Chapter 4 · Balancing equationsTextbook pages 73–75

Balancing Chemical Equations രാസസമവാക്യ സമീകരണം

Atoms are never made or destroyed in a reaction – they only change partners. So a chemical equation must have the same number of each kind of atom on both sides. Here you balance the equation for water step by step, exactly as the book does (the number that changes is shown in red), work through five more examples, and then balance any equation yourself in the equation-balancer lab.

📖 What you need

1. Why must an equation be balanced?

പ്രതീകങ്ങളും, രാസസൂത്രങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ ശാസ്ത്രീയമായി സൂചിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണ് രാസസമവാക്യം (Chemical equation). മാസ് സംരക്ഷണനിയമം പാലിച്ച് രാസസമവാക്യങ്ങൾ എഴുതുമ്പോൾ അഭികാരകങ്ങളുടെ ആകെ മാസും ഉൽപന്നങ്ങളുടെ ആകെ മാസും തുല്യമായിരിക്കണമല്ലോ. രാസസമവാക്യങ്ങളിൽ അഭികാരകങ്ങളിലെയും ഉൽപന്നങ്ങളിലെയും ഒരേ ഇനത്തിൽപ്പെട്ട ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണം തുല്യമാക്കി ഇത് സാധ്യമാക്കാം.

A chemical equation രാസസമവാക്യം shows a chemical reaction scientifically, using symbols and formulae. To obey the law of conservation of mass, the total mass of the reactants അഭികാരകങ്ങൾ must equal the total mass of the products ഉൽപന്നങ്ങൾ. We make this happen by making the number of each kind of atom equal on the reactant side and the product side.

🧠 Two kinds of numbers in an equation

In 5H2O the big 5 in front is the coefficient – it tells how many molecules. The small 2 below is the subscript – it tells how many H atoms are inside one molecule. To balance an equation you may change only the coefficients. Changing a subscript changes the substance itself (H2O is water, H2O2 is hydrogen peroxide!).

Questions (page 73).

  1. ഓക്സിജൻ, ഹൈഡ്രജൻ എന്നിവ ദ്വയാറ്റോമിക തന്മാത്രകൾ ആണെന്ന് അറിയാമല്ലോ. ഇവയെ ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രതീകങ്ങളുപയോഗിച്ച് എങ്ങനെ എഴുതാം. Oxygen and hydrogen are diatomic molecules. How can they be written using the symbols of the atoms? Oxygen ……, hydrogen ……
  2. ഇവ ചേർന്നുണ്ടാകുന്ന ജലതന്മാത്രയിൽ (H₂O) ഉള്ള ആകെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണമെത്ര ? How many atoms in all are there in the water molecule (H2O) formed when they combine?
  3. 5H₂O ൽ ഉള്ള തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണവും ആകെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണവും കണക്കാക്കുക. Find the number of molecules and the total number of atoms in 5H2O.

Type a formula with ordinary digits (O2); the preview shows O2.

1. Oxygen O2, hydrogen H2 (two atoms in each molecule).
2. H2O has 2 H + 1 O = 3 atoms.
3. 5H2O = 5 molecules. Atoms: 5 × 3 = 15 atoms (5 × 2 = 10 hydrogen atoms + 5 × 1 = 5 oxygen atoms). The coefficient multiplies every atom in the formula.
🔎 Counting the atoms in 5H₂O

2. Balancing the equation for water, step by step

ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും സംയോജിച്ച് ജലമുണ്ടാകുന്ന രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സമവാക്യം സമീകരിക്കുന്ന വിധം പരിചയപ്പെടാം. – Let us see how to balance the equation for the reaction in which hydrogen and oxygen combine to form water.

Step 1 ഘട്ടം 1

in wordshydrogen + oxygen → water ഹൈഡ്രജൻ + ഓക്സിജൻ → ജലം
ഘട്ടം 1H2 + O2 → H2O

പട്ടിക 4.3 ശ്രദ്ധിക്കുക. Look at Table 4.3.

Table 4.3 പട്ടിക 4.3
Number of atoms in the reactants അഭികാരകങ്ങളിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 2oxygen = 2
Number of atoms in the product ഉൽപന്നത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 2oxygen = 1 ✘

Question (page 74). ഉൽപന്നത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ എണ്ണവും 2 ആകേണ്ടതല്ലേ? ഇതിന് എന്താണ് മാർഗം? ജലതന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം രണ്ടാക്കിയാലോ? Shouldn't the number of oxygen atoms in the product also be 2? What is the way to do it? What if we make the number of water molecules two?

