СТЕХИОМЕТРИЈСКИ ПРОРАЧУНИ: РИЈЕШЕНЕ ФАЗЕ И ВЈЕЖБЕ - ХЕМИЈА - 2025

У стехиометријске Прорачуни су они који се врше на основу масовних односима елемената или једињења укључених у хемијској реакцији.

Први корак за њихово спровођење је уравнотежење хемијске реакције која је од интереса. Исто тако, морају се знати исправне формуле једињења која су укључена у хемијски процес.

Извор: Пикабаи

Стехиометријски прорачуни заснивају се на примјени низа закона, међу којима су следећи: Закон очувања масе; закон одређених пропорција или сталног састава; и на крају, закон више пропорција.

Закон очувања масе каже да је у хемијској реакцији маса маса реактаната једнака збиру маса производа. У хемијској реакцији укупна маса остаје константна.

Закон одређених пропорција или константног састава каже да различити узорци било којег чистог једињења имају исте елементе у истим пропорцијама масе. На пример, чиста вода је иста без обзира на то шта јој је извор или са ког континента (или планете) долази.

И трећи закон, онај из више пропорција, указује да када два елемента А и Б формирају више од једног једињења, пропорција масе елемента Б која се комбинује са датој масом елемента А, у сваком од једињења , може се изразити малим целим бројевима. То јест, за А _н Б _м н и м су цели бројеви.

Шта су стехиометријски прорачуни и њихове фазе?

Они су прорачуни осмишљени да реше различита питања која могу настати када се проучава хемијска реакција. За то морате имати знање о хемијским процесима и законима који њима управљају.

Употребом стехиометријског израчуна могуће је добити, на пример, из масе једног реактанта, непознате масе другог реактанта. Такође можете знати проценат састава хемијских елемената који су присутни у једињењу и из њега добити емпиријску формулу једињења.

Сходно томе, познавање емпиријске или минималне формуле једињења омогућава успостављање његове молекуларне формуле.

Поред тога, стехиометријско израчунавање омогућава да се у хемијској реакцији зна ко је ограничавајући реагенс, или ако постоји вишак реагенса, као и његова маса.

Фазе

Фазе ће зависити од врсте постављеног проблема и његове сложености.

Две уобичајене ситуације су:

-Два елемента реагују на стварање једињења и позната је само маса једног од реактивних елемената.

-Желимо знати непознату масу другог елемента, као и масу једињења која је резултат реакције.

Уопште, при решавању ових вежби треба следити следећи редослед фаза:

- Успоставити једнаџбу хемијске реакције.

-Сабалансирајте једначину.

- Трећа фаза је да се употребом атомске тежине елемената и стехиометријских коефицијената добије пропорција маса реактивних елемената.

-Потом, користећи закон дефинисаних пропорција, једном када се спозна маса реактивног елемента и пропорција са којом реагује са другим елементом, знајући масу другог елемента.

- И у петом и последњем стадију, ако су масе елемената реактаната познате, њихова сума омогућава нам да израчунамо масу једињења произведеног у реакцији. У овом случају, ове информације се добијају на основу закона очувања масе.

Решене вежбе

-Вежба 1

Који је преостали реагенс када 15 г Мг реагује са 15 г С да би се формирао МгС? И колико грама МгС ће се произвести у реакцији?

Подаци:

- маса Мг и С = 15 г

-Атомска маса Мг = 24,3 г / мол.

-Атомска тежина С = 32,06 г / мол.

Корак 1: Једнаџба реакције

Мг + С => МгС (већ уравнотежено)

Корак 2: Успоставите однос у ком се Мг и С комбинују да би добили МгС

Ради једноставности, атомска тежина Мг може се заокружити на 24 г / мол, а атомска тежина С до 32 г / мол. Дакле, однос у којем су С и Мг комбиновани ће бити 32:24, подела 2 термина са 8, однос се смањује на 4: 3.

Реципрочно, однос у коме се Мг комбинује са С једнак је 3: 4 (Мг / С)

Корак 3: дискусија и израчунавање вишка реактанта и његове масе

Маса Мг и С је 15 г за обоје, али омјер у којем Мг и С реагирају је 3: 4, а не 1: 1. Затим се може закључити да је вишак реактанта Мг, јер се он налази у нижем удјелу у односу на С.

