Stoihiometrični izračuni

Kaj so stehiometrični izračuni?

The Stoihiometrični izračuni To so tisti, ki se izvajajo na podlagi masnih razmerij elementov ali spojin, vključenih v kemijsko reakcijo.

Prvi korak za njihovo izvajanje je uravnoteženje kemijske reakcije, ki vas zanima. Prav tako je treba poznati pravilne formule spojin, vključenih v kemični proces.

Stoihiometrični izračuni temeljijo na uporabi niza zakonov, med katerimi je naslednje: zakon o ohranjanju množice; zakon opredeljenih razmer ali konstantne sestave; In končno, zakon več razsežnosti.

Zakon o ohranjanju mase navaja, da je v kemični reakciji vsota mase reaktivnih snovi enaka vsoti mase produktov. V kemični reakciji ostane skupna masa konstantna.

Zakon definiranih razmer ali konstantne sestave kaže, da kažete, da se razlikujete od katere koli čiste spojine, imajo enake elemente v istih masovnih razmerjih. Na primer, čista voda je enaka ne glede na njegov vir ali kaj pride do celine (ali planeta).

In tretji zakon, ki je v več razmerjih, kaže, da ko dva elementa A in B tvorita več kot eno spojino, lahko delež mase elementa B, ki je v kombinaciji z dano maso elementa A v vsaki od spojin, lahko izraženo v smislu majhnih celotnih številk. To je za a_nB_m n in m So cele številke.

Kaj so stehiometrični izračuni in njihove stopnje?

So izračuni, namenjeni reševanju različnih vprašanj, ki se lahko pojavijo, ko se preučuje kemična reakcija. Za to je treba imeti znanje o kemičnih procesih in zakonih, ki jih urejajo.

Z uporabo stehiometričnega izračuna, na primer iz mase reakcijske snovi, lahko dobimo neznano maso drugega reagenta. Prav tako lahko poznate odstotno sestavo kemijskih elementov, ki so prisotni v spojini in iz nje, pridobite empirično formulo spojine.

Posledično poznavanje empirične ali minimalne formule spojine omogoča vzpostavitev njegove molekularne formule.

Poleg tega stehiometrični izračun v kemični reakciji omogoča vedeti, kaj je omejevalni reagent, ali če obstaja presežek reagenta, pa tudi masa tega.

Obdobja

Stopnje bodo odvisne od vrste sproženosti, pa tudi njene zapletenosti.

Dve skupni situaciji sta:

• Dva elementa reagirata tako, da povzročata spojino in znana je le masa enega od reakcijskih elementov.
• Zaželeno je poznati neznano maso drugega elementa, pa tudi maso spojine, ki je posledica reakcije.

Na splošno je treba pri reševanju teh vaj upoštevati naslednji vrstni red faz:

• Vzpostavite enačbo kemijske reakcije.
• Uravnoteži enačbo.
• Tretja stopnja je z uporabo atomskih mas pohahiometričnih elementov in koeficientov, pri čemer dobimo delež mase reaktivnih elementov.
• Nato z uporabo zakona definiranih razsežnosti, ko je masa reakcijskega elementa znana, in delež, s katerim reagira z drugim elementom, da pozna maso drugega elementa.
• In peto in zadnjo fazo, če so znane mase reakcijskih elementov, vam vsota omogoča izračun mase spojine, proizvedene v reakciji. V tem primeru se te informacije pridobijo na podlagi zakona o ohranjanju množice.

Lahko vam služi: alfa-zotoglutarate: lastnosti, funkcije in aplikacije

Rešene vaje

-Vaja 1

Kakšen je presežek reagenta, ko se reagira 15 g mg s 15 g S, da tvori mg? In koliko gramov MG se bo zgodilo v reakciji?

Podatki:

-Mg in s = 15 g masa

-Atomska teža mg = 24,3 g/mol.

-Atomska teža s = 32,06 g/mol.

