Støkiometriske beregninger

Hva er støkiometriske beregninger?

De Støkiometriske beregninger De er de som utføres basert på masseforholdene til elementene eller forbindelsene som er involvert i en kjemisk reaksjon.

Det første trinnet å utføre dem er å balansere den kjemiske reaksjonen av interesse. På samme måte bør de riktige formlene for forbindelsene som er involvert i den kjemiske prosessen være kjent.

Støkiometriske beregninger er basert på anvendelsen av et sett med lover, blant dem er følgende: Massvernloven; loven om definerte proporsjoner eller konstant sammensetning; Og til slutt loven om flere proporsjoner.

Loven for bevaring av massen sier at i en kjemisk reaksjon er summen av massene av de reagerende stoffene lik summen av massene til produktene. I en kjemisk reaksjon forblir den totale massen konstant.

Loven om definerte proporsjoner eller konstant sammensetning indikerer at du viser forskjellig fra enhver ren forbindelse har de samme elementene i de samme masseforholdene. For eksempel er rent vann det samme uavhengig av kilden, eller hvilket kontinent (eller planet) kommer.

Og den tredje loven, den med flere proporsjoner, indikerer at når to elementer A og B danner mer enn en forbindelse, er andelen av massen av element B som er kombinert med en gitt masse element A, i hver av forbindelsene, kan uttrykkes i form av små hele tall. Det vil si for en_nB_m n og m De er hele tall.

Hva er støkiometriske beregninger og deres stadier?

De er beregninger designet for å løse de forskjellige spørsmålene som kan oppstå når en kjemisk reaksjon blir studert. For dette må kunnskap om de kjemiske prosessene og lovene som styrer dem være besatt.

Ved bruk av støkiometrisk beregning, for eksempel, fra massen av et reagerende stoff, kan den ukjente massen til et annet reagens oppnås. Du kan også kjenne til prosentsammensetningen av de kjemiske elementene som er til stede i en forbindelse og fra den, oppnå den empiriske formelen til forbindelsen.

Følgelig tillater kunnskapen om den empiriske eller minimale formelen til en forbindelse etablering av sin molekylære formel.

I tillegg tillater den støkiometriske beregningen å vite i en kjemisk reaksjon hva det begrensende reagenset er, eller om det er et overflødig reagens, så vel som massen i dette.

Stadier

Stadiene vil avhenge av hvilken type problem som reises, så vel som kompleksiteten.

To vanlige situasjoner er:

• To elementer reagerer for å forårsake en forbindelse og bare massen til et av de reagerende elementene er kjent.
• Det er ønsket å kjenne den ukjente massen til det andre elementet, så vel som massen av forbindelsen som følge av reaksjonen.

Generelt sett, i oppløsningen av disse øvelsene, må følgende trinnsrekkefølge følges:

• Etablere den kjemiske reaksjonsligningen.
• Balansere ligningen.
• Det tredje trinnet er, ved å bruke atomvektene til de støkiometriske elementene og koeffisientene, og oppnå andelen av massene til de reagerende elementene.
• Deretter, ved å bruke loven om de definerte proporsjonene, er massen til et reaksjonselement kjent og andelen det reagerer med det andre elementet, for å kjenne massen til det andre elementet.
• Og den femte og siste fasen, hvis massene av de reagerende elementene er kjent, lar summen deg beregne massen til forbindelsen som er produsert i reaksjonen. I dette tilfellet er denne informasjonen innhentet basert på massebevaringsloven.

Det kan tjene deg: Alpha-Zotoglutarat: Egenskaper, funksjoner og applikasjoner

Løste øvelser

-Oppgave 1

Hva er overflødig reagens når 15 g mg med 15 g s reagerte på form MGS? Og hvor mange gram MG -er som vil oppstå i reaksjonen?

Data:

-Mg og s = 15 g masse

-Atomvekt på Mg = 24,3 g/mol.

-Atomvekt på S = 32,06 g/mol.

