python - 如何在 Python 2.7 中使用矩阵平衡化学方程式

Question

我有一项大学作业，我必须平衡以下等式:

NaOH + H2S04 --> Na2S04 + H2O

我目前对 Python 和编码的了解非常有限。到目前为止，我已经尝试使用矩阵来求解方程。看起来我得到了解决方案 a=b=x=y=0我想我需要将其中一个变量设置为 1 并求解其他三个变量。我不知道该怎么做，我搜索了一下，好像其他人使用了更复杂的代码，但我真的无法理解!

这是我目前所拥有的

    #aNaOH + bH2S04 --> xNa2SO4 +y H20

    #Na: a=2x
    #O: a+4b=4x+y
    #H: a+2h = 2y
    #S: b = x

    #a+0b -2x+0y = 0
    #a+4b-4x-y=0
    #a+2b+0x-2y=0
    #0a +b-x+0y=0

    A=array([[1,0,-2,0],

             [1,4,-4,-1],

             [1,2,0,-2],

             [0,1,-1,0]])

    b=array([0,0,0,0])




    c =linalg.solve(A,b)

    print c

0.0.0.0

Answer 1

问题是您构建了一个线性系统，其中 b 是零向量。现在对于这样的系统，总是有一个直接的答案，即所有变量也都是零。因为将数字与零相乘并添加零，结果始终为零。

一个解决方案可能是将 1 赋给一个变量。以 a 为例。如果我们分配 a = 1，那么我们将在 的函数中得到 b、x 和 y a 为 1。

所以现在或线性系统是:

 B  X  Y |    #
    2    |1   #  A    = 2X
-4  4  1 |1   #  A+4B = 4X+4Y
-2     2 |1   #  A+2B =    2Y
-1  1  0 |0   #     B =     X

或者将其写入代码:

>>> A = array([[0,2,0],[-4,4,1],[-2,0,2],[-1,1,0]])
>>> B = array([1,1,1,0])
>>> linalg.lstsq(A,B)
(array([ 0.5,  0.5,  1. ]), 6.9333477997940491e-33, 3, array([ 6.32979642,  2.5028631 ,  0.81814033]))

这意味着:

 A = 1, B = 0.5, X = 0.5, Y = 1.

如果我们将其乘以 2，我们得到:

2 NaOH + H2S04 -> Na2S04 + 2 H20

哪个是正确的。