रासायनिक समीकरणों में गुणांक की सॉफ्टवेयर व्यवस्था

परिचय

हर कोई जिसने कभी रसायन विज्ञान का अध्ययन किया है, वह जानता है कि यह एक जटिल विज्ञान है और कई उदाहरणों में पूरी तरह से समझा नहीं गया है। उदाहरण के लिए, मध्य और उच्च विद्यालय के छात्रों को अक्सर रासायनिक समस्याओं और समीकरणों को हल करने में समस्याएं होती हैं। इसलिए, वे अक्सर रासायनिक कैलकुलेटर की मदद से कार्य के उत्तर की तलाश करते हैं। लेकिन इस वर्ग के अधिकांश कार्यक्रमों को कैलकुलेटर नहीं कहा जा सकता है - वे गिनती नहीं करते हैं, लेकिन केवल डेटाबेस में परिणाम की जांच करते हैं। इस विधि में एक बहुत बड़ी खामी है - प्रोग्राम परिणाम नहीं देगा यदि प्रतिक्रिया समीकरण डेटाबेस में नहीं है। इसलिए, एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करने की आवश्यकता है जो गुणांक को प्रोग्रामेटिक रूप से ढूंढना संभव बना देगा। और ऐसा एल्गोरिथ्म मौजूद है।

गुणांक एल्गोरिथम

उदाहरण के लिए समीकरण KMnO ₄ + K ₂ SO ₃ + H ₂ SO ₄ -> K ₂ SO ₄ + MnSO ₄ + ₂ O
पहले आपको इसके लिए एक मैट्रिक्स बनाने की आवश्यकता है। अणु को एक पंक्ति के रूप में एक स्तंभ, परमाणुओं के रूप में उपयोग किया जाता है। अणु में परमाणुओं की संख्या कोशिका में दर्ज होती है। सबसे पहले, हम बाईं ओर जुदा करते हैं। यह इस तरह होना चाहिए:

	केएमएनओ ४	के 2 एसओ 3	एच 2 एसओ 4
Mn	1	0	0
कश्मीर	1	2	0
हे	4	3	4
एस	0	1	1
एच	0	0	1

फिर उसी तरह हम समीकरण के दाईं ओर प्रक्रिया करते हैं, लेकिन एक अंतर के साथ - आपको एक नकारात्मक संख्या निर्धारित करने की आवश्यकता है। इसके बाद, मैट्रिक्स को यह फ़ॉर्म ढूंढना चाहिए:

	केएमएनओ ४	के 2 एसओ 3	एच 2 एसओ 4	के 2 एसओ 4	MnSO 4	एच 2 ओ
Mn	1	0	0	0	-1	0
कश्मीर	1	2	0	-2	0	0
हे	4	3	4	-4	-4	-1
एस	0	1	1	-1	-1	0
एच	0	0	1	0	0	-2

यह मैट्रिक्स पहले से ही हल किया जा सकता है। लेकिन जो जवाब हमें मिलता है वह गणित के दृष्टिकोण से सही हो सकता है, रसायन शास्त्र से नहीं। इसलिए, आपको मैट्रिक्स में एक और पंक्ति जोड़ने की आवश्यकता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक शेष के बारे में जानकारी दर्ज की जाएगी। इस उदाहरण में, यह इस तरह होना चाहिए:
K ⁺¹ Mn ⁺⁷ O ₄ ^-2 + K ₂ ⁺¹ S ⁺⁴ O ₃ ^-2 + H ₂ ⁺¹ S ⁺⁶ O ₄ ^-2 -> K ₂ ⁺² S ⁺⁶ O ₄ ^-2 + Mn ^{+ 2} S ⁺⁶ O ₄ ^-2 + H ₂ ⁺¹ O ^-2
Mn ⁺⁷ + 5e -> Mn ⁺²
एस ⁺⁴ - 2 ई -> एस ⁺⁶

जैसा कि आप देख सकते हैं, पहले अणु के Mn को 5 इलेक्ट्रॉन मिले, और दूसरे अणु के S ने 2 इलेक्ट्रॉन दिए। मैट्रिक्स में एक और पंक्ति जोड़ें

	केएमएनओ ४	के 2 एसओ 3	एच 2 एसओ 4	के 2 एसओ 4	MnSO 4	एच 2 ओ
Mn	1	0	0	0	-1	0
कश्मीर	1	2	0	-2	0	0
हे	4	3	4	-4	-4	-1
एस	0	1	1	-1	-1	0
एच	0	0	1	0	0	-2
	5	-2	0	0	0	0

अब आप मैट्रिक्स को हल कर सकते हैं। सबसे सुविधाजनक और सबसे तेज़ तरीका गॉस विधि है । समीकरण में प्राप्त डेटा को प्रतिस्थापित करें। यह इस तरह होना चाहिए:
2KMnO ₄ + 5K ₂ SO ₃ + 3H ₂ SO ₄ = 6K ₂ SO ₄ + 2MnSO ₄ + 3H ₂ O

निष्कर्ष

इस प्रकार, रासायनिक समीकरण के लिए गुणांक डेटाबेस बनाने के लिए उपयोग किए बिना प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन बस बहुत सरल गणना करके। यह भी स्पष्ट करना आवश्यक है कि गणना बेहद तेज है (1 एमएस से कम देरी), जो इस एल्गोरिथ्म का उपयोग न केवल पीसी पर, बल्कि मोबाइल फोन पर भी करना संभव बनाता है।