Recientemente he aprendido el Método Algebraico para el Balanceo de Ecuaciones Químicas [y se preguntó por qué no había pensado de mí mismo. Va como esto: Cada término se presenta una variable [incluyendo todos los reactivos y productos] y el equilibrio de cada elemento en los resultados de una ecuación.
Ahora, me decidí a hacer un seguimiento del número de ecuaciones y variables.
Por ejemplo:
$$\ce{aCH4 + bO2 -> cCO2 + dH2O}$$
Número de variables [reactivos+productos]: $4$ ; el Número de ecuaciones [de los elementos (C, H, O)]: $3$.
Mientras que la solución de una variable es redundante, porque por ejemplo, si me puse a $a=1$ en el problema anterior, voy a equilibrar la ecuación para un mol de Metano.
Así que, he llegado a un teorema: Si el número de términos [reactivos+productos] $= 1$ $+$ el número de elementos, la ecuación química es exclusiva de la balanza de poder. Si el número de elementos es más, entonces la ecuación química puede incluso no ser la balanza de poder; y si el número de términos es más, entonces, hay una variable libre [parámetro] y la ecuación química tendrá muchas más equilibrado posible de versiones.
Esto me sorprendió y me empezó a revisar cada ecuación química para esta propiedad. Ahora la paradoja: he encontrado que casi todas las ecuaciones químicas son únicamente de balance de poder. Pero me puse esto:
$$\ce{XeF4 + H2O -> Xe + XeO2 + HF + O2}$$
Número de términos/variables : $6$ ; el Número de ecuaciones/elementos : $4$.
Se trata de un caso de muchos equilibrada versiones. He resuelto el conjunto de ecuaciones mediante guass-eliminación y configurarlo para $3$ moles de $\ce{XeF4}$:
$$\ce{3XeF4 + 6H2O -> $(4k)$Xe + $(3-4k)$XeO2 + 12HF + $(4k)$O2}$$
donde k es la variable libre, el parámetro, con $0<k<\frac 34$ [puesto que los coeficientes debe ser positivo y desigual a $0$].
Claramente, para diferentes valores de k, se da radicalmente diferentes pero equilibrado ecuaciones. El muy rendimientos son diferentes para una cantidad fija de $\ce{XeF4}$$\ce{H2O}$.
Mi libro de texto menciona:
$$\ce{6XeF4 + 12H2O -> 4Xe + 2XeO2 + 24HF + 4O2}$$
claramente establecimiento $k=\frac 12$.
Así que la pregunta exacta es: ¿por Qué establecer $k=\frac 12$? ¿Por qué se $\frac 12$ preferencia sobre cualquier otro valor de $k$:
- Es esta determinado experimentalmente y teóricamente inexplicable?
- O no dependen de las condiciones experimentales y puede ser explicado/predijo?
Por CIERTO: ¿por Qué no he oído hablar de este teorema en la escuela?
