Stoikiometriset laskelmat

Mitkä ovat stökiometriset laskelmat?

Se Stoikiometriset laskelmat Ne ovat niitä, jotka suoritetaan kemialliseen reaktioon osallistuvien elementtien tai yhdisteiden massasuhteiden perusteella.

Ensimmäinen askel niiden suorittamiseksi on tasapainottaa kiinnostava kemiallinen reaktio. Samoin kemialliseen prosessiin osallistuvien yhdisteiden oikeat kaavat tulisi tietää.

Stoikiometriset laskelmat perustuvat joukkojen soveltamiseen, joista seuraavat seuraavat: massan säilyttämislaki; määriteltyjen mittasuhteiden tai jatkuvan koostumuksen laki; Ja lopuksi, useiden mittasuhteiden laki.

Massan säilyttämislaki toteaa, että kemiallisessa reaktiossa reagoivien aineiden massojen summa on yhtä suuri kuin tuotteiden massojen summa. Kemiallisessa reaktiossa kokonaismassa pysyy vakiona.

Määriteltyjen mittasuhteiden tai vakiokoostumuksen laki osoittaa, että osoitat erilaisia ​​kuin mitä tahansa puhdasta yhdistettä on samat elementit samoissa massasopimuksissa. Esimerkiksi puhdas vesi on sama lähteestä riippumatta tai mitä mantereen (tai planeettaa) tulee.

Ja kolmas laki, useiden mittasuhteiden laki, osoittaa, että kun kaksi elementtiä A ja B muodostavat useamman kuin yhden yhdisteen, elementin B massan osuus, joka yhdistetään tiettyyn elementin A massoon, jokaisessa yhdisteessä voi ilmaistaan ​​pieninä kokonaislukuina. Eli a_nB -_m n ja m Ne ovat kokonaisia ​​numeroita.

Mitkä ovat stökiometriset laskelmat ja niiden vaiheet?

Ne ovat laskelmia, joiden tarkoituksena on ratkaista erilaiset kysymykset, joita voi syntyä, kun kemiallista reaktiota tutkitaan. Tätä varten tietojen tuntemus niitä hallitsevista kemiallisista prosesseista ja laeista on oltava.

Stoikiometrisen laskelman avulla voidaan saada esimerkiksi reagenssin tuntematon massa, joka on reagoivan aineen massa. Voit myös tietää yhdisteessä olevien kemiallisten elementtien prosentuaalisen koostumuksen ja siitä saadaan yhdisteen empiirinen kaava.

Tämän seurauksena yhdisteen empiirisen tai minimaalisen kaavan tuntemus mahdollistaa sen molekyylisen kaavan muodostumisen.

Lisäksi stökiometrinen laskelma mahdollistaa kemiallisessa reaktiossa tietää, mikä rajoittava reagenssi on, tai jos on ylimääräinen reagenssi, samoin kuin tämän massa.

Tasot

Vaiheet riippuvat korotetun ongelman tyypistä ja sen monimutkaisuudesta.

Kaksi yleistä tilannetta ovat:

• Kaksi elementtiä reagoivat aiheuttamaan yhdistettä ja vain yhden reagoivan elementin massa on tiedossa.
• Toisen elementin tuntematon massa on toivoa, samoin kuin reaktiosta johtuva yhdisteen massa.

Yleensä näiden harjoitusten ratkaisussa on noudatettava seuraavaa vaihejärjestystä:

• Määrittää kemiallinen reaktioyhtälö.
• Tasapainottaa yhtälö.
• Kolmas vaihe on, käyttämällä stökiometristen elementtien ja kertoimien atomipainoja, saadaan reagoivien elementtien massojen osuus.
• Sitten, käyttämällä määriteltyjen mittasuhteiden lakia, kun reagoivan elementin massa on tiedossa, ja osuus, jonka kanssa se reagoi toisen elementin kanssa, tietää toisen elementin massa.
• Ja viides ja viimeinen vaihe, jos reagoivien elementtien massot tunnetaan, sen summa antaa sinun laskea reaktiossa tuotetun yhdisteen massan. Tässä tapauksessa nämä tiedot saadaan massan suojelulain perusteella.

Se voi palvella sinua: Alfa-zotoglutarate: Ominaisuudet, toiminnot ja sovellukset

Ratkaisut

-Harjoitus 1

Mikä on ylimääräinen reagenssi, kun 15 g mg 15 g: n S: llä reagoitiin MG: n muodostamiseksi? Ja kuinka monta grammaa MG: tä tapahtuu reaktiossa?

Tiedot:

-Mg ja s = 15 g massaa

-Mg: n atomipaino = 24,3 g/mol.

-S = 32,06 g/mol atomipaino.

