Stöhhiometriset laskelmat niiden koostumuksessa, vaiheet, harjoitukset ratkaistaan

stoikiometriset laskelmat ovat ne, jotka tehdään kemialliseen reaktioon osallistuvien elementtien tai yhdisteiden massasuhteiden perusteella.

Ensimmäinen askel niiden toteuttamisessa on mielenkiintoisen kemiallisen reaktion tasapainottaminen. Myös kemialliseen prosessiin osallistuvien yhdisteiden oikeat kaavat on tiedettävä.

Stökiometriset laskelmat perustuvat sellaisten lakien käyttöön, joiden joukossa ovat seuraavat: Massan säilyttämislaki; tiettyjen suhteiden tai jatkuvan kokoonpanon laki; ja lopuksi usean mittasuhteen laki.

Massan säilyttämislaki osoittaa, että kemiallisessa reaktiossa reagenssien massojen summa on yhtä suuri kuin tuotteiden massojen summa. Kemiallisessa reaktiossa kokonaismassa pysyy vakiona.

Määritettyjen suhteiden tai vakion koostumuksen laissa todetaan, että erilaisilla näytteillä mistä tahansa puhtaasta yhdisteestä on samat elementit samoissa massasuhteissa. Esimerkiksi puhdas vesi on sama riippumatta sen lähteestä tai mistä mantereesta (tai planeetasta) se tulee.

Kolmas laki, joka on useita suhteita, osoittaa, että kun kaksi elementtiä A ja B muodostavat useamman kuin yhden yhdisteen, elementin B massan osuus, joka yhdistää tietyn elementin A massan, kussakin yhdisteessä , voidaan ilmaista pieninä kokonaislukuina. Eli A: lle_nB_m n ja m ne ovat kokonaislukuja.

indeksi

• 1 Mitkä ovat stökiometriset laskelmat ja niiden vaiheet??
  • 1.1 Vaiheet
• 2 Harjoitukset ratkaistu
  • 2.1. Harjoitus 1
  • 2.2 - Harjoitus 2
  • 2.3. Harjoitus 3
  • 2.4. Harjoitus 4
  • 2.5 - Harjoitus 5
  • 2.6 - Harjoitus 6
• 3 Viitteet

Mitkä ovat stökiometriset laskelmat ja niiden vaiheet?

Ne ovat laskelmia, joiden tarkoituksena on ratkaista erilaisia ​​kysymyksiä, joita voi syntyä kemiallisen reaktion tutkimisessa. Tätä varten sinun täytyy tuntea kemialliset prosessit ja niitä säätelevät lait.

Stökiometrisen laskennan avulla voidaan saada esimerkiksi reagenssin massasta toisen reagenssin tuntematon massa. Voit myös tietää yhdisteessä olevien kemiallisten alkuaineiden prosenttiosuuden ja saada sen yhdisteen empiirinen kaava.

Näin ollen yhdisteen empiirisen tai vähimmäiskaavan tuntemus mahdollistaa sen molekyylikaavan muodostamisen.

Lisäksi stökiometrinen laskenta antaa mahdollisuuden tietää kemiallisessa reaktiossa, joka on rajoittava reagenssi, tai jos on ylijäämäreagenssi, sekä tämän massan..

vaiheet

Vaiheet riippuvat ongelman tyypistä ja sen monimutkaisuudesta.

Kaksi yleistä tilannetta ovat:

-Reagoi kaksi elementtiä yhdisteen saamiseksi ja tiedä vain yhden reagenssin massa.

-On toivottavaa tietää toisen elementin tuntematon massa sekä reaktion tuloksena saadun yhdisteen massa.

Yleensä näiden harjoitusten ratkaisussa on noudatettava seuraavia vaiheita:

-Määritä kemiallisen reaktion yhtälö.

-Tasaa yhtälö.

-Kolmas vaihe on, käyttämällä elementtien atomipainoja ja stoikiometrisiä kertoimia, saada reagoivien aineiden massojen osuus.

-Sitten käyttämällä määritettyjen suhteiden lakia, kun reagenssielementin massa ja se osuus, johon se reagoi toisen elementin kanssa, tiedetään toisen elementin massa.

-Ja viides ja viimeinen vaihe, jos tiedämme reagenssielementtien massat, niiden summa sallii laskea reaktiossa tuotetun yhdisteen massan. Tässä tapauksessa nämä tiedot saadaan massan säilyttämistä koskevan lain perusteella.

