A sztöchiometrikus számítások az általuk alkotott, szakaszok, gyakorlatok megoldása



az sztöchiometrikus számítások azok, amelyek a kémiai reakcióban résztvevő elemek vagy vegyületek tömegkapcsolatai alapján készülnek.

Az első lépés, hogy megvalósítsuk őket, az érdekes kémiai reakció kiegyensúlyozása. Ismertek a kémiai folyamatban részt vevő vegyületek megfelelő képletei is.

A sztöchiometrikus számítások egy törvénysorozat alkalmazásán alapulnak, amelyek között a következők szerepelnek: A tömeg megőrzésének törvénye; határozott arányú vagy állandó összetételű törvény; és végül a többszörös arányú törvény.

A tömeg megőrzésének törvénye azt jelzi, hogy kémiai reakcióban a reagensek tömegének összege megegyezik a termékek tömegének összegével. Kémiai reakcióban a teljes tömeg állandó marad.

A határozott arányok vagy állandó összetételű jogszabályok azt állítják, hogy a tiszta vegyületek különböző mintái ugyanolyan tömegarányban ugyanazokkal az elemekkel rendelkeznek. Például a tiszta víz ugyanaz, függetlenül attól, hogy milyen forrásból származik, vagy melyik kontinens (vagy bolygó) származik.

És a harmadik törvény, amely több arányban van, azt jelzi, hogy ha két A és B elem több vegyületet alkot, akkor a B-elem tömegének aránya, amely egyes A-elem tömegével egyesül, mindegyik vegyületben. , kis egész számokkal fejezhető ki. Vagyis az AnBm n és m egész számok.

index

  • 1 Melyek a sztöchiometrikus számítások és azok szakaszai??
    • 1.1. Szakaszok
  • 2 A gyakorlatok megoldása
    • 2.1. 1. gyakorlat
    • 2.2. 2. gyakorlat
    • 2.3. 3. gyakorlat
    • 2.4. 4. gyakorlat
    • 2.5 - 5. gyakorlat
    • 2.6. 6. gyakorlat
  • 3 Referenciák

Melyek a sztöchiometrikus számítások és azok szakaszai?

Ezek olyan számítások, amelyek a kémiai reakció vizsgálata során felmerülő különböző kérdések megoldására szolgálnak. Ehhez ismerni kell a kémiai folyamatokat és az őket szabályozó törvényeket.

A sztöchiometrikus számítás alkalmazásával például egy reagens tömegéből, egy másik reagens ismeretlen tömegéből lehet beszerezni. Ismeri a vegyületben jelen lévő kémiai elemek százalékos összetételét, és a vegyület empirikus képletét.

Következésképpen a vegyület empirikus vagy minimális képletének ismerete lehetővé teszi a molekuláris képlet kialakítását.

Ezen túlmenően a sztöchiometrikus számítás lehetővé teszi, hogy kémiai reakcióban tudjuk megismerni a korlátozó reagenst, vagy ha van egy többletreagens, valamint ennek a tömegnek a száma..

szakaszában

A szakaszok a felkínált probléma típusától és összetettségétől függnek.

Két általános helyzete a következő:

-Reagáljon két elemre, hogy egy vegyületet kapjon, és csak az egyik reagens tömegét ismerje meg.

-Kívánatos tudni a második elem ismeretlen tömegét, valamint a reakcióból származó vegyület tömegét.

Általában ezeknek a gyakorlatoknak a megoldása során a következő lépések sorrendjét kell követni:

-Állítsa be a kémiai reakcióegyenletet.

-Mérlegelje az egyenletet.

-A harmadik szakasz az elemek atomtömege és a sztöchiometriai együtthatók alkalmazásával a reaktánsok tömegének aránya..

-Ezután, a meghatározott arányok törvényének alkalmazásával, miután a reaktáns elem tömege és a második elemgel reagáló arány ismert, ismeri a második elem tömegét..

-És az ötödik és az utolsó szakasz, ha ismerjük a reaktáns elemek tömegét, összege lehetővé teszi számunkra a reakcióban előállított vegyület tömegének kiszámítását. Ebben az esetben ez az információ a tömeg megőrzésének törvénye alapján nyerhető.

Megoldott gyakorlatok

-1. gyakorlat

Mi a fennmaradó reagens, ha 15 g Mg-t 15 g S-vel reagáltatunk MgS? És hány gramm MgS-t termelnek a reakcióban?

adat:

-Mg tömeg és S = 15 g

-Mg atomtömeg = 24,3 g / mol.