To get 2 O atoms on the right we should…

Step 2 ഘട്ടം 2

ഘട്ടം 2H2 + O2 → 2H2O

പട്ടിക 4.4 പരിശോധിക്കുക. Check Table 4.4.

Table 4.4 പട്ടിക 4.4
Number of atoms in the reactants അഭികാരകങ്ങളിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 2 ✘oxygen = 2
Number of atoms in the product ഉൽപന്നത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 4oxygen = 2

Question (page 74). അഭികാരകങ്ങളിലെ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണവും നാല് ആകണമല്ലോ. ഇതെങ്ങനെ സാധിക്കും? അഭികാരകങ്ങളിലെ ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം 2 ആക്കിയാലോ? The number of hydrogen atoms in the reactants must also be four. How can this be done? What if we make the number of hydrogen molecules in the reactants 2?

Write 2 in front of H2: 2H2 = 2 molecules × 2 atoms = 4 hydrogen atoms. Oxygen is untouched (still 2 = 2), so now everything balances.

Step 3 ഘട്ടം 3

ഘട്ടം 32H2 + O2 → 2H2O

പട്ടിക 4.5 പരിശോധിക്കുക. Check Table 4.5.

Table 4.5 പട്ടിക 4.5
Number of atoms in the reactants അഭികാരകങ്ങളിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 4 ✔oxygen = 2 ✔
Number of atoms in the product ഉൽപന്നത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണംhydrogen = 4 ✔oxygen = 2 ✔

ഇപ്പോൾ അഭികാരക തന്മാത്രകളിലെയും ഉൽപന്ന തന്മാത്രയിലെയും ഒരേയിനത്തിൽപ്പെട്ട ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണം തുല്യമായല്ലോ. – Now the number of each kind of atom is the same in the reactant molecules and in the product molecules. The balanced chemical equation for hydrogen and oxygen combining to form water is:

2H2 + O2 → 2H2O

Watch the same three steps with the molecules drawn as balls. The tally cards at the bottom turn green when a kind of atom is balanced.

🎬 H₂ + O₂ → H₂O, balanced in three steps
⭐ Key idea (textbook page 74)

ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിലെ അഭികാരകങ്ങളിലെയും ഉൽപന്നങ്ങളിലെയും ഒരേയിനത്തിൽപ്പെട്ട ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണം തുല്യമാക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് രാസസമീകരണം. ഇങ്ങനെ കിട്ടുന്ന സമവാക്യം, സമീകൃത രാസസമവാക്യം (Balanced chemical equation) എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

The process of making the number of each kind of atom in the reactants equal to that in the products is called balancing രാസസമവാക്യ സമീകരണം. The equation obtained is called a balanced chemical equation സമീകൃത രാസസമവാക്യം.

✍ A method that always works
  1. Write the correct formulae of all reactants and products (O2, H2, N2, Cl2 are diatomic). Never change them afterwards.
  2. Count each kind of atom on both sides – make a small table.
  3. Pick an atom that is not equal and put a coefficient in front of a formula that contains it.
  4. Count again; repeat until every kind of atom is equal.
  5. Check that the coefficients are the smallest whole numbers (4H2 + 2O2 → 4H2O is balanced but should be divided by 2).

3. Five more worked examples

മറ്റ് ചില രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ സമീകരണം ചെയ്യുന്ന വിധം പരിശീലിക്കാം. – Let us practise balancing some more reactions. The book's steps are listed first; the stepper below each one shows the molecules and the tally.

1. Magnesium + oxygen → magnesium oxide മഗ്നീഷ്യം + ഓക്സിജൻ → മഗ്നീഷ്യം ഓക്സൈഡ്

ഘട്ടം 1Mg + O2 → MgO
ഘട്ടം 2Mg + O2 → 2MgO
ഘട്ടം 32Mg + O2 → 2MgO
balanced2Mg + O2 → 2MgO
🎬 Example 1 – 2Mg + O₂ → 2MgO

2. Hydrogen + chlorine → hydrogen chloride ഹൈഡ്രജൻ + ക്ലോറിൻ → ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡ്

ഘട്ടം 1H2 + Cl2 → HCl
ഘട്ടം 2H2 + Cl2 → 2HCl
balancedH2 + Cl2 → 2HCl
🎬 Example 2 – H₂ + Cl₂ → 2HCl