Trinn 1: Reaksjonsligning

MG +S => MGS (det er allerede balansert)

Trinn 2: Etablering av andelen som MG og S er kombinert for å produsere MGS

For å forenkle kan du runde atomvekten til Mg ved 24 g/mol og atomvekten til S ved 32 g/mol. Deretter vil andelen S og MG kombineres 32:24, som deler de to vilkårene med 8, andelen reduseres til 4: 3.

I gjensidig er andelen som MG kombineres med S lik 3: 4 (Mg/s)

Trinn 3: Diskusjon og beregning av overflødig reagens og dets masse

Massen til Mg og S er 15 g for begge deler, men andelen som Mg og S reagerer er 3: 4 og nr. 1: 1. Deretter kan det trekkes ut at overflødig reagens er MG, siden det er i mindre andel med hensyn til S.

Denne konklusjonen kan settes på prøve ved å beregne massen av Mg som reagerer med 15 g s.

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

11,25 g mg

Superant mg ​​masse = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Trinn 4: MGS -masse dannet i reaksjonen basert på loven om massebevaring

Mgs masse = mg masse + masse av s

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

En øvelse for didaktiske formål kan gjøres som følger:

Beregn gramene til S som reagerer med 15 g Mg, ved å bruke i dette tilfellet en andel på 4: 3.

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

20 g

Hvis situasjonen ble presentert i dette tilfellet, kunne det sees at 15 g s ikke ville nå for å reagere fullstendig med 15 g mg, manglet 5 g. Dette bekrefter at overflødig reagens er MG og S er det begrensende reagenset i dannelsen av MGS, når begge reaktive elementer har samme masse.

Kan tjene deg: magnesiumfluor: struktur, egenskaper, syntese, bruk

-Oppgave 2

Beregn massen av natriumklorid (NaCl) og urenheter i 52 g NaCl med en renhetsprosent på 97,5%.

Data:

-Eksempelmasse: 52 g NaCl

-Prosentandel av renhet = 97,5%.

Trinn 1: Beregning av NaCls rene masse

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

50,7 g

Trinn 2: Beregning av massen av urenheter

% urenheter = 100% - 97,5%

2,5%

Masse urenheter = 52 g x 2,5%/100%

1.3 g

Derfor, av 52 g salt, er 50,7 g rene NaCl -krystaller og 1,3 g urenheter (for eksempel andre ioner eller organisk materiale).

-Øvelse 3

Hva oksygenmasse (O) er i 40 g salpetersyre (HNO₃), vel vitende om at molekylvekten er 63 g/mol og atomvekten til O er 16 g/mol?

Data:

-Hno masse₃ = 40 g

-Atomvekt på o = 16 g/mol.

-Molekylvekt på HNO₃

Trinn 1: Beregn antall mol HNO₃ tilstede i en masse på 40 g syre

Mol av hno₃ = 40 g HNO₃ x 1 mol hno₃/63 g hno₃

0,635 føflekker

Trinn 2: Beregn antall mol eller til stede

HNO -formelen₃ Indikerer at det er 3 mol eller for hver mol HNO_3.

Mol O = 0,635 mol HNO₃ X 3 mol o/mol hno₃

1.905 mol O

Trinn 3: Beregning av massen av eller til stede i 40 g HNO₃

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

30,48 g

Det vil si at av 40g hno₃, 30,48g skyldes utelukkende vekten av mol oksygenatomer. Denne store andelen oksygen er typisk for oksoanjoner eller deres tertiære salter (nano₃, For eksempel).