1. korak: Enačba reakcije

Mg +s => mg (že je uravnotežen)

2. korak: Vzpostavitev deleža, v katerem se MG in S združita za proizvodnjo MG

Če želite poenostaviti, lahko zaokrožite atomsko maso Mg pri 24 g/mol in atomsko maso S pri 32 g/mol. Potem bo delež, v katerem sta S in MG združena, 32:24, delitev 2 izraza do 8.

V vzajemnem delu je delež, v katerem je MG kombiniran s S, enak 3: 4 (mg/s)

3. korak: razprava in izračun presežka reagenta in njegove mase

Masa Mg in S je 15 g za oba, vendar je delež, v katerem sta Mg in S react 3: 4 in št. 1: 1. Potem je mogoče ugotoviti, da je presežek reagenta MG, saj je v manjši deleži glede na S.

Ta sklep je mogoče preizkusiti z izračunom mase Mg, ki reagira s 15 g S.

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

11,25 g mg

SuperAnt Mg masa = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

4. korak: MGS masa, oblikovana v reakciji, ki temelji na zakonu ohranjanja mase

Mgs masa = mg masa + masa S

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Vaja za didaktične namene je mogoče izvesti na naslednji način:

Izračunajte grame S, ki reagirajo s 15 g mg, v tem primeru uporabite delež 4: 3.

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

20 g

Če bi bila situacija predstavljena v tem primeru, je mogoče videti, da 15 g S ne bo doseglo popolnoma reagiranja s 15 g Mg, manjka 5 g. To potrjuje, da je presežek reagenta Mg in S, omejujoči reagent pri tvorbi MG, kadar imata oba reaktivna elementa enako maso.

Vam lahko služi: magnezijev fluorid: struktura, lastnosti, sinteza, uporaba

-Vaja 2

Izračunajte maso natrijevega klorida (NACL) in nečistoče v 52 g NaCl z odstotkom čistosti 97,5%.

Podatki:

-Vzorčna masa: 52 g NaCl

-Odstotek čistosti = 97,5%.

1. korak: Izračun NACL -ove čiste mase

NaCl masa = 52 g x 97,5%/100%

50,7 g

2. korak: Izračun mase nečistoč

% nečistoče = 100% - 97,5%

2,5%

Masa nečistoč = 52 g x 2,5%/100%

1,3 g

Zato je od 52 g soli 50,7 g čisti NaCl kristali in 1,3 g nečistoče (na primer druge ione ali organske snovi).

-Vaja 3

Kakšna je kisikasta masa (O) v 40 g dušikove kisline (hno₃), saj vemo, da je njegova molekulska teža 63 g/mol, atomska teža O?

Podatki:

-Hno masa₃ = 40 g

-Atomska teža o = 16 g/mol.

-Molekulska teža HNO₃

1. korak: Izračunajte število molov HNO₃ prisoten v masi 40 g kisline

Moli hno₃ = 40 g hno₃ x 1 mol hno₃/63 g hno₃

0,635 molov

2. korak: Izračunajte število molov ali prisotnih

Formula hno₃ Označuje, da obstajajo 3 mole ali za vsak mol HNO_3.

Moli O = 0,635 molov HNO₃ X 3 moli o/mol hno₃

1.905 molov O

3. korak: Izračun mase ali prisotne v 40 g hno₃

G O = 1,905 molov O x 16 g O/mol O

30,48 g

To je 40g HNO₃, 30,48G je izključno zaradi teže molov kisikovih atomov. Ta velik delež kisika je značilen za oksoanije ali njihove terciarne soli (nano₃, Na primer).

-Vaja 4

Koliko gramov kalijevega klorida (KCL) nastane z razpadom 20 g kalijevega klorata (KCLO₃)?, Vemo, da je molekulska masa KCL 74,6 g/mol in molekulska masa KClo₃ je 122,6 g/mol

Podatki:

-KCLO MASA₃ = 20 g

-Molekulska teža KCL = 74,6 g/mol

-KCLO molekularna teža₃ = 122,6 g/mol

1. korak: Enačba reakcije

2kclo₃ => 2KCl + 3o₂

2. korak: KCLO MASS izračun₃

g Kclo₃ = 2 mola x 122,6 g/mol

245,2 g

3. korak: KCL masni izračun

g KCL = 2 mola x 74,6 g/mol

149,2 g

4. korak: Izračun mase KCL, ki nastane z razgradnjo

245 g KCO₃ Proizvajajo jih z razgradnjo 149, 2 g KCL. Torej, ta delež (stoihiometrični koeficient) lahko uporabimo za iskanje mase KCL, ki se pojavi od 20 g KCLO₃:

g KCL = 20 g KCLO₃ x 149 g KCL / 245,2 g KCLO₃

12,17 g

Upoštevajte, kako masovni odnos O₂ Znotraj kclo₃. Od 20 g Kclo₃, Malo manj kot polovica je posledica kisika, ki je del klorata Oxoanion.

-Vaja 5

Poiščite odstotno sestavo naslednjih snovi: a) dopa, c₉H_enajstNe₄ in b) vainillina, c₈H₈Tudi₃.

Vam lahko služi: dimetilanil: struktura, lastnosti, sinteza, uporaba

a) dopa

1. korak: Poiščite molekulsko maso DPA C₉H_enajstNe₄

Za to je atomska teža elementov, prisotnih v spojini molov, ki jih predstavljajo njihovi naročniki, sprva pomnožena. Za iskanje molekulske mase se dodajo grami, ki jih prispevajo različni elementi.

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

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

Dušik (n): 14 g/mol x 1 mol = 14 g

Kisik (o): 16 g/mol x 4 mol = 64 g

Molekulska teža dop = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 g

2. korak: Poiščite odstotno sestavo elementov, ki so prisotni v DOPA

Da bi to naredili, je njegova molekulska teža (197 g) vzeta kot 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

1. del: Izračun molekulske mase vanilina c₈H₈Tudi₃

Če želite to narediti, se atomska teža vsakega elementa pomnoži s številom prisotnih molov in dodaja maso, ki jo ponujajo različni elementi

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

Molekulska teža = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

2. del: Poiščite % različnih elementov, ki so prisotni v Vainillini

Domneva se, da njegova molekulska teža (152 g/mol) predstavlja 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 %

-Vaja 6

Masna odstotna sestava alkohola je naslednja: ogljik (c) 60%, vodik (H) 13% in kisik (O) 27%.  Pridobite svojo minimalno formulo ali empirično formulo.

Podatki:

Atomske mase: C 12 g/mol, H 1G/mol in kisik 16 g/mol.

1. korak: Izračun števila molov elementov, prisotnih v alkoholu

Domneva se, da je masa alkohola 100 g. Posledično je masa C 60 g, masa H je 13 g, masa kisika pa 27 g.

Izračun števila molov:

Število molov = masa elementa elementa/teže

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

5 molov

moli h = 13 g/(1 g/mol)

13 molov

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

1,69 molov

2. korak: Pridobitev minimalne ali empirične formule

Za to najdemo delež celotne številke med številom molov. To služi za pridobitev števila atomov elementov v minimalni formuli. V ta namen so moli različnih elementov razdeljeni med število molov elementa v nižjem deležu.

C = 5 molov/1,69 molov

C = 2,96

H = 13 molov/1,69 molov

H = 7,69

O = 1,69 molov/1,69 molov

O = 1

Zaokrožitev teh številk je najmanjša formula: c₃H₈Tudi. Ta formula ustreza formuli propanola, ch₃Pogl₂Pogl₂Oh. Vendar je ta formula tudi sestavljena ch₃Pogl₂Och₃, Etil metil eter.