Stechiometrické výpočty

Čo sú stechiometrické výpočty?

Ten Stechiometrické výpočty Sú to tie, ktoré sa vykonávajú na základe masových vzťahov prvkov alebo zlúčenín zapojených do chemickej reakcie.

Prvým krokom na ich vykonanie je vyváženie chemickej reakcie záujmu. Podobne by mali byť známe správne vzorce zlúčenín zapojených do chemického procesu.

Stoichiometrické výpočty sú založené na uplatňovaní súboru zákonov, medzi ktorými sú: zákon o masovej ochrane; zákon definovaných rozmerov alebo neustále zloženie; A nakoniec, zákon viacerých rozmerov.

Zákon ochrany hmotností, že v chemickej reakcii sa súčet hmôt reagujúcich látok rovná súčtu masy výrobkov. V chemickej reakcii zostáva celková hmotnosť konštantná.

Zákon definovaných rozmerov alebo konštantného zloženia naznačuje, že vykazujete odlišné od akejkoľvek čistej zlúčeniny, ktoré majú rovnaké prvky v rovnakých hmotnostných rozmeroch. Napríklad čistá voda je rovnaká bez ohľadu na jej zdroj alebo aký kontinent (alebo planéta) prichádza.

A tretí zákon, zákon viacerých pomerov, naznačuje, že keď dva prvky A a B tvoria viac ako jednu zlúčeninu, podiel hmotnosti prvku B, ktorý je kombinovaný s danou hmotnosťou prvku A, v každej zo zlúčenín, môže byť vyjadrený z hľadiska malých celých čísel. To znamená pre a_nB_m n a m Sú to celé čísla.

Čo sú stechiometrické výpočty a ich fázy?

Sú to výpočty určené na riešenie rôznych otázok, ktoré môžu vzniknúť pri štúdiu chemickej reakcie. Na tento účel musia byť vlastníctvo znalosť chemických procesov a zákonov, ktoré ich riadia.

Pri použití stechiometrického výpočtu, napríklad z hmoty reagujúcej látky, je možné získať neznáme hmotnosť iného činidla. Môžete tiež poznať percentuálne zloženie chemických prvkov prítomných v zlúčenine a z nej získať empirický vzorec zlúčeniny.

V dôsledku toho znalosť empirického alebo minimálneho vzorca zlúčeniny umožňuje vytvorenie jej molekulárnej receptúry.

Okrem toho, stechiometrický výpočet umožňuje v chemickej reakcii vedieť.

Etapa

Fázy budú závisieť od typu nastoleného problému, ako aj od jeho zložitosti.

Dve bežné situácie sú:

• Dva prvky reagujú na to, aby spôsobili zlúčeninu a je známa iba hmotnosť jedného z reagujúcich prvkov.
• Je potrebné poznať neznámu hmotnosť druhého prvku, ako aj hmotnosť zlúčeniny vyplývajúcej z reakcie.

Vo všeobecnosti sa pri riešení týchto cvičení musí dodržiavať nasledujúce poradie etáp:

• Stanovte rovnicu chemickej reakcie.
• Vyvážiť rovnicu.
• Tretia fáza je použitím atómových hmotností stechiometrických prvkov a koeficientov, získaním podielu hmotností reakčných prvkov.
• Potom použitím zákona definovaných rozmerov, keď je známa hmotnosť reagujúceho prvku, a pomer, s ktorým reaguje s druhým prvkom, poznať hmotnosť druhého prvku.
• A piata a posledná fáza, ak sú známe hmotnosti reagujúcich prvkov, jeho suma vám umožňuje vypočítať hmotnosť zlúčeniny produkovanej v reakcii. V tomto prípade sa tieto informácie získavajú na základe zákona o hromadnej ochrane.

Môže vám slúžiť: alfa-zotoglutarát: Vlastnosti, funkcie a aplikácie

Vyriešené cvičenia

-Cvičenie 1

Aké je nadbytočné činidlo, keď 15 g mg s 15 g s reaguje na vytvorenie mgs? A koľko gramov MG sa vyskytne pri reakcii?

Údaje:

-Mg a s = 15 g hmotnosť

-Atómová hmotnosť mg = 24,3 g/mol.

-Atómová hmotnosť S = 32,06 g/mol.

