Obliczenia stechiometryczne
![Obliczenia stechiometryczne](https://learnaboutworld.com/storage/img/nophoto.jpg)
- 749
- 236
- Pani Waleria Marek
Jakie są obliczenia stechiometryczne?
Obliczenia stechiometryczne Są to te, które są przeprowadzane na podstawie relacji masowych pierwiastków lub związków zaangażowanych w reakcję chemiczną.
Pierwszym krokiem do ich wykonania jest zrównoważenie reakcji chemicznej zainteresowania. Podobnie należy znać prawidłowe wzory związków związanych z procesem chemicznym.
Obliczenia stechiometryczne opierają się na zastosowaniu zestawu praw, w tym: prawo ochrony masowej; prawo określonych proporcji lub stałego składu; I wreszcie prawo wielu proporcji.
Prawo ochrony masy stwierdza, że w reakcji chemicznej suma mas reagujących substancji jest równa suma mas produktów. W reakcji chemicznej całkowita masa pozostaje stała.
Prawo zdefiniowanych proporcji lub stałego składu wskazuje, że pokazujesz inaczej od każdego czystego związku, ma te same elementy w tych samych proporcjach masy. Na przykład czysta woda jest taka sama, niezależnie od jej źródła lub tego, co nadchodzi kontynent (lub planeta).
I trzecie prawo, liczne proporcje, wskazuje, że gdy dwa elementy A i B tworzą więcej niż jeden związek, proporcja masy pierwiastka B, która jest połączona z daną masą pierwiastka A, w każdym ze związków, może wyrażać się w kategoriach małych liczb całkowitych. To znaczy dlaNBM N I M Są liczbami całkowitymi.
Jakie są obliczenia stechiometryczne i ich etapy?
Są to obliczenia zaprojektowane w celu rozwiązywania różnych pytań, które mogą pojawić się podczas badania reakcji chemicznej. W tym celu musi być posiadana znajomość procesów chemicznych i praw, które je rządzą.
Na przykład przy użyciu obliczeń stechiometrycznych z masy reagującej substancji można uzyskać nieznaną masę innego odczynnika. Możesz także znać procentowy skład elementów chemicznych obecnych w związku i z niego, uzyskać wzór empiryczny związku.
W konsekwencji znajomość empirycznego lub minimalnego wzoru związku pozwala na ustanowienie jego wzoru molekularnego.
Ponadto obliczenia stechiometryczne pozwalają w reakcji chemicznej wiedzieć, czym jest odczynnik ograniczający lub czy istnieje nadmiar odczynnika, a także masa tego.
Gradacja
Etapy będą zależeć od rodzaju podniesionego problemu, a także od jego złożoności.
Dwie popularne sytuacje to:
- Dwa elementy reagują, aby spowodować związek i znana jest tylko masa jednego z elementów reagujących.
- Pożądane jest, aby znać nieznaną masę drugiego elementu, a także masę związku wynikającą z reakcji.
Ogólnie rzecz biorąc, w rozstrzygnięciu tych ćwiczeń należy śledzić następującą kolejność etapów:
- Ustalić równanie reakcji chemicznej.
- Równoważyć równanie.
- Trzeci etap to, stosując masę atomową elementów i współczynników stechiometrycznych.
- Następnie, stosując prawo zdefiniowanych proporcji, po znanej masie reagującego elementu i proporcji, z jaką reaguje z drugim elementem, aby poznać masę drugiego elementu.
- A piąty i ostatni etap, jeśli masy reagujących elementów są znane, jego suma pozwala obliczyć masę związku wytwarzanego w reakcji. W takim przypadku informacje te są uzyskiwane na podstawie prawa ochrony masowej.
Rozwiązane ćwiczenia
-Ćwiczenie 1
Jaki jest nadmiar odczynnika, gdy 15 g mg z 15 g S reaguje się na formę Mg? I ile gramów MG wystąpi w reakcji?
Dane:
-Mg i s = 15 g masy
-Waga atomowa Mg = 24,3 g/mol.
-Waga atomowa s = 32,06 g/mol.
Krok 1: Równanie reakcji
Mg +s => mgs (jest już zrównoważony)
Krok 2: Ustanowienie proporcji, w której Mg i S są łączone w celu wytworzenia MG
Aby uprościć, możesz zaokrąglić masę atomową Mg przy 24 g/mol i masę atomową S przy 32 g/mol. Wówczas odsetek, w którym S i Mg są łączone, wynosi 32:24, dzieląc 2 terminy przez 8, proporcja jest zmniejszona do 4: 3.
W wzajemnym proporcjach, w którym MG jest łączone z S, jest równa 3: 4 (mg/s)
Krok 3: Dyskusja i obliczanie nadmiaru odczynnika i jego masy
Masa Mg i S wynosi 15 g dla obu, ale odsetek, w którym reaguje Mg i S, wynosi 3: 4 i nr 1: 1. Następnie można wywnioskować, że nadmiar odczynnika jest MG, ponieważ jest on mniejszy w stosunku do S.
Wniosek ten można przetestować, obliczając masę Mg, która reaguje z 15 g s.
g mg = 15 g S x (3 g mg)/mol)/(4 g s/mol)
11,25 g mg
Superant Mg Mass = 15 g - 11,25 g
3,75 g.
Krok 4: Mgs Masa utworzona w reakcji na podstawie prawa masowej ochrony
Mgs masa = mg masa + masa s s
11,25 g + 15 g.
26, 25 g
Ćwiczenie do celów dydaktycznych można wykonać w następujący sposób:
Oblicz gramy S, które reagują z 15 g mg, przy użyciu w tym przypadku odsetka 4: 3.
g s = 15 g mg x (4 g s/mol)/(3 g mg/mol)
20 g
Gdyby w tym przypadku przedstawiała sytua. To potwierdza, że nadmiar odczynnika to Mg, a S jest ograniczającym odczynnikiem w tworzeniu MG, gdy oba elementy reaktywne mają tę samą masę.
Może ci służyć: fluor magnezowy: struktura, właściwości, synteza, zastosowania-Ćwiczenie 2
Oblicz masę chlorku sodu (NaCl) i zanieczyszczeń w 52 g NaCl z procentem czystości 97,5%.
Dane:
-Masa próbki: 52 g NaCl
-Procent czystości = 97,5%.
Krok 1: Obliczanie czystej masy NaCl
Masa NaCl = 52 g x 97,5%/100%
50,7 g
Krok 2: Obliczanie masy zanieczyszczeń
% zanieczyszczeń = 100% - 97,5%
2,5%
Masa zanieczyszczeń = 52 g x 2,5%/100%
1,3 g
Dlatego z 52 g soli 50,7 g to czyste kryształy NaCl i 1,3 g zanieczyszczeń (takich jak inne jony lub materia organiczna).
-Ćwiczenie 3
Jaka jest masa tlenu (O) w 40 g kwasu azotowego (HNO3), wiedząc, że jego masa cząsteczkowa wynosi 63 g/mol, a masa atomowa O wynosi 16 g/mol?
Dane:
-Hno Mass3 = 40 g
-Waga atomowa O = 16 g/mol.
-Masa cząsteczkowa HNO3
Krok 1: Oblicz liczbę moli HNO3 obecne w masie 40 g kwasu
Mole Hno3 = 40 g HNO3 x 1 mol HNO3/63 g HNO3
0,635 moli
Krok 2: Oblicz liczbę moli lub obecnych
Formuła HNO3 Wskazuje, że istnieją 3 mole lub dla każdego mol HNO3.
Mole o = 0,635 moli HNO3 X 3 mole O/MOL HNO3
1 905 moli O
Krok 3: Obliczanie masy lub obecności w 40 g HNO3
G o = 1905 moli o x 16 g o/mol o
30,48 g
To znaczy 40G HNO3, 30,48 g są wyłącznie spowodowane ciężarem moli atomów tlenu. Ten wielki odsetek tlenu jest typowy dla oksoanionów lub ich soli trzeciorzędowych (Nano3, Na przykład).
-Ćwiczenie 4
Ile gramów chlorku potasu (KCl) jest wytwarzanych przez rozkład 20 g chloranu potasu (KcLo3)?, Wiedząc, że masa cząsteczkowa KCl wynosi 74,6 g/mol, a masa cząsteczkowa KCLO3 to 122,6 g/mol
Dane:
-KcLo Mass3 = 20 g
-Masa cząsteczkowa Kcl = 74,6 g/mol
-Masa cząsteczkowa KcLo3 = 122,6 g/mol
Krok 1: Równanie reakcji
2KCLO3 => 2KCl + 3o2
Krok 2: Obliczanie masy kclo3
G of Kclo3 = 2 mole x 122,6 g/mol
245,2 g
Krok 3: Obliczanie masy KCl
g Kcl = 2 moli x 74,6 g/mol
149,2 g
Krok 4: Obliczanie masy KCl wytwarzanej przez rozkład
245 g KCLO3 Są one wytwarzane przez rozkład 149, 2 g KCl. Tak więc proporcja (współczynnik stechiometryczny) można wykorzystać do znalezienia masy KCl, która występuje z 20 g KCLO3:
g Kcl = 20 g KcLo3 x 149 g KCl / 245,2 g KCLO3
12,17 g
Zwróć uwagę, jak masowy związek O2 Wewnątrz kclo3. Z 20 g Kclo3, Nieco mniej niż połowa wynika z tlenu, który jest częścią chloranu oksoanionu.
-Ćwiczenie 5
Znajdź procentowy skład następujących substancji: a) Dopa, c9HjedenaścieNIE4 i b) Vainillina, c8H8ALBO3.
Może ci służyć: dimetyloinę: struktura, właściwości, synteza, zastosowaniaa) Dopa
Krok 1: Znajdź masę cząsteczkową DPA C9HjedenaścieNIE4
W tym celu początkowo mnoża się masa atomowa elementów obecnych w związku moli reprezentowanych przez ich dolne kroki. Aby znaleźć masę cząsteczkową, dodaje się Gramy wniesione przez różne elementy.
Węgiel (c): 12 g/mol x 9 mol = 108 g
Wodór (H): 1 g/mol x 11 mol = 11 g
Azot (N): 14 g/mol x 1 mol = 14 g
Tlen (O): 16 g/mol x 4 mol = 64 g
Masa cząsteczkowa DOP = (108 G + 11 G + 14G + 64 g)
197 g
Krok 2: Znajdź procentowy skład elementów obecnych w DOPA
Aby to zrobić, jego masa cząsteczkowa (197 g) jest traktowana jako 100%.
% C = 108 g/197g x 100%
54,82%
% H = 11 g/197g x 100%
5,6 %
% n = 14 g/197 g x 100%
7,10%
% O = 64 g/197 g
32,48%
b) Vainillina
Część 1: Obliczanie masy cząsteczkowej waniliny C8H8ALBO3
Aby to zrobić, masa atomowa każdego elementu jest mnożona przez liczbę obecnych moli, dodając masę, którą zapewniają różne elementy
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
Waga cząsteczkowa = 96 g + 8 g + 48 g
152 g
Część 2: Znajdź % różnych elementów obecnych w Vainillina
Zakłada się, że jego masa cząsteczkowa (152 g/mol) stanowi 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 %
-Ćwiczenie 6
Skład procentu masy alkoholu jest następujący: węgiel (C) 60%, wodór (H) 13% i tlen (O) 27%. Uzyskaj minimalną formułę lub formułę empiryczną.
Dane:
Wagi atomowe: C 12 g/mol, H 1G/mol i tlen 16 g/mol.
Krok 1: Obliczanie liczby moli elementów obecnych w alkoholu
Zakłada się, że masa alkoholu wynosi 100 g. W związku z tym masa C wynosi 60 g, masa H wynosi 13 g, a masa tlenu wynosi 27 g.
Obliczanie liczby moli:
Liczba moli = masa elementu pierwiastka/waga
mole C = 60 g/(12 g/mol)
5 moli
mole H = 13 g/(1 g/mol)
13 moli
mole o = 27 g/(16 g/mol)
1,69 moli
Krok 2: Uzyskanie wzoru minimalnego lub empirycznego
Aby to zrobić, stwierdzono odsetek liczby całkowitej między liczbą moli. Służy to do uzyskania liczby atomów pierwiastków w minimalnym wzorze. W tym celu mole różnych elementów są podzielone między liczbę moli elementu w niższym proporcji.
C = 5 moli/1,69 moli
C = 2,96
H = 13 moli/1,69 moli
H = 7,69
O = 1,69 moli/1,69 moli
O = 1
Zaokrąglając te figury, minimalna formuła to: C3H8ALBO. Ta formuła odpowiada wzoru propanolu, ch3Ch2Ch2Oh. Jednak ten wzór jest również złożonym CH3Ch2Och3, Eter etylu metylowy.