3. Zinc + hydrochloric acid → zinc chloride + hydrogen സിങ്ക് + ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് → സിങ്ക് ക്ലോറൈഡ് + ഹൈഡ്രജൻ

ഘട്ടം 1Zn + HCl → ZnCl2 + H2
ഘട്ടം 2Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
balancedZn + 2HCl → ZnCl2 + H2
🎬 Example 3 – Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

4. Aluminium + oxygen → aluminium oxide അലുമിനിയം + ഓക്സിജൻ → അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ്

ഘട്ടം 1Al + O2 → Al2O3
ഘട്ടം 2Al + 3O2 → Al2O3
ഘട്ടം 3Al + 3O2 → 2Al2O3
ഘട്ടം 44Al + 3O2 → 2Al2O3
balanced4Al + 3O2 → 2Al2O3
🧠 Why 3 and 2 here?

Oxygen comes in pairs on the left (O2) but in threes on the right (O3 inside Al2O3). The smallest number that both 2 and 3 go into is 6: 3 × O2 = 6 O and 2 × Al2O3 = 6 O. Then aluminium: 2 × Al2 = 4 Al, so 4Al on the left.

🎬 Example 4 – 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

5. Nitrogen + hydrogen → ammonia നൈട്രജൻ + ഹൈഡ്രജൻ → അമോണിയ

ഘട്ടം 1N2 + H2 → NH3
ഘട്ടം 2N2 + H2 → 2NH3
ഘട്ടം 3N2 + 3H2 → 2NH3
balancedN2 + 3H2 → 2NH3
🎬 Example 5 – N₂ + 3H₂ → 2NH₃

4. Your turn: the ? box (page 75)

ചുവടെ നൽകിയിട്ടുള്ള രാസസമവാക്യങ്ങൾ സമീകരിച്ച് സയൻസ് ഡയറിയിൽ രേഖപ്പെടുത്തുക. Balance the chemical equations given below and record them in your science diary. Try each one in the balancer first (the button loads it), then open the answer.

a)H2 + I2 → HI
b)Na + H2O → NaOH + H2
c)Mg + HCl → MgCl2 + H2
Load in the balancer:
a) I: 2 on the left, 1 on the right → put 2 in front of HI. H is then 2 = 2. H2 + I2 → 2HI
b) H: 2 on the left but 1 + 2 = 3 on the right – an odd number, so double the water: 2H2O (4 H, 2 O). To match O, make it 2NaOH (now H on the right = 2 + 2 = 4 ✔). Na is now 2 on the right → 2Na. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (Na 2 = 2, O 2 = 2, H 4 = 4).
c) Cl: 1 on the left, 2 on the right → 2HCl. H is then 2 = 2. Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
📋 How chemical equations are written രാസസമവാക്യങ്ങൾ എഴുതുന്ന രീതി (side box, page 75)

രാസസമവാക്യങ്ങൾ എഴുതുമ്പോൾ അഭികാരകങ്ങളുടെയും ഉൽപന്നങ്ങളുടെയും ഭൗതികാവസ്ഥ, ഊർജമാറ്റം, ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ സാന്നിദ്ധ്യം മുതലായവ വ്യക്തമാക്കി എഴുതുന്ന രീതിയാണ് പൊതുവേ അവലംബിച്ചു വരുന്നത്. – When writing chemical equations it is usual to show the physical state ഭൗതികാവസ്ഥ of the reactants and products, the energy change ഊർജമാറ്റം and the presence of a catalyst ഉൽപ്രേരകം. Example:

N2(g) + 3H2(g) Fe⟶ 2NH3(g) + heat താപം

(s) solid – Zn(s), Mg(s)
(l) liquid – H2O(l)
(g) gas – O2(g), NH3(g)
(aq) dissolved in water – HCl(aq), NaCl(aq)
Fe over the arrow – a catalyst: it speeds up the reaction and is not used up
+ heat on the right – heat is given out

So the zinc–acid reaction of page 3 can be written Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g). The state symbols and the catalyst do not change the balancing – count only the atoms.

5. Virtual lab: the equation balancer

Pick an equation. Press + and − to change the coefficient in front of each formula. The molecules and the atom tally change at once; a row turns green when that kind of atom is balanced. Try to click on a formula to change a subscript – and see why the lab will not let you.

⚖️ Equation balancer

Practice bank: the book's examples, the ? box, “Let us assess” Q5, and a few go-further ones (LPG burning, acetylene, the nitric-acid reaction of page 10).

⚠️ Common mistakes
🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

6. Check yourself

🧭 Summary

Next: Oxidation & reduction ▶