Let's write the equation in the form
a Na2 CO3 + b C + c N2 ---> d NaCN + e CO
where a, b, c, d, and e are unknown numbers.
Equate the left and right sides of the equation:
2 a = d for Na
a + b = d + e for C
3 a = e for O
2 c = d for N
or in matrix form
[ 2 0 0 − 1 0 1 1 0 − 1 − 1 3 0 0 0 − 1 0 0 2 − 1 0 ] ⋅ [ a b c d e ] = [ 0 0 0 0 0 ] \begin{bmatrix}
2 & 0 & 0 & -1 & 0 \\
1 & 1 & 0 & -1 & -1 \\
3 & 0 & 0 & 0 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0
\end{bmatrix} \cdot
\begin{bmatrix}
a \\
b \\
c \\
d \\
e
\end{bmatrix} =
\begin{bmatrix}
0 \\
0 \\
0 \\
0 \\
0
\end{bmatrix} ⎣ ⎡ 2 1 3 0 0 1 0 0 0 0 0 2 − 1 − 1 0 − 1 0 − 1 − 1 0 ⎦ ⎤ ⋅ ⎣ ⎡ a b c d e ⎦ ⎤ = ⎣ ⎡ 0 0 0 0 0 ⎦ ⎤ Then using Gauss-Jordan method
[ 2 0 0 − 1 0 1 1 0 − 1 − 1 3 0 0 0 − 1 0 0 2 − 1 0 ] → [ 1 0 0 − 1 / 2 0 1 1 0 − 1 − 1 3 0 0 0 − 1 0 0 2 − 1 0 ] → [ 1 0 0 − 1 / 2 0 0 1 0 − 1 / 2 − 1 0 0 0 3 / 2 − 1 0 0 2 − 1 0 ] → \begin{bmatrix}
2 & 0 & 0 & -1 & 0 \\
1 & 1 & 0 & -1 & -1 \\
3 & 0 & 0 & 0 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0
\end{bmatrix} \rarr
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
1 & 1 & 0 & -1 & -1 \\
3 & 0 & 0 & 0 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0
\end{bmatrix} \rarr
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
0 & 1 & 0 & -1/2 & -1 \\
0 & 0 & 0 & 3/2 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0
\end{bmatrix} \rarr ⎣ ⎡ 2 1 3 0 0 1 0 0 0 0 0 2 − 1 − 1 0 − 1 0 − 1 − 1 0 ⎦ ⎤ → ⎣ ⎡ 1 1 3 0 0 1 0 0 0 0 0 2 − 1/2 − 1 0 − 1 0 − 1 − 1 0 ⎦ ⎤ → ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 − 1/2 − 1/2 3/2 − 1 0 − 1 − 1 0 ⎦ ⎤ →
[ 1 0 0 − 1 / 2 0 0 1 0 − 1 / 2 − 1 0 0 0 3 / 2 − 1 0 0 2 − 1 0 ] → [ 1 0 0 − 1 / 2 0 0 1 0 − 1 / 2 − 1 0 0 2 − 1 0 0 0 0 3 / 2 − 1 ] → [ 1 0 0 − 1 / 2 0 0 1 0 − 1 / 2 − 1 0 0 1 − 1 / 2 0 0 0 0 3 / 2 − 1 ] → \begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
0 & 1 & 0 & -1/2 & -1 \\
0 & 0 & 0 & 3/2 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0
\end{bmatrix} \rarr
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
0 & 1 & 0 & -1/2 & -1 \\
0 & 0 & 2 & -1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 3/2 & -1
\end{bmatrix} \rarr
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
0 & 1 & 0 & -1/2 & -1 \\
0 & 0 & 1 & -1/2 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 3/2 & -1
\end{bmatrix} \rarr ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 − 1/2 − 1/2 3/2 − 1 0 − 1 − 1 0 ⎦ ⎤ → ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 − 1/2 − 1/2 − 1 3/2 0 − 1 0 − 1 ⎦ ⎤ → ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 − 1/2 − 1/2 − 1/2 3/2 0 − 1 0 − 1 ⎦ ⎤ →
[ 1 0 0 − 1 / 2 0 0 1 0 − 1 / 2 − 1 0 0 1 − 1 / 2 0 0 0 0 1 − 2 / 3 ] → [ 1 0 0 0 − 1 / 3 0 1 0 0 − 4 / 3 0 0 1 0 − 1 / 3 0 0 0 1 − 2 / 3 ] \begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & -1/2 & 0 \\
0 & 1 & 0 & -1/2 & -1 \\
0 & 0 & 1 & -1/2 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 1 & -2/3
\end{bmatrix} \rarr
\begin{bmatrix}
1 & 0 & 0 & 0 & -1/3 \\
0 & 1 & 0 & 0 & -4/3 \\
0 & 0 & 1 & 0 & -1/3 \\
0 & 0 & 0 & 1 & -2/3
\end{bmatrix} ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 − 1/2 − 1/2 − 1/2 1 0 − 1 0 − 2/3 ⎦ ⎤ → ⎣ ⎡ 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 − 1/3 − 4/3 − 1/3 − 2/3 ⎦ ⎤
Therefore if e = 3 then a = 1, b = 4, c =1, d = 2 and the equation is
Na2 CO3 + 4C + N2 ---> 2NaCN + 3CO
Comments