-Atomtömeg: S = 32,06 g / mol.

1. lépés: a reakcióegyenlet

Mg + S => MgS (már kiegyensúlyozott)

2. lépés: Határozzuk meg azt az arányt, amelyben az Mg és S a MgS-t termeli

Az egyszerűség kedvéért a Mg atomtömege 24 g / mol-ra és az S-atom 32 g / mol-ra kerekíthető. Ezután az S és a Mg együttes aránya 32:24 lesz, osztva a 2 kifejezést 8-ra, az arány 4: 3-ra csökken..

Visszatérő formában az Mg aránya az S-vel 3: 4 (Mg / S).

3. lépés: a fennmaradó reagens és annak tömegének megvitatása és kiszámítása

A Mg és S tömege mindkét esetében 15 g, de az Mg és S reakció aránya 3: 4 és nem 1: 1. Ezután arra lehet következtetni, hogy a fennmaradó reagens Mg, mivel kisebb arányban van az S-hez viszonyítva.

Ezt a következtetést tesztelhetjük a 15 g S-val reagáló Mg tömegének kiszámításával.

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

11,25 g Mg

Mg felesleges tömeg = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

4. lépés: A magnézium-szulfát tömege, amely a tömeg megőrzésére vonatkozó törvény alapján alakult ki

A MgS tömege = Mg + S tömeg

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

A didaktikai célú edzés a következő módon történhet:

Számítsuk ki az S grammját, amely 15 g Mg-mal reagál, ebben az esetben 4: 3 arányt alkalmazva.

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

20 g

Ha ebben az esetben a helyzetet bemutatjuk, akkor látszik, hogy a 15 g S nem éri el, hogy teljes mértékben reagáljon a 15 g Mg-val, hiányzik az 5 g. Ez megerősíti, hogy a fennmaradó reagens Mg és S a korlátozó reagens a MgS képződésében, amikor mindkét reaktív elem azonos tömegű.

-2. gyakorlat

Számítsuk ki a nátrium-klorid (NaCl) és a szennyeződések tömegét 52 g NaCl-ban, amelynek tisztasági aránya 97,5%..

adat:

-A minta tömege: 52 g NaCl

-Tisztasági százalék = 97,5%.

1. lépés: A tiszta NaCl tömegének kiszámítása

NaCl tömeg = 52 g x 97,5% / 100%

50,7 g

2. lépés: a szennyeződések tömegének kiszámítása

% szennyeződések = 100% - 97,5%

2,5%

A szennyeződések tömege = 52 g x 2,5% / 100%

1,3 g

Ezért az 52 g sóból 50,7 g tiszta nátrium-klorid-kristály és 1,3 g szennyeződések (például más ionok vagy szerves anyagok)..

-3. gyakorlat

Milyen oxigén (O) tömege 40 g salétromsavban van (HNO3), tudva, hogy molekulatömege 63 g / mol, és O atomtömege 16 g / mol?

adat:

-HNO tömeg3 = 40 g

-Atomtömeg O = 16 g / mol.

-A HNO molekulatömege3

1. lépés: Számolja ki a HNO móljainak számát3 40 g savban van jelen

A HNO mólja3 = 40 g HNO3 x 1 mol HNO3/ 63 g HNO3

0,635 mol

2. lépés: Számolja ki az O jelenlévő mólok számát

A HNO képlete3 jelzi, hogy 3 mól O-t tartalmaz minden HNO-molra3.

Mól O = 0,635 mol HNO3 X 3 mol O / mol HNO3

1,905 mol O

3. lépés: Számítsuk ki az O tömegét 40 g HNO-ban3

g = O = 1,905 mól O x 16 g O / mol O

30,48 g

Ez azt jelenti, hogy a 40 g HNO3, 30,48 g kizárólag az oxigénatomok móltömegének köszönhető. Ez az oxigén nagy része oxoanionokra vagy tercier sóikra (NaNO) jellemző3, például).