-Oppgave 4

Hvor mange gram kaliumklorid (KCl) produseres ved å nedbryte 20 g kaliumklorat (KCLO₃)?, Å vite at molekylvekten til KCL er 74,6 g/mol og molekylvekten til KCLO₃ er 122,6 g/mol

Data:

-Kclo masse₃ = 20 g

-Molekylvekt på KCl = 74,6 g/mol

-Kclo molekylvekt₃ = 122,6 g/mol

Trinn 1: Reaksjonsligning

2kclo₃ => 2kcl + 3o₂

Trinn 2: Kclo masseberegning₃

g av Kclo₃ = 2 mol x 122,6 g/mol

245.2 g

Trinn 3: KCL masseberegning

G av KCl = 2 Mol X 74,6 g/mol

149.2 g

Trinn 4: Beregning av KCL -massen produsert ved nedbrytning

245 g Kclo₃ De er produsert ved nedbrytning 149, 2 g KCL. Så denne andelen (støkiometrisk koeffisient) kan brukes til å finne KCL -massen som oppstår fra 20 g KCLO₃:

g kcl = 20 g kclo₃ x 149 g KCl / 245,2 g KCLO₃

12,17 g

Legg merke til hvordan masseforholdet til o₂ Inne i Kclo₃. Av 20G KCLO₃, Litt mindre enn halvparten skyldes oksygen som er en del av Oxoanion Chlorate.

-Oppgave 5

Finn prosentvis sammensetning av følgende stoffer: a) DOPA, C₉H_elleveNEI₄ og b) Vainillina, c₈H₈ENTEN₃.

Kan tjene deg: dimetylanylin: struktur, egenskaper, syntese, bruk

a) Dopa

Trinn 1: Finn molekylvekten til DPA C₉H_elleveNEI₄

For dette er atomvekten til elementene som er til stede i forbindelsen av føflekker representert med abonnementene deres, opprinnelig multiplisert. For å finne molekylvekten, blir gramene bidratt med de forskjellige elementene lagt til.

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

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

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

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

Molekylvekt av DOP = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 g

Trinn 2: Finn den prosentvise sammensetningen av elementene som er til stede i DOPA

For å gjøre dette blir molekylvekten (197 g) tatt som 100%.

% av C = 108 g/197g x 100%

54,82%

% av h = 11 g/197g x 100%

5,6 %

% av n = 14 g/197 g x 100%

7,10%

% av O = 64 g/197 g

32,48%

b) Vainillina

Del 1: Beregning av molekylvekten til vanillin C₈H₈ENTEN₃

For å gjøre dette multipliseres atomvekten til hvert element med antallet mol til stede, og legger til massen som de forskjellige elementene gir

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

Molekylvekt = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Del 2: Finn % av de forskjellige elementene som er til stede i Vainillina

Det antas at molekylvekten (152 g/mol) representerer 100%.

% av C = 96 g /152 g x 100%

63,15%

% av h = 8 g / 152 g x 100%

5,26%

% av o = 48 g/152 g x 100%

31, 58 %

-Oppgave 6

Masseprosentsammensetningen av en alkohol er som følger: karbon (c) 60%, hydrogen (h) 13% og oksygen (O) 27%.  Få minimumsformelen eller empirisk formel.

Data:

Atomvekter: C 12 g/mol, H 1g/mol og oksygen 16 g/mol.

Trinn 1: Beregning av antall mol av elementene som er til stede i alkohol

Det antas at massen av alkohol er 100 g. Følgelig er massen til C 60 g, massen av H er 13 g og oksygenmassen er 27 g.

Beregning av antall føflekker:

Antall føflekker = masse av elementelementet/vekt

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

5 føflekker

Mol av H = 13 g/(1 g/mol)

13 føflekker

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

1.69 føflekker

Trinn 2: Å få minimum eller empirisk formel

For å gjøre dette er andelen hele antall mellom antall føflekker funnet. Dette tjener til å oppnå antall atomer i elementene i minimumsformelen. For dette formål er molene til de forskjellige elementene delt mellom antall mol av elementet i en lavere andel.

C = 5 mol/1.69 Mol

C = 2,96

H = 13 mol/1.69 føflekker

H = 7.69

O = 1,69 mol/1,69 føflekker

O = 1

Avrunding av disse tallene, er minimumsformelen: C₃H₈ENTEN. Denne formelen tilsvarer den fra Propanol, CH₃Ch₂Ch₂Åh. Imidlertid er denne formelen også forbindelsen CH₃Ch₂Och₃, Etylmetyleter.