Krok 1: Reakčná rovnica

Mg +s => mgs (už je vyvážený)

Krok 2: Zriadenie pomeru, v ktorom sú MG a S kombinované, aby sa vytvorili MGS

Na zjednodušenie môžete zaokrúhliť atómovú hmotnosť mg pri 24 g/mol a atómovú hmotnosť S pri 32 g/mol. Potom podiel, v ktorom sú kombinované S a Mg, bude 32:24, čím sa rozdelí 2 výrazy na 8, podiel sa zníži na 4: 3.

V recipročnom podiele, v ktorom je MG kombinovaný s S, sa rovná 3: 4 (mg/s)

Krok 3: Diskusia a výpočet prebytočného činidla a jeho hmotnosti

Hmotnosť mg a s je 15 g pre obidve, ale podiel, v ktorom reagujú Mg a S, je 3: 4 a č. 1: 1. Potom sa dá odvodiť, že prebytočné činidlo je MG, pretože je v menšom pomere vzhľadom na S.

Tento záver sa dá urobiť na test výpočtom hmotnosti mg, ktorá reaguje s 15 g s.

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

11,25 g mg

Supočná mg hmotnosť = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Krok 4: MGS hmota vytvorená v reakcii na základe zákona o zachovaní hromadnej ochrany

MGS hmotnosť = mg hmotnosť + hmotnosť S

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Cvičenie na didaktické účely by sa dalo vykonať takto:

Vypočítajte gramy S, ktoré reagujú s 15 g mg, pri použití podielu 4: 3.

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

20 g

Ak by bola situácia v tomto prípade predložená, bolo zrejmé, že 15 g S. by nedosiahlo úplne reagovanie s 15 g mg, chýbala 5 g. To potvrdzuje, že prebytočné činidlo je MG a S je obmedzujúce činidlo pri tvorbe MGS, keď oba reaktívne prvky majú rovnakú hmotnosť.

Môže vám slúžiť: fluorid horečnatý: štruktúra, vlastnosti, syntéza, použitie

-Cvičenie 2

Vypočítajte hmotnosť chloridu sodného (NaCl) a nečistoty v 52 g NaCl s percentuálnym podielom 97,5%.

Údaje:

-Vzorová hmotnosť: 52 g NaCl

-Percento čistoty = 97,5%.

Krok 1: Výpočet čistej hmoty NaCl

Hmotnosť NACL = 52 g x 97,5%/100%

50,7 g

Krok 2: Výpočet hmotnosti nečistôt

% nečistoty = 100% - 97,5%

2,5%

Hmotnosť nečistôt = 52 g x 2,5%/100%

1,3 g

Preto z 52 g soli, 50,7 g sú čisté kryštály NaCl a 1,3 g nečistôt (napríklad iné ióny alebo organické látky).

-Cvičenie 3

Aká je kyslíková hmotnosť (O) v 40 g kyseliny dusičnej (HNO₃), s vedomím, že jeho molekulová hmotnosť je 63 g/mol a atómová hmotnosť O je 16 g/mol?

Údaje:

-Hneda₃ = 40 g

-Atómová hmotnosť O = 16 g/mol.

-Molekulová hmotnosť HNO₃

Krok 1: Vypočítajte počet mólov HNO₃ prítomný v hmotnosti 40 g kyseliny

Móly HNO₃ = 40 g hno₃ x 1 mol hno₃/63 g hno₃

0,635 mólov

Krok 2: Vypočítajte počet mólov alebo prítomných

HNO vzorec₃ Naznačuje, že existujú 3 móly alebo pre každý mol HNO_3.

Móly O = 0,635 mólov HNO₃ X 3 mol O/mol hno₃

1 905 mólov O

Krok 3: Výpočet hmotnosti alebo prítomnosti v 40 g HNO₃

G z = 1 905 mólov O x 16 g O/mol O

30,48 g

To znamená, že 40 g hno₃, 30,48g je výlučne spôsobený hmotnosťou mólov atómov kyslíka. Tento veľký podiel kyslíka je typický pre oxoánske alebo ich terciárne soli (nano₃, Napríklad).

-Cvičenie 4

Koľko gramov chloridu draselného (KCL) sa produkuje rozkladom 20 g chlorečnanu draselného (KCLO₃)?, s vedomím, že molekulová hmotnosť KCL je 74,6 g/mol a molekulová hmotnosť KCLO₃ je 122,6 g/mol

Údaje:

-Masa₃ = 20 g

-Molekulová hmotnosť KCl = 74,6 g/mol

-Molekulová hmotnosť KCLO₃ = 122,6 g/mol

Krok 1: Reakčná rovnica

2kclo₃ => 2KCl + 3o₂

Krok 2: Výpočet hmotnosti KCLO₃

g z kclo₃ = 2 mol x 122,6 g/mol

245,2 g

Krok 3: Výpočet hmotnosti KCL

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

149,2 g

Krok 4: Výpočet hmotnosti KCL produkovanej rozkladom

245 g Kclo₃ Vyrábajú sa rozkladom 149, 2 g KCL. Tento podiel (stechiometrický koeficient) sa teda môže použiť na nájdenie hmoty KCL, ktorá sa vyskytuje od 20 g KCLO₃:

g Kcl = 20 g kclo₃ x 149 g Kcl / 245,2 g Kclo₃

12,17 g

Všimnite si, ako masový vzťah O₂ Vo vnútri KCLO₃. 20 g Kclo₃, O niečo menej ako polovica je spôsobená kyslíkom, ktorý je súčasťou oxoanion chlorečného.

-Cvičenie 5

Nájdite percentuálne zloženie nasledujúcich látok: a) DOPA, C₉H_jedenásťNie₄ a b) Vainillina, c₈H₈Ani₃.

Môže vám slúžiť: dimetylanylín: štruktúra, vlastnosti, syntéza, použitie

a) DOPA

Krok 1: Nájdite molekulovú hmotnosť DPA C₉H_jedenásťNie₄

Z tohto. Na nájdenie molekulovej hmotnosti sa pridajú gramy, ktoré prispeli rôznymi prvkami.

Uhlík (C): 12 g/mol x 9 mol = 108 g

Vodík (H): 1 g/mol x 11 mol = 11 g

Dusík (N): 14 g/mol x 1 mol = 14 g

Kyslík (o): 16 g/mol x 4 mol = 64 g

Molekulová hmotnosť DOP = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 g

Krok 2: Nájdite percentuálne zloženie prvkov prítomných v DOPA

Za týmto účelom sa jeho molekulová hmotnosť (197 g) považuje za 100%.

% C = 108 g/197g x 100%

54,82%

% z 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

Časť 1: Výpočet molekulovej hmotnosti vanilínu C₈H₈Ani₃

Za týmto účelom je atómová hmotnosť každého prvku vynásobená počtom prítomných mólov, čím sa dodáva hmotnosť, ktorú poskytujú rôzne prvky

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

Molekulová hmotnosť = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Časť 2: Nájdite % rôznych prvkov prítomných vo Vainilline

Predpokladá sa, že jej molekulová hmotnosť (152 g/mol) predstavuje 100%.

% C = 96 g /152 g x 100%

63,15%

% z H = 8 g / 152 g x 100%

5,26%

% O = 48 g/152 g x 100%

31, 58 %

-Cvičenie 6

Hromadné percento zloženia alkoholu je nasledujúce: uhlík (C) 60%, vodík (H) 13% a kyslík (O) 27%.  Získajte svoj minimálny vzorec alebo empirický vzorec.

Údaje:

Atómové hmotnosti: C 12 g/mol, h1g/mol a kyslík 16 g/mol.

Krok 1: Výpočet počtu mólov prvkov prítomných v alkoholu

Predpokladá sa, že hmotnosť alkoholu je 100 g. V dôsledku toho je hmotnosť C 60 g, hmotnosť H je 13 g a kyslíková hmotnosť je 27 g.

Výpočet počtu krtkov:

Počet mólov = hmotnosť prvku/hmotnosti

móly C = 60 g/(12 g/mol)

5 mólov

móly H = 13 g/(1 g/mol)

13 mólov

móly O = 27 g/(16 g/mol)

1,69 mólov

Krok 2: Získanie minimálneho alebo empirického vzorca

Za týmto účelom sa nachádza podiel celého počtu medzi číslami mólov. To slúži na získanie počtu atómov prvkov v minimálnom vzorec. Na tento účel sú móly rôznych prvkov rozdelené medzi počet mólov prvku v nižšom pomere.

C = 5 mólov/1,69 mólov

C = 2,96

H = 13 mólov/1,69 mólov

H = 7,69

O = 1,69 mólov/1,69 mólov

O = 1

Zaokrúhlenie týchto obrázkov je minimálny vzorec: C₃H₈Ani. Tento vzorec zodpovedá vzoru propanolu, ch₃Chvály₂Chvály₂Oh. Tento vzorec je však tiež zlúčeninou CH₃Chvály₂Okradnúť₃, Etylmetyléter.