Stichiometriniai skaičiavimai, kuriuos jie sudaro, etapai, pratimai



The stechiometriniai skaičiavimai yra tie, kurie yra pagaminti remiantis cheminių reakcijų elementų ar junginių masių santykiais.

Pirmasis jų realizavimo žingsnis yra subalansuoti dominančią cheminę reakciją. Taip pat turi būti žinomos tinkamos junginių, dalyvaujančių cheminiame procese, formulės.

Stechiometriniai skaičiavimai grindžiami įstatymų rinkiniu, tarp kurių yra šie: masės išsaugojimo įstatymas; tam tikrų proporcijų ar nuolatinės sudėties įstatymas; ir, galiausiai, daugialypę teisę.

Masės išsaugojimo įstatymas rodo, kad cheminės reakcijos metu reagentų masių suma yra lygi produktų masių sumai. Cheminės reakcijos metu bendra masė išlieka pastovi.

Konkrečių proporcijų ar pastovios sudėties įstatyme teigiama, kad skirtingų bet kurio gryno junginio mėginiai turi tuos pačius elementus tomis pačiomis masės proporcijomis. Pavyzdžiui, grynas vanduo yra tas pats, nesvarbu, koks jos šaltinis, ar kuris žemynas (ar planeta), iš kurio jis kilęs.

Ir trečiasis įstatymas, kuriame yra daug proporcijų, rodo, kad kai du elementai A ir B sudaro daugiau nei vieną junginį, elemento B masės dalis, kuri sujungia su tam tikra elemento A dalimi, kiekviename junginyje. , gali būti išreikštas mažais sveikaisiais skaičiais. Tai yra, AnBm n ir m jie yra sveiki skaičiai.

Indeksas

  • 1 Kokie yra stechiometriniai skaičiavimai ir jų etapai??
    • 1.1 etapai
  • 2 Išspręstos pratybos
    • 2.1. 1 užduotis
    • 2.2. 2 užduotis
    • 2.3. 3 užduotis
    • 2.4. 4 užduotis
    • 2.5 - 5 užduotis
    • 2.6. 6 pratimas
  • 3 Nuorodos

Kokie yra stechiometriniai skaičiavimai ir jų etapai?

Tai yra skaičiavimai, skirti spręsti įvairius klausimus, kurie gali kilti tiriant cheminę reakciją. Tam reikia turėti žinių apie cheminius procesus ir juos reglamentuojančius įstatymus.

Naudojant stechiometrinius skaičiavimus, galima gauti, pavyzdžiui, iš reagento masės, nežinomos kitos reagento masės. Taip pat galite žinoti cheminių elementų, esančių junginyje ir iš jo, procentinę sudėtį, gauti empirinę formulės formulę.

Todėl žinios apie empirinę arba minimalią junginio formulę leidžia nustatyti jos molekulinę formulę.

Be to, stechiometrinis skaičiavimas leidžia žinoti cheminėje reakcijoje, kuri yra ribojantis reagentas, arba jei yra perteklinis reagentas, taip pat ir šios medžiagos masė..

Etapai

Etapai priklausys nuo problemos pobūdžio ir sudėtingumo.

Dvi įprastos situacijos:

-Reaguokite du elementus, kad gautumėte junginį, ir žinokite tik vienos iš reagentų masę.

-Pageidautina žinoti nežinomą antrojo elemento masę, taip pat ir reakcijos metu susidarančio junginio masę.

Apskritai sprendžiant šiuos pratimus turi būti laikomasi šių etapų:

-Nustatykite cheminės reakcijos lygtį.

-Suderinkite lygtį.

-Trečiasis etapas, naudojant elementų atraminius svorius ir stechiometrinius koeficientus, sudaro reagentų masių santykį.

-Tada, naudojant nustatytų proporcijų įstatymą, kai reaguojančio elemento masė ir proporcija, su kuria ji reaguoja su antruoju elementu, yra žinoma antrojo elemento masė.

-Ir penktas ir paskutinis etapas, jei žinome reagentų elementų masę, jų suma leidžia apskaičiuoti reakcijoje susidariusio junginio masę. Tokiu atveju ši informacija gaunama remiantis masės išsaugojimo teise.

Išspręstos pratybos

-1 pratimas

Koks likęs reagentas, kai 15 g Mg reaguoja su 15 g S, kad susidarytų MgS? Ir kiek gramų MgS susidarys reakcijoje?

