Објави:
Стехиометријски прорачуни у томе шта се састоје, фазе, решења
Тхе стехиометријски прорачуни су они који су направљени на основу масених односа елемената или једињења који су укључени у хемијску реакцију.
Први корак у њиховом остварењу је балансирање кемијске реакције од интереса. Такође, морају бити познате исправне формуле једињења која су укључена у хемијски процес.
Стехиометријски прорачуни заснивају се на примјени низа закона, међу којима су сљедећи: Закон очувања масе; закон одређених пропорција или константног састава; и коначно, закон вишеструких пропорција.
Закон о конзервацији масе указује да је у хемијској реакцији сума маса реактаната једнака збиру маса производа. У хемијској реакцији укупна маса остаје константна.
Закон одређених пропорција или константног састава наводи да различити узорци било којег чистог једињења имају исте елементе у истим масеним пропорцијама. На пример, чиста вода је иста без обзира на њен извор, или из којег континента (или планете) долази.
Трећи закон, који има вишеструке пропорције, показује да када два елемента А и Б формирају више од једног једињења, однос масе елемента Б који се комбинира са датом масом елемента А, у сваком од једињења , може се изразити у облику малих целих бројева. То јест, за АнБм н и м то су цели бројеви.
Индек
- 1 Шта су то стехиометријски прорачуни и њихове фазе??
- 1.1 Фазе
- 2 Вежбе решене
- 2.1 -Вјежба 1
- 2.2 -Вјежба 2
- 2.3 -Вјежба 3
- 2.4 -Вјежба 4
- 2.5 - Вежба 5
- 2.6 -Вјежба 6
- 3 Референце
Шта су то стехиометријски прорачуни и њихове фазе?
То су прорачуни дизајнирани за рјешавање различитих питања која се могу појавити када се проучава кемијска реакција. За то морате имати знање о хемијским процесима и законима који их владају.
Коришћењем стехиометријског прорачуна може се добити, на пример, из масе реактанта непозната маса другог реактанта. Такође можете знати процентуални састав хемијских елемената присутних у једињењу и из њега добити емпиријску формулу једињења.
Сходно томе, познавање емпиријске или минималне формуле једињења омогућава успостављање његове молекуларне формуле.
Поред тога, стехиометријски прорачун омогућава да се зна у хемијској реакцији која је ограничавајући реагенс, или ако постоји вишак реагенса, као и маса овог реагенса..
Фазе
Фазе ће зависити од типа постављеног проблема, као и од његове сложености.
Две уобичајене ситуације су:
-Реагују два елемента да би настала једињења и да знају само масу једног од реактаната.
-Пожељно је познавати непознату масу другог елемента, као и масу једињења које је резултат реакције.
Генерално, у рјешавању ових вјежби мора се слиједити сљедећи редослијед фаза:
-Поставите једначину хемијске реакције.
-Балансирајте једначину.
-Трећа фаза је, коришћењем атомских тежина елемената и стехиометријских коефицијената, да се добије пропорција масе реактаната.
-Затим, користећи закон дефинисаних пропорција, једном када је позната маса реактантског елемента и пропорција са којом он реагује са другим елементом, познати масу другог елемента.
-И пета и последња фаза, ако знамо масе реактантских елемената, њихова сума нам омогућава да израчунамо масу произведеног једињења у реакцији. У овом случају, ова информација се добија на основу закона о очувању масе.
Решене вежбе
-Вежба 1
Шта је преостали реагенс када 15 г Мг реагује са 15 г С да се формира МгС? И колико грама МгС ће бити произведено у реакцији?
Подаци:
-Маса Мг и С = 15 г
-Атомска маса Мг = 24,3 г / мол.
-Атомска маса С = 32,06 г / мол.
Корак 1: Једначина реакције
Мг + С => МгС (већ избалансиран)
Корак 2: Утврдити однос у којем се Мг и С комбинују за производњу МгС
Ради једноставности, атомска тежина Мг може се заокружити на 24 г / мол, а атомска тежина С на 32 г / мол. Онда ће пропорција у којој су комбиновани С и Мг бити 32:24, делећи 2 термина са 8, пропорција је смањена на 4: 3.
У реципрочном облику, удео у коме је Мг комбинован са С једнак је 3: 4 (Мг / С)
Корак 3: дискусија и прорачун преосталог реагенса и његове масе
Маса Мг и С је 15 г за оба, али пропорција у којој реагују Мг и С је 3: 4, а не 1: 1. Затим се може закључити да је преостали реагенс Мг, јер је у мањем проценту у односу на С.
Овај закључак се може тестирати израчунавањем масе Мг која реагује са 15 г С.
г Мг = 15 г Ск (3 г Мг) / мол) / (4 г С / мол)
11.25 г Мг
Сувишна маса Мг = 15 г - 11,25 г
3.75 г.
Корак 4: Маса МгС формирана у реакцији заснована на закону очувања масе
Маса МгС = маса Мг + маса С
11,25 г + 15 г.
26, 25 г
Вјежба с дидактичким циљевима може се обавити на сљедећи начин:
Израчунајте грамове 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 представљена у овом случају, могло би се видети да 15 г С не би достигло да потпуно реагује са 15 г Мг, који недостаје 5 г. Ово потврђује да је преостали реагенс Мг и С је ограничавајући реагенс у формирању МгС, када оба реактивна елемента имају исту масу.
-Вежба 2
Израчунајте масу натријум хлорида (НаЦл) и нечистоћа у 52 г НаЦл са процентом чистоће од 97,5%.
Подаци:
-Маса узорка: 52 г НаЦл
-Проценат чистоће = 97,5%.
Корак 1: Израчунавање чисте масе НаЦл
Маса НаЦл = 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
Дакле, од 52 г соли, 50.7 г су чисти кристали НаЦл и 1.3 г нечистоћа (као што су други јони или органска материја).
-Вежба 3
Која маса кисеоника (О) је у 40 г азотне киселине (ХНО3), знајући да је његова молекулска тежина 63 г / мол, а атомска тежина О је 16 г / мол?
Подаци:
-ХНО масс3 = 40 г
-Атомска тежина О = 16 г / мол.
-Молекуларна тежина ХНО3
Корак 1: Израчунајте број молова ХНО3 присутна у маси од 40 г киселине
Молес оф ХНО3 = 40 г ХНО3 к 1 мол ХНО3/ 63 г ХНО3
0.635 молес
Корак 2: Израчунајте број молова присутног О
Формула ХНО3 показује да има 3 мол О за сваки мол ХНО3.
Молови О = 0.635 мола ХНО3 Кс 3 мол О / мол ХНО3
1.905 молова О
Корак 3: Израчунајте масу О присутну у 40 г ХНО3
г О = 1.905 мола О к 16 г О / мол О
30.48 г
Значи, то је 40г ХНО-а3, 30.48 г се односи искључиво на тежину молова атома кисеоника. Ова велика количина кисеоника је типична за оксоанионе или њихове терцијарне соли (НаНО3, на пример).
-Вежба 4
Колико грама калијум хлорида (КЦл) се производи разлагањем 20 г калијум хлората (КЦлО)?3), знајући да је молекулска тежина КЦл 74.6 г / мол и молекулска тежина КЦлО3 то је 122,6 г / мол
Подаци:
-Маса КЦлО3 = 20 г
-Молекулска маса КЦл = 74,6 г / мол
-Молекуларна тежина КЦлО3 = 122.6 г / мол
Корак 1: Једначина реакције
2КЦлО3 => 2КЦл + 3О2
Корак 2: Израчунавање масе КЦлО3
г КЦлО3 = 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: израчунавање масе КЦл произведене разградњом
245 г КЦлО3 Разградњом се добија 149.2 г КЦл. Затим се овај однос (стехиометријски коефицијент) може користити за проналажење масе КЦл која се производи од 20 г КЦлО3:
г КЦл = 20 г КЦлО3 к 149 г КЦл / 245.2 г КЦлО3
12.17 г
Обратите пажњу на то како је однос маса О2 унутар КЦлО3. Од 20г КЦлО3, нешто мање од половине је због кисеоника који је део оксоанион хлората.
-Вежба 5
Нађите процентуални састав следећих супстанци: а) допа, Ц9Х11НО4 и б) Ваиниллина, Ц8Х8О3.
а) Допа
Корак 1: Пронађите молекулску тежину допа Ц9Х11НО4
Да би се то урадило, атомска тежина елемената присутних у једињењу се иницијално помножи са бројем молова представљених њиховим индексима. Да бисте пронашли молекуларну тежину, додајте грамове које пружају различити елементи.
Угљеник (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
Молекулска маса допа = (108 г + 11 г + 14 г + 64 г)
197 г
Корак 2: Нађите процентуални састав елемената присутних у допи
За то, његова молекуларна тежина (197 г) се узима као 100%.
% Ц = 108 г / 197 г к 100%
54.82% \ т
% Х = 11 г / 197 г к 100%
5.6%
% Н = 14 г / 197 г к 100%
7.10% \ т
% О = 64 г / 197 г
32.48% \ т
б) Ванилин
Део 1: израчунавање молекулске тежине ванилина Ц8Х8О3
Да би се то урадило, атомска тежина сваког елемента се множи бројем његових садашњих 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
О: 16 г / мол к 3 мол = 48 г
Молекуларна тежина = 96 г + 8 г + 48 г
152 г
Дио 2: Нађите% различитих елемената присутних у ванилину
Претпоставља се да његова молекулска маса (152 г / мол) представља 100%.
% Ц = 96 г / 152 г к 100%
63.15% \ т
% Х = 8 г / 152 г к 100%
5.26% \ т
% О = 48 г / 152 г к 100%
31, 58%
-Вежба 6
Масени процентуални састав алкохола је следећи: угљеник (Ц) 60%, водоник (Х) 13% и кисеоник (О) 27%. Узмите минималну формулу или емпиријску формулу.
Подаци:
Атомске тежине: Ц 12 г / мол, Х 1 г / мол и кисеоник 16 г / мол.
Корак 1: израчунавање броја молова елемената присутних у алкохолу
Претпоставља се да је маса алкохола 100г. Према томе, маса Ц је 60 г, маса Х је 13 г, а маса кисеоника је 27 г.
Израчунавање броја мола:
Број молова = маса елемента / атомске тежине елемента
молова Ц = 60 г / (12 г / мол)
5 молес
молова Х = 13 г / (1 г / мол)
13 молес
молови О = 27 г / (16 г / мол)
1.69 молес
Корак 2: Прибавите минималну или емпиријску формулу
Да бисмо то урадили, налазимо пропорцију целих бројева између броја молова. То служи за добијање броја атома елемената у минималној формули. У ту сврху моли различитих елемената подијељени су бројем молова елемента у мањем омјеру.
Ц = 5 мола / 1,69 мола
Ц = 2.96
Х = 13 мола / 1.69 мола
Х = 7,69
О = 1.69 мола / 1.69 мола
О = 1
Заокружујући ове бројке, минимална формула је: Ц3Х8О. Ова формула одговара пропанолу, ЦХ3ЦХ2ЦХ2ОХ. Међутим, ова формула је такође и она споја ЦХ3ЦХ2ОЦХ3, етил метил етар.
