Eine chemische Gleichung ist nur dann sinnvoll, wenn sie der Massenerhaltung gehorcht – jedes Atom auf der Reaktantenseite muss irgendwo auf der Produktseite auftauchen. Dieser Rechner automatisiert diesen Prozess für jede Gleichung, egal wie viele Arten oder wie komplex die Formeln sind, indem er den Atomausgleich in ein lineares Algebraproblem umwandelt, das er exakt lösen kann.
So funktioniert der Balancer
Jede chemische Formel wird in eine Karte der Elementanzahl analysiert – zum Beispiel wird Fe2(SO4)3 zu Fe: 2, S: 3, O: 12 – einschließlich verschachtelter Klammern und mehratomiger Gruppen. Diese Zahlen werden zu einer Matrix, in der jede Zeile ein Element und jede Spalte eine Spezies ist, wobei die Anzahl der Reaktanten positiv und die Anzahl der Produkte negativ ist. Ein Satz von Koeffizienten gleicht die Gleichung genau dann aus, wenn die Spalten dieser Matrix in den Nullraum der Matrix eingefügt werden: Jede Zeile ergibt in der Summe Null. Der Rechner ermittelt diesen Nullraumvektor mithilfe der exakten Brucharithmetik (keine Gleitkommarundung) und skaliert ihn dann auf die kleinstmöglichen ganzen Zahlen unter Verwendung des kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Nenner und des größten gemeinsamen Teilers der resultierenden ganzen Zahlen.
Eingaben und was sie bedeuten
Die einzige Eingabe ist die Gleichung selbst, eingegeben mit + zwischen Spezies und einem Pfeil zwischen Reaktanten und Produkten. Alle von Ihnen eingegebenen Koeffizienten werden ignoriert, da der Rechner immer selbst auflöst. Das bedeutet, dass Sie eine bereits ausgeglichene Gleichung, eine unausgeglichene Gleichung oder eine mit Platzhalterkoeffizienten wie „1“ eingeben und die gleiche richtige Antwort erhalten können. Elementsymbole müssen gültig sein (Groß- und Kleinschreibung beachten, z. B. Co ist Kobalt, CO jedoch Kohlenmonoxid) und Klammern müssen richtig übereinstimmen.
Grenzen und Randfälle
Der Balancer funktioniert nur bei der Atomerhaltung – er verfolgt nicht den Elektronentransfer, sodass er Ihnen nicht die Oxidationsstufen in einer Redoxreaktion anzeigt, sondern nur, dass die Atomanzahlen übereinstimmen. Wenn eine Gleichung redundante oder doppelte Arten aufweist, kann die Matrix mehr als eine gültige Lösungsfamilie haben; Der Rechner markiert dies als unterbestimmt und nicht als Schätzung. Wenn die von Ihnen eingegebene Spezies einfach keine Atome mit positiven ganzzahligen Koeffizienten konservieren kann (z. B. ein Element, das nur auf einer Seite erscheint), markiert der Rechner die Gleichung als unausgeglichen, anstatt eine irreführende Antwort zurückzugeben. Physikalische Zustände (s), (l), (g), (aq) sind nicht Teil der Ausgleichsberechnung und werden ignoriert, wenn sie enthalten sind.