$
   

6. $\text{KClO}_3 \rightarrow \text{KCl} + \text{O}_2$
                                  Balanced Equation:

   $$2\text{KClO}_3 \rightarrow 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$$

---

Advanced Problems (Solutions)

7. $\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
                                  Balanced Equation:

   $$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
   

8. $\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{C} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2$
                                  Balanced Equation:

   $$\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$$

9. $\text{NH}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO} + \text{H}_2\text{O}$
                                  Balanced Equation:

   $$4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}$$
   

Interactive Exercises

• Identify the unbalanced equation and try to balance it step by step.
• Check your answer by counting atoms of each element on both sides.
• Start balancing metals first, then nonmetals, and balance oxygen and hydrogen last.

In Hindi :-

रासायनिक समीकरण संतुलित करना

रासायनिक समीकरण क्या होता है?

रासायनिक समीकरण एक रासायनिक अभिक्रिया को दर्शाता है जिसमें अभिकारक (Reactants) नए उत्पादों (Products) में परिवर्तित होते हैं।

उदाहरण:

$$\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}$$

रासायनिक समीकरण को संतुलित क्यों करना जरूरी है?

द्रव्यमान संरक्षण का नियम (Law of Conservation of Mass) कहता है कि किसी रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान न तो उत्पन्न किया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है। इसलिए, किसी भी तत्व के परमाणुओं की संख्या समीकरण के दोनों तरफ समान होनी चाहिए।

रासायनिक समीकरण संतुलित करने के चरण

1. असंतुलित समीकरण लिखें
   उदाहरण:

   $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$
   

2. प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या गिनें
   संतुलन से पहले:

   • कार्बन (C): 3 (बाएँ) | 1 (दाएँ)
   • हाइड्रोजन (H): 8 (बाएँ) | 2 (दाएँ)
   • ऑक्सीजन (O): 2 (बाएँ) | 3 (दाएँ)

3. एक-एक तत्व को संतुलित करें (सबसे जटिल अणु से शुरू करें)

   • कार्बन (C) को संतुलित करें: CO₂ के सामने 3 लगाएँ: $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$
     
   • हाइड्रोजन (H) को संतुलित करें: H₂O के सामने 4 लगाएँ: $$\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
     
   • ऑक्सीजन (O) को अंत में संतुलित करें। दाईं ओर कुल ऑक्सीजन = $3\times 2=\mathrm{6\; (CO₂\; से)\; + }$$4 \times 1 = 4$(H₂O से) = 10 ऑक्सीजन। इसलिए, O₂ के सामने 5 लगाएँ: $$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
     

4. समीकरण को जाँचें

   • कार्बन (C): 3 (दोनों तरफ)
   • हाइड्रोजन (H): 8 (दोनों तरफ)
   • ऑक्सीजन (O): 10 (दोनों तरफ)
     समीकरण अब संतुलित है! 

समीकरण संतुलित करने के लिए सुझाव

 पहले धातुओं को संतुलित करें, फिर अधातु, और अंत में ऑक्सीजन व हाइड्रोजन को।
 गुणांक (Coefficients) हमेशा पूर्णांक (Whole Numbers) में रखें।
 संतुलन के बाद परमाणु गिनकर पुनः जाँच करें।

उदाहरण के लिए  English Explanation देखे ।