Vaihe 1: Reaktioyhtälö

Mg +s => mgs (se on jo tasapainossa)

Vaihe 2: MG: n yhdistämisen osuuden luominen MGS: n tuottamiseksi

Yksinkertaistamiseksi voit pyöristää Mg: n atomipainon nopeudella 24 g/mol ja S: n atomipainon lämpötilassa 32 g/mol. Sitten osuus, johon S ja MG yhdistetään.

Vastavuoroisella osuus, jossa MG yhdistetään S: hen, on yhtä suuri kuin 3: 4 (mg/s)

Vaihe 3: Ylimääräisen reagenssin ja sen massan keskustelu ja laskeminen

Mg: n ja S: n massa on 15 g molemmille, mutta osuus, jossa MG ja S React, on 3: 4 ja nro 1: 1. Sitten voidaan päätellä, että ylimääräinen reagenssi on MG, koska se on vähemmän suhteessa S: n suhteen.

Tämä johtopäätös voidaan tehdä testiin laskemalla Mg: n massa, joka reagoi 15 g: llä S: lla.

g mg = 15 g S x (3 g mg)/mol)/(4 g S/mol)

11,25 g Mg

Superant mg ​​massa = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Vaihe 4: Reaktiossa muodostettu MGS -massa massan säilyttämislakiin perustuva

Mgs massa = mg massa + s s

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Harjoitus didaktisiin tarkoituksiin voitiin tehdä seuraavasti:

Laske g -grammat, jotka reagoivat 15 g: n mg: n kanssa, käyttämällä tässä tapauksessa 4: 3: n osuutta.

g s = 15 g mg x (4 g S/mol)/(3 g mg/mol)

20 g

Jos tilanne esitetään tässä tapauksessa, voitaisiin nähdä, että 15 g: tä S: tä ei pääse reagoimaan kokonaan 15 g: n Mg: n kanssa, puuttuva 5 g. Tämä vahvistaa, että ylimääräinen reagenssi on MG ja S on rajoittava reagenssi MGS: n muodostumisessa, kun molemmilla reaktiivisilla elementeillä on sama massa.

Voi palvella sinua: magnesiumfluoridi: rakenne, ominaisuudet, synteesi, käyttö

-Harjoitus 2

Laske natriumkloridin (NACl) ja epäpuhtauksien massa 52 g: ssä NaCl: tä, puhtausprosentti 97,5%.

Tiedot:

-Näytteen massa: 52 g NaCl: ta

-Puhtauden prosenttiosuus = 97,5%.

Vaihe 1: NaCl: n puhtaan massan laskenta

NaCl -massa = 52 g x 97,5%/100%

50,7 g

Vaihe 2: Epäpuhtauksien massan laskenta

% epäpuhtauksia = 100% - 97,5%

2,5%

Epäpuhtauksien massa = 52 g x 2,5%/100%

1,3 g

Siksi 50,7 g: n 52 g: n suola on puhtaita NaCl -kiteitä ja 1,3 g epäpuhtauksia (kuten muita ioneja tai orgaanisia aineita).

-Harjoitus 3

Mitä happimassa (O) on 40 g typpihappoa (HNO₃), tietäen, että sen molekyylipaino on 63 g/mol ja O: n atomipaino on 16 g/mol?

Tiedot:

-HNO -massa₃ = 40 g

-Atomipaino O = 16 g/mol.

-HNO: n molekyylipaino₃

Vaihe 1: Laske HNO: n moolien lukumäärä₃ läsnä 40 g: n hapon massassa

HNO: n moolit₃ = 40 g hnoa₃ x 1 mol hnoa₃/63 g HNO: ta₃

0,635 moolia

Vaihe 2: Laske moolien lukumäärä tai läsnä

HNO -kaava₃ Osoittaa, että HNO: n kutakin moolia tai jokaista moolia on 3 moolia_3.

Moolit O = 0,635 moolia HNO: ta₃ X 3 moolia o/mol HNO: ta₃

1 905 moolia O

Vaihe 3: Laskenta tai läsnä 40 g HNO: ta₃

G O = 1 905 moolia O x 16 g o/molia O: ta

30,48 g

Eli HNO: n 40 g₃, 30,48 g johtuu yksinomaan happiatomien moolien painosta. Tämä suuri hapen osa on tyypillinen oksoanionille tai niiden kolmannelle suolalle (Nano₃, Esimerkiksi).