Овај закључак се може тестирати израчунавањем масе Мг који реагује са 15 г С.

г Мг = 15 г Ск (3 г Мг) / мол) / (4 г С / мол)

11,25 г Мг

Маса вишка Мг = 15 г - 11,25 г

3.75 г.

Корак 4: Маса МгС формирана у реакцији заснованој на закону очувања масе

Маса МгС = маса Мг + маса С

11,25 г + 15 г.

26, 25 г

Вежба у образовне сврхе може се урадити на следећи начин:

Израчунајте граме С који реагују са 15 г Мг, користећи у овом случају однос 4: 3.

г С = 15 г Мг к (4 г С / мол) / (3 г Мг / мол)

20 г

Ако је ситуација приказана у овом случају, могло би се видети да 15 г С не би било довољно да потпуно реагује са 15 г Мг, а недостаје му 5 г. Ово потврђује да је вишак реагенса Мг, а С ограничавајући реагенс у стварању МгС, када оба реактивна елемента имају исту масу.

-Вежба 2

Израчунајте масу натријум-хлорида (НаЦл) и нечистоће у 52 г НаЦл са процентом чистоће од 97,5%.

Подаци:

-Узорна маса: 52 г НаЦл

-Чисти проценат = 97,5%.

Корак 1: израчунајте чисту масу НаЦл

НаЦл маса = 52 г к 97,5% / 100%

50,7 г

Корак 2: израчунавање масе нечистоћа

% нечистоћа = 100% - 97,5%

2,5%

Маса нечистоћа = 52 г к 2,5% / 100%

1.3 г

Због тога, од 52 г соли, 50,7 г су чисти НаЦл кристали, а 1,3 г нечистоће (као што су други јони или органске материје).

-Вежба 3

Која је маса кисеоника (О) у 40 г азотне киселине (ХНО ₃ ), знајући да је његова молекуларна тежина 63 г / мол, а атомска тежина О 16 г / мол?

Подаци:

-Маза ХНО ₃ = 40 г

-Атомска тежина О = 16 г / мол.

-Молекуларна тежина ХНО ₃

Корак 1: Израчунајте број молова ХНО

Молес ХНО ₃ = 40 г ХНО ₃ к 1 мол ХНО ₃ /63 г ХНО ₃

0.635 молова

Корак 2: израчунајте број присутних молова О

Формула за ХНО ₃ указује да постоје 3 мола О за сваки мол ХНО3 _.

Мола О = 0.635 мола ХНО ₃ Кс 3 мола О / мола ХНО ₃

1.905 молова О.

Корак 3: израчунајте масу присутног О у 40 г ХНО

г О = 1.905 молова О к 16 г О / мола О

30.48 г

Другим речима, од 40 г ХНО ₃ , 30,48 г настаје искључиво тежином молова атома кисеоника. Овај велики део кисеоника је типичан за оксоанионе или њихове терцијарне соли ( на пример, НаНО ₃ ).

-Вежба 4

Колико грама калијум хлорида (КЦл) се производи када се разгради 20 г калијум хлората (КЦлО ₃ )? Знајући да је молекулска маса КЦл 74,6 г / мол, а молекулска маса КЦлО ₃ је 122,6 г / мол

Подаци:

-Масс оф КЦлО ₃ = 20 г

-Молекуларна тежина КЦл = 74,6 г / мол

-Молекуларна тежина КЦлО ₃ = 122,6 г / мол

Корак 1: Једнаџба реакције

2КЦлО ₃ => 2КЦл + 3О ₂

Корак 2: израчунајте масу КЦлО

г КЦлО ₃ = 2 мола к 122,6 г / мол

245,2 г

Корак 3: израчунајте масу КЦл

г КЦл = 2 мола к 74,6 г / мол

149,2 г

Корак 4: израчунајте масу КЦл произведену разградњом

245 г КЦлО ₃ производе се распадање 149.2 г КЦл. Тада се овај однос (стехиометријски коефицијент) може користити за проналажење масе КЦл која се добија од 20 г КЦлО ₃ :

г КЦл = 20 г КЦлО ₃ к 149 г КЦл / 245,2 г КЦлО ₃

12,17 г

Напомена како је маса однос О ₂ у КЦлО ₃ . Од 20г КЦлО ₃ , само мање од половине је због кисеоника који је део окоанион хлората.

-Вежба 5

Пронађите проценат састава следећих супстанци: а) допа, Ц ₉ Х ₁₁ НО ₄ и б) Ваниллин, Ц ₈ Х ₈ О ₃ .

а) Допа

Корак 1: пронађите молекуларну тежину допе Ц

Да бисте то учинили, атомска тежина елемената присутних у једињењу се у почетку множи са бројем молова представљених њиховим претплатницима. Да би се пронашла молекуларна тежина, додају се грами које доприносе различити елементи.

Угљен (Ц): 12 г / мол к 9 мол = 108 г

Водоник (Х): 1 г / мол к 11 мол = 11 г

Азот (Н): 14 г / мол к 1 мол = 14 г

Кисеоник (О): 16 г / мол к 4 мол = 64 г

Молекуларна тежина Допа = (108 г + 11 г + 14 г + 64 г)

197 г

Корак 2: Пронађите проценат састава елемената присутних у допи

Због тога се његова молекуларна тежина (197 г) узима као 100%.

% Ц = 108 г / 197 г к 100%

54.82%

% Х = 11 г / 197 г к 100%

5,6%

% Н = 14 г / 197 гк 100%

7,10%

% О = 64 г / 197 г

32,48%

б) Ванилин

Део 1: израчунавање молекулске тежине ванилина Ц

Да бисте то учинили, атомска тежина сваког елемента множи се са бројем присутних молова, додајући масу коју доприносе различити елементи

Ц: 12 г / мол к 8 мол = 96 г

Х: 1 г / мол к 8 мол = 8 г

Или: 16 г / мол к 3 мола = 48 г

Молекуларна тежина = 96 г + 8 г + 48 г

152 г

Део 2: Пронађите% различитих елемената у ванилину

Претпоставља се да његова молекуларна тежина (152 г / мол) представља 100%.

% Ц = 96 г / 152 гк 100%

63,15%

% Х = 8 г / 152 гк 100%

5,26%

% О = 48 г / 152 гк 100%

31,58%

-Вежба 6

Масни процентни састав алкохола је следећи: угљеник (Ц) 60%, водоник (Х) 13% и кисеоник (О) 27%. Набавите своју минималну формулу или емпиријску формулу.

Подаци:

Атомске тежине: Ц 12 г / мол, Х 1г / мол и кисеоник 16 г / мол.

Корак 1: израчунавање броја молова елемената присутних у алкохолу

Претпоставља се да је маса алкохола 100 г. Сходно томе, маса Ц је 60 г, маса Х је 13 г, а маса кисеоника је 27 г.

Прорачун броја молова:

Број молова = маса елемента / атомска тежина елемента

молови од Ц = 60 г / (12 г / мол)

5 молова

моле Х = 13 г / (1 г / мол)

13 молова

молови од О = 27 г / (16 г / мол)

1,69 молова

Корак 2: добити минималну или емпиријску формулу

Да бисте то учинили, пронађите однос целих бројева између броја молова. Ово служи за добијање броја атома елемената у минималној формули. У ту сврху, молови различитих елемената су у мањем обиму подијељени бројем молова.

Ц = 5 молова / 1,69 молова

Ц = 2,96

Х = 13 молова / 1,69 молова

Х = 7,69

О = 1,69 молова / 1,69 молова

О = 1

Роундинг ове бројке, минимално формула: Ц ₃ Х ₈ О. Ова формула одговара оној пропанола, ЦХ ₃ ЦХ ₂ ЦХ ₂ ОХ. Међутим, ова формула је и да једињења ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОЦХ ₃ , етил метил етар.

Референце

1. Домингуез Ариас МЈ (сф). Прорачуни у хемијским реакцијама. Опоравак од: ув.ес
2. Калкулације са хемијским формулама и једначинама. . Преузето са: 2.цхемистри.мсу.еду
3. Спаркнотес. (2018). Стехиометријски прорачун. Опоравак од: спаркнотес.цом
4. ЦхемПагес Неториалс. (сф) Стехиометријски модул: Општа стехиометрија. Опоравак од: цхем.висц.еду
5. Флорес, Ј. Куимица (2002) Редакција Сантиллана.
6. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.