Duomenys:

-Mg masė ir S = 15 g

-Mg atominė masė = 24,3 g / mol.

-Atominė masė S = 32,06 g / mol.

1 etapas: reakcijos lygtis

Mg + S => MgS (jau subalansuota)

2 žingsnis: Nustatykite santykį, kuriame Mg ir S jungiasi gaminant MgS

Siekiant paprastumo, Mg atominė masė gali būti suapvalinta iki 24 g / mol ir atominė masė S iki 32 g / mol. Tuomet S ir Mg santykis bus 32:24, dalinant 2 terminus 8, dalis sumažinama iki 4: 3.

Abipusės formos santykis su Mg yra lygus 3: 4 (Mg / S)

3 etapas: likusio reagento ir jo masės aptarimas ir skaičiavimas

Mg ir S masė abiem yra 15 g, tačiau santykis, kuriame reaguoja Mg ir S, yra 3: 4, o ne 1: 1. Tada galima daryti išvadą, kad likęs reagentas yra Mg, nes jis yra mažesnis, palyginti su S.

Ši išvada gali būti išbandyta apskaičiuojant Mg masę, kuri reaguoja su 15 g S.

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

11,25 g Mg

Mg perteklius = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

4 žingsnis: MgS masė, susidariusi reakcijoje, pagrįsta masės išsaugojimo teise

MgS masė = S masės Mg + masė

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Mokymas su didaktiniais tikslais galėtų būti atliktas taip:

Apskaičiuokite S gramus, kurie reaguoja su 15 g Mg, šiuo atveju santykiu 4: 3.

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

20 g

Jei šioje byloje būtų pateikta situacija, galima pastebėti, kad 15 g S nepasiekia visiškai reaguoti su 15 g Mg, trūksta 5 g. Tai patvirtina, kad likęs reagentas yra Mg ir S yra ribojantis reagentas formuojant MgS, kai abu reaktyvūs elementai turi tą pačią masę.

-2 pratimas

Natrio chlorido (NaCl) ir priemaišų masė apskaičiuojama 52 g NaCl, kurio grynumo procentas yra 97,5%..

Duomenys:

-Mėginio masė: 52 g NaCl

-Grynumas procentais = 97,5%.

1 etapas: gryno NaCl masės apskaičiavimas

NaCl masė = 52 g x 97,5% / 100%

50,7 g

2 žingsnis: priemaišų masės apskaičiavimas

% priemaišų = 100% - 97,5%

2,5%

Priemaišų masė = 52 g x 2,5% / 100%

1,3 g

Todėl iš 52 g druskos 50,7 g yra gryni NaCl kristalai ir 1,3 g priemaišų (pvz., Kitų jonų ar organinių medžiagų)..

-3 pratimas

Kokia deguonies masė (O) yra 40 g azoto rūgšties (HNO)3), žinant, kad jo molekulinė masė yra 63 g / mol ir O atomo masė yra 16 g / mol?

Duomenys:

-HNO masė3 = 40 g

-Atominė masė O = 16 g / mol.

-HNO molekulinė masė3

1 žingsnis: Apskaičiuokite HNO molių skaičių3 yra 40 g rūgšties masės

HNO molai3 = 40 g HNO3 x 1 molio HNO3/ 63 g HNO3

0,635 mol

2 žingsnis: Apskaičiuokite O esančių molių skaičių

HNO formulė3 rodo, kad yra 3 moliai O kiekvienai HNO molai3.

O = 0,635 molio HNO3 X 3 moliai O / mol HNO3

1,905 moliai O

3 žingsnis: Apskaičiuokite O kiekį, esantį 40 g HNO3

g O = 1,905 molio O x 16 g O / mol O

30,48 g

Tai yra, 40 g HNO3, 30,48 g priklauso tik nuo deguonies atomų molių masės. Ši didelė deguonies dalis yra būdinga oksanoanams arba jų tretinėms druskoms (NaNO3, pavyzdžiui).

-4 pratimas

Kiek gramų kalio chlorido (KCl) gaunama skiliant 20 g kalio chlorato (KClO)?3), žinant, kad KCl molekulinė masė yra 74,6 g / mol ir KClO molekulinė masė3 jis yra 122,6 g / mol

Duomenys:

-KClO masė3 = 20 g

-KCl molekulinė masė = 74,6 g / mol

-KClO molekulinė masė3 = 122,6 g / mol

1 etapas: reakcijos lygtis

2KClO3 => 2KCl + 3O2

2 žingsnis: KClO masės apskaičiavimas3

g KClO3 = 2 moliai, 122,6 g / mol

245,2 g

3 žingsnis: Apskaičiuokite KCl masę

g KCl = 2 moliai x 74,6 g / mol

149,2 g

4 etapas: skilimo metu susidariusios KCl masės apskaičiavimas

245 g KClO3 Skilimo metu susidaro 149,2 g KCl. Tada šį santykį (stechiometrinį koeficientą) galima naudoti norint rasti KCl masę, pagamintą iš 20 g KClO.3:

g KCl = 20 g KClO3 x 149 g KCl / 245,2 g KClO3

12,17 g

Atkreipkite dėmesį, kaip yra O masės santykis2 KClO viduje3. Iš 20 g KClO3, šiek tiek mažiau nei pusė yra dėl deguonies, kuri yra oksoaniono chlorato dalis.

-5 pratimas

Suraskite šių medžiagų procentinę sudėtį: a) dopa, C9H11NE4 ir b) Vainillina, C8H8O3.

a) Dopa

1 žingsnis: suraskite Dopa molekulinę masę9H11NE4

Norėdami tai padaryti, junginyje esančių elementų atomo svoris iš pradžių yra padaugintas iš jų abonentų pateiktų molių skaičiaus. Norėdami rasti molekulinę masę, pridėkite skirtingų elementų pateiktus gramus.

Anglis (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g

Vandenilis (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g

Azotas (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g

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

Dopa molekulinė masė = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

2 žingsnis: suraskite dopoje esančių elementų sudėtį

Dėl to jo molekulinė masė (197 g) laikoma 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) Vanilinas

1 dalis. Vanilino C molekulinės masės apskaičiavimas8H8O3

Norėdami tai padaryti, kiekvieno elemento atominė masė padauginama iš dabartinių molių skaičiaus, pridedant skirtingų elementų masę

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

Molekulinė masė = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

2 dalis. Rasti įvairių elementų, esančių vanilinu

Daroma prielaida, kad jo molekulinė masė (152 g / mol) yra 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%

-6 pratimas

Alkoholio masės procentinė sudėtis yra tokia: anglis (C) 60%, vandenilis (H) 13% ir deguonis (O) 27%. Gaukite minimalią formulę arba empirinę formulę.

Duomenys:

Atominiai svoriai: C 12 g / mol, H 1 g / mol ir deguonis 16 g / mol.

1 žingsnis: alkoholyje esančių elementų molių skaičiaus apskaičiavimas

Daroma prielaida, kad alkoholio masė yra 100 g. Todėl C masė yra 60 g, H masė yra 13 g, o deguonies masė - 27 g.

Molių skaičiaus apskaičiavimas:

Molių skaičius = elemento elemento / atominės masės masė

molai C = 60 g / (12 g / mol)

5 molai

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

13 molų

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

1,69 mol

2 žingsnis: gauti minimalią ar empirinę formulę

Norėdami tai padaryti, randame sveikųjų skaičių santykį tarp molių skaičiaus. Tai padeda nustatyti elementų atomų skaičių mažiausioje formulėje. Šiuo tikslu skirtingų elementų apgamai skirstomi į elemento molių skaičių mažesne dalimi.

C = 5 molai / 1,69 mol

C = 2.96

H = 13 mol / 1,69 mol

H = 7,69

O = 1,69 molio / 1,69 molio

O = 1

Apvalinant šiuos skaičius, mažiausia formulė yra: C3H8O. Ši formulė atitinka propanolio, CH3CH2CH2OH. Tačiau ši formulė taip pat yra CH junginio formulė3CH2OCH3, etilo metileterio.

Nuorodos

  1. Dominguez Arias M. J. (s.f.). Cheminių reakcijų skaičiavimai. Susigrąžinta iš: uv.es
  2. Skaičiavimai su cheminėmis formulėmis ir lygtimis. [PDF] Paimta iš: 2.chemistry.msu.edu
  3. Sparknotes. (2018). Stechiometrinis skaičiavimas. Gauta iš: sparknotes.com
  4. ChemPages Netorials. (s.f.). Stichiometrijos modulis: Bendra stichiometrija. Gauta iš: chem.wisc.edu
  5. Flores, J. Química (2002) Redakcijos Santillana.
  6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.