-4. gyakorlat

Hány gramm kálium-kloridot (KCl) állítunk elő 20 g kálium-klorid (KClO) bomlásával?3), tudva, hogy a KCl molekulatömege 74,6 g / mol és a KClO molekulatömege3 122,6 g / mol

adat:

-A KClO tömege3 = 20 g

-KCI = 74,6 g / mol molekulatömeg

-A KClO molekulatömege3 = 122,6 g / mol

1. lépés: a reakcióegyenlet

2KClO3 => 2KCl + 3O2

2. lépés: A KClO tömegének kiszámítása3

g KClO-t3 = 2 mól x 122,6 g / mol

245,2 g

3. lépés: Számítsa ki a KCl tömegét

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

149,2 g

4. lépés: A bomlással előállított KCl tömegének kiszámítása

245 g KClO-t3 A bomlással 149,2 g KCl-t állítunk elő. Ezután ezt az arányt (sztöchiometriai együttható) használhatjuk arra, hogy megtaláljuk a KCl tömegét, amely 20 g KClO-ból származik.3:

g KCl = 20 g KClO-t3 x 149 g KCl / 245,2 g KClO-t3

12,17 g

Figyelje meg, hogy az O tömegaránya2 a KClO-n belül3. A 20 g KClO-ból3, valamivel kevesebb, mint a fele az oxoanion-klorát része.

-5. gyakorlat

Keresse meg a következő anyagok százalékos összetételét: a) dopa, C9H11NO4 és b) Vainillina, C8H8O3.

a) Dopa

1. lépés: Keresse meg a dopa molekulatömegét9H11NO4

Ehhez a vegyületben lévő elemek atomtömegét először szorozzuk meg az al-indexeik által képviselt molok számával. A molekulatömeg megállapításához adjuk hozzá a különböző elemek által biztosított grammokat.

Szén (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g

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

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

Oxigén (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g

A dopa molekulatömege = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

2. lépés: Keresse meg a dopában lévő elemek százalékos összetételét

Ehhez a molekulatömegét (197 g) 100% -nak tekintjük..

% C = 108 g / 197 g 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) Vanillin

1. rész: A vanillin C molekulatömegének kiszámítása8H8O3

Ehhez az egyes elemek atomtömegét megszorozzuk a jelenlegi móljainak számával, hozzáadva a különböző elemek tömegét.

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

Molekulatömeg = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

2. rész: Keresse meg a vanillinben jelenlévő különböző elemek százalékát

Feltételezzük, hogy molekulatömege (152 g / mol) 100% -ot jelent..

% 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. gyakorlat

Az alkohol tömegszázalékos összetétele a következő: szén (C) 60%, hidrogén (H) 13% és oxigén (O) 27%. Szerezd meg a minimális képletet vagy empirikus képletet.

adat:

Atomtömeg: C 12 g / mol, H 1 g / mol és oxigén 16 g / mol.

1. lépés: az alkoholban lévő elemek mólszámának kiszámítása

Feltételezzük, hogy az alkohol tömege 100 g. Következésképpen a C tömege 60 g, a H tömege 13 g és az oxigén tömege 27 g.

A molok számának kiszámítása:

Mólok száma = az elem elem / atomtömegének tömege

mól C = 60 g / (12 g / mol)

5 mol

mól H = 13 g / (1 g / mol)

13 mol

mól O = 27 g / (16 g / mol)

1,69 mol

2. lépés: Szerezd meg a minimális vagy empirikus képletet

Ehhez találjuk az egész számok arányát a mólok száma között. Ez arra szolgál, hogy a minimális képletben az elemek atomjainak számát megkapja. Ebből a célból a különböző elemek móljait kisebb arányban osztják el az elem móljainak számával.

C = 5 mol / 1,69 mol

C = 2,96

H = 13 mol / 1,69 mol

H = 7,69

O = 1,69 mól / 1,69 mol

O = 1

Ezeket a számokat kerekítve a minimális képlet: C3H8O. Ez a képlet megfelel a propanol, CH3CH2CH2OH. Ez a képlet azonban a CH vegyületé3CH2OCH3, etil-metil-éter.

referenciák

  1. Dominguez Arias M. J. (s.f.). Kémiai reakciók számítása. Visszanyerve: uv.es
  2. Számítások kémiai képletekkel és egyenletekkel. [PDF]. Készült: 2.chemistry.msu.edu
  3. SparkNotes. (2018). Sztöchiometrikus számítás. Lap forrása: sparknotes.com
  4. ChemPages Netorials. (N.d.). Sztöchiometriai modul: Általános sztöchiometria. Lap forrása: chem.wisc.edu
  5. Flores, J. Química (2002) Szerkesztői Santillana.
  6. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.