-Harjoitus 4

Kuinka monta grammaa kaliumkloridia (KCL) valmistetaan hajottamalla 20 g kaliumkloraattia (KCLO₃-A?, Tietäen, että KCL: n molekyylipaino on 74,6 g/mol ja KCLO: n molekyylipaino₃ on 122,6 g/mol

Tiedot:

-Kclo -massa₃ = 20 g

-Kcl: n molekyylipaino = 74,6 g/mol

-Kclo -molekyylipaino₃ = 122,6 g/mol

Vaihe 1: Reaktioyhtälö

2kclo₃ => 2kcl + 3o₂

Vaihe 2: KCLO -massalaskelma₃

g kclo₃ = 2 moolia x 122,6 g/mol

245,2 g

Vaihe 3: KCl -massalaskelma

g Kcl = 2 moolia x 74,6 g/mol

149,2 g

Vaihe 4: Hajoamisen aiheuttaman KCl -massan laskenta

245 g kcloa₃ Ne tuotetaan hajoamisen 149, 2 g KCl: ää. Joten tätä suhdetta (stoikiometrinen kerroin) voidaan käyttää KCl -massan löytämiseen, joka tapahtuu 20 g: stä kcloa₃-

g Kcl = 20 g kcloa₃ x 149 g Kcl / 245,2 g kcloa₃

12,17 g

Huomaa, kuinka O: n massasuhde₂ KCLO: n sisällä₃. 20 g: n kclo₃, Hieman alle puolet johtuu happesta, joka on osa oksoanion kloraattia.

-Harjoitus 5

Löydä seuraavien aineiden prosentuaalinen koostumus: a) dopa, c₉H_yksitoistaEI₄ ja b) turhallina, c₈H₈JOMPIKUMPI₃.

Voi palvella sinua: Dimetylanyliini: rakenne, ominaisuudet, synteesi, käyttää

a) dopa

Vaihe 1: Löydä DPA C: n molekyylipaino₉H_yksitoistaEI₄

Tätä varten niiden alaindeksien edustamien moolien yhdisteessä olevien elementtien atomipaino on alun perin moninkertaistettu. Molekyylipainon löytämiseksi lisätään grammat.

Hiili (c): 12 g/mol x 9 mol = 108 g

Vety (h): 1 g/mol x 11 mol = 11 g

Typpi (n): 14 g/mol x 1 mol = 14 g

Happi (O): 16 g/mol x 4 mol = 64 g

DOP: n molekyylipaino = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

Vaihe 2: Löydä DOPA: ssa olevien elementtien prosentuaalinen koostumus

Tätä varten sen molekyylipaino (197 g) otetaan 100%.

% C = 108 g/197G x 100%

54,82%

% H = 11 g/197 g x 100%

5,6 %

% n = 14 g/197 g x 100%

7,10%

% O = 64 g/197 g

32,48%

b) turha

Osa 1: Vanilliini C: n molekyylipainon laskeminen₈H₈JOMPIKUMPI₃

Tätä varten kunkin elementin atomipaino kerrotaan heidän läsnä olevien moolien lukumäärällä lisäämällä massan, jonka eri elementit tarjoavat

C: 12 g/mol x 8 mol = 96 g

H: 1 g/mol x 8 mol = 8 g

O: 16 g/mol x 3 mol = 48 g

Molekyylipaino = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Osa 2: Löydä % VAINILLINAssa olevista eri elementeistä

Oletetaan, että sen molekyylipaino (152 g/mol) edustaa 100%.

% C = 96 g /152 g x 100%

63,15%

% H = 8 g / 152 g x 100%

5,26%

% O = 48 g/152 g x 100%

31, 58 %

-Harjoitus 6

Alkoholin massaprosentti koostumus on seuraava: hiili (c) 60%, vety (H) 13% ja happi (O) 27%.  Hanki minimi kaava tai empiirinen kaava.

Tiedot:

Atomipainot: c 12 g/mol, h 1 g/mol ja happi 16 g/mol.

Vaihe 1: Alkoholissa olevien elementtien moolien lukumäärän laskeminen

Oletetaan, että alkoholimassa on 100 g. Tämän seurauksena C: n massa on 60 g, H: n massa on 13 g ja happimassa on 27 g.

Moolien lukumäärän laskeminen:

Moolien lukumäärä = elementin massa/paino

Moolit c = 60 g/(12 g/mol)

5 moolia

moolit H = 13 g/(1 g/mol)

13 moolia

Moolit O = 27 g/(16 g/mol)

1,69 moolia

Vaihe 2: Minimi- tai empiirisen kaavan hankkiminen

Tätä varten löytyy kokonaisluvun osuus moolien lukumäärän välillä. Tämän tarkoituksena on saada elementtien atomien lukumäärä vähimmäiskaavassa. Tätä varten eri elementtien moolit jaetaan elementin moolien lukumäärän välillä alemmassa osassa.

C = 5 moolia/1,69 moolia

C = 2,96

H = 13 moolia/1,69 moolia

H = 7,69

O = 1,69 moolia/1,69 moolia

O = 1

Näiden lukujen pyöristäminen, vähimmäiskaava on: c₃H₈JOMPIKUMPI. Tämä kaava vastaa propanolia, ch₃CH₂CH₂vai niin. Tämä kaava on kuitenkin myös yhdistelmä CH₃CH₂Kisko₃, Etyylimetyylieetteri.