Ratkaistut harjoitukset

-Harjoitus 1

Mikä on jäljellä oleva reagenssi, kun 15 g Mg: ta saatetaan reagoimaan 15 g: n kanssa S: n muodostamiseksi MgSa: n muodostamiseksi? Ja kuinka monta grammaa MgS: ​​ää tuotetaan reaktiossa?

tiedot:

-Mg-massa ja S = 15 g

-Mg-atomipaino = 24,3 g / mol.

-Atomipaino S = 32,06 g / mol.

Vaihe 1: reaktioyhtälö

Mg + S => MgS (jo tasapainotettu)

Vaihe 2: Määritä suhde, jossa Mg ja S yhdistävät MgS: ​​n

Yksinkertaisuuden vuoksi Mg: n atomipaino voidaan pyöristää 24 g / mol: aan ja atomipainoa S 32 g / mol. Sitten osuus, jossa S ja Mg yhdistetään, ovat 32:24, jaettuna 2 termiä 8: lla, osuus pienenee 4: 3: een.

Käänteismuodossa osuus, jossa Mg yhdistetään S: n kanssa, on 3: 4 (Mg / S)

Vaihe 3: jäljellä olevan reagenssin ja sen massan käsittely ja laskeminen

Mg: n ja S: n massa on 15 g molemmille, mutta se osuus, jossa Mg ja S reagoivat, on 3: 4 eikä 1: 1. Sitten voidaan päätellä, että jäljellä oleva reagenssi on Mg, koska se on pienempi osuus suhteessa S.

Tämä päätelmä voidaan testata laskemalla Mg: n massa, joka reagoi 15 g: n S: n kanssa.

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

11,25 g Mg

Mg ylimääräinen massa = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Vaihe 4: Massan massa, joka muodostui reaktioon, joka perustuu massan säilyttämislakiin

MgS: n massa = Mg: n massa S

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Harjoitusta didaktisilla tarkoituksilla voitaisiin tehdä seuraavasti:

Laske S: n gramma, joka reagoi 15 g: n Mg: n kanssa, tässä tapauksessa suhde 4: 3.

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

20 g

Jos tilanne esitettäisiin tässä tapauksessa, voidaan havaita, että 15 g: n S ei pääse reagoimaan täysin 15 g: n Mg: n kanssa, puuttuu 5 g. Tämä vahvistaa, että jäljellä oleva reagenssi on Mg ja S on MgS: ​​n muodostuksessa rajoittava reagenssi, kun molemmilla reaktiivisilla elementeillä on sama massa.

-Harjoitus 2

Lasketaan natriumkloridin (NaCl) ja epäpuhtauksien massa 52 g: ssa NaCl: a, jonka puhtausprosentti on 97,5%.

tiedot:

-Näytteen massa: 52 g NaCl

-Puhtausprosentti = 97,5%.

Vaihe 1: NaCl: n puhtaan massan laskeminen

NaCl-massa = 52 g x 97,5% / 100%

50,7 g

Vaihe 2: epäpuhtauksien massan laskeminen

% epäpuhtauksista = 100% - 97,5%

2,5%

Epäpuhtauksien massa = 52 g x 2,5% / 100%

1,3 g

Siksi 52 g: sta suolaa 50,7 g ovat puhtaita NaCl-kiteitä ja 1,3 g epäpuhtauksia (kuten muita ioneja tai orgaanisia aineita)..

-Harjoitus 3

Mikä hapen massa (O) on 40 g typpihappoa (HNO)₃) tietäen, että sen molekyylipaino on 63 g / mol ja O: n atomipaino on 16 g / mol?

tiedot:

-HNO-massa₃ = 40 g

-Atomipaino O = 16 g / mol.

-HNO: n molekyylipaino₃

Vaihe 1: Laske HNO: n moolien lukumäärä₃ läsnä massassa 40 g happoa

HNO: n moolit₃ = 40 g HNO: ta₃ x 1 mol HNO₃/ 63 g HNO: ta₃

0,635 moolia

Vaihe 2: Lasketaan O: n moolien lukumäärä

HNO: n kaava₃ osoittaa, että on 3 moolia O: ta kullekin HNO-moolille_3.

Moolia O = 0,635 moolia HNO: ta₃ X 3 moolia O / mol HNO₃

1,905 moolia O: ta

Vaihe 3: Lasketaan O: n massa 40 g: ssa HNO: ta₃

g O = 1,905 moolia O x 16 g O / mol O: ta

30,48 g

Toisin sanoen 40 g: n HNO: sta₃, 30,48 g johtuu yksinomaan happiatomien moolien painosta. Tämä suuri hapen osuus on tyypillistä oksoioneille tai niiden tertiaarisille suoloille (NaNO₃, esimerkiksi).

-Harjoitus 4

Kuinka monta grammaa kaliumkloridia (KCl) tuotetaan hajottamalla 20 g kaliumkloridia (KClO)?₃) tietäen, että KCl: n molekyylipaino on 74,6 g / mol ja KClO: n molekyylipaino₃ se on 122,6 g / mol

tiedot:

-KClO: n massa₃ = 20 g

-KCl: n molekyylipaino = 74,6 g / mol

-KClO: n molekyylipaino₃ = 122,6 g / mol

Vaihe 1: reaktioyhtälö

2KClO₃ => 2KCl + 3O₂

Vaihe 2: KClO-massan laskeminen₃

g KClO: ta₃ = 2 moolia x 122,6 g / mol

245,2 g

Vaihe 3: Laske KCl: n massa

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

149,2 g

Vaihe 4: hajoamisella tuotetun KCl: n laskeminen

245 g KClO: ta₃ 149,2 g KCl: a tuotetaan hajoamalla. Sitten tätä suhdetta (stökiometrinen kerroin) voidaan käyttää KCl: n massan löytämiseen, joka on tuotettu 20 g: sta KClO: a.₃:

g KCl = 20 g KClO: ta₃ x 149 g KCl / 245,2 g KClO: ta₃

12,17 g

Huomaa, miten O: n massasuhde on₂ KClO: n sisällä₃. 20 g KClO: sta₃, hieman alle puolet johtuu hapesta, joka on osa oksoanionikloraattia.

-Harjoitus 5

Etsi seuraavien aineiden prosenttiosuus: a) dopa, C₉H₁₁NO₄ ja b) Vainillina, C₈H₈O₃.

a) Dopa

Vaihe 1: Etsi dopa C: n molekyylipaino₉H₁₁NO₄

Tätä varten yhdisteessä olevien elementtien atomipaino kerrotaan aluksi niiden alaindeksien edustamien moolien lukumäärällä. Molekyylipainon löytämiseksi lisää eri elementtien antamat grammit.

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

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

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

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

Dopan molekyylipaino = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

Vaihe 2: Etsi dopassa olevien elementtien prosenttiosuus

Tätä varten sen molekyylipaino (197 g) on ​​100%..

% 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) Vanilliini

Osa 1: vanilliinin C molekyylipainon laskeminen₈H₈O₃

Tätä varten kunkin elementin atomipaino kerrotaan sen nykyisten moolien lukumäärällä, lisäämällä eri elementtien antama massa

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

Molekyylipaino = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Osa 2: Etsi% vanilliinissa olevista eri elementeistä

Oletetaan, että sen molekyylipaino (152 g / mol) on 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%

-Harjoitus 6

Alkoholin massaprosenttikoostumus on seuraava: hiili (C) 60%, vety (H) 13% ja happi (O) 27%. Hanki minimikaava tai empiirinen kaava.

tiedot:

Atomipainot: C 12 g / mol, H 1 g / mol ja happi 16 g / mol.

Vaihe 1: alkoholissa olevien elementtien moolien määrän laskeminen

Oletetaan, että alkoholin massa on 100 g. Näin ollen C: n massa on 60 g, H: n massa on 13 g ja hapen massa on 27 g.

Moolien lukumäärän laskeminen:

Moolien lukumäärä = elementin elementin / atomipainon massa

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

5 moolia

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

13 moolia

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

1,69 moolia

Vaihe 2: Hanki vähimmäis- tai empiirinen kaava

Tätä varten löydämme kokonaislukujen osuuden moolien lukumääristä. Näin pyritään saamaan elementtien atomien lukumäärä minimikaavassa. Tätä varten eri elementtien moolit jaetaan elementin moolien määrällä pienemmässä suhteessa.

C = 5 moolia / 1,69 moolia

C = 2,96

H = 13 moolia / 1,69 moolia

H = 7,69

O = 1,69 moolia / 1,69 moolia

O = 1

Näiden lukujen pyöristämisen vähimmäiskaava on: C₃H₈O. Tämä kaava vastaa propanolin CH: tä₃CH₂CH₂OH. Tämä kaava on kuitenkin myös CH-yhdisteen kaava₃CH₂OCH₃, etyylimetyylieetteri.

viittaukset

1. Dominguez Arias M. J. (s.f.). Laskelmat kemiallisissa reaktioissa. Palautettu: uv.es
2. Laskelmat kemiallisilla kaavoilla ja yhtälöillä. [PDF]. Otettu: 2.chemistry.msu.edu
3. SparkNotes. (2018). Stöhhiometrinen laskenta. Haettu osoitteesta: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (N.D.). Stöhhiometrinen moduuli: Yleinen stoikiometria. Haettu osoitteesta: chem.wisc.edu
5. Flores, J. Química (2002) Toimituksellinen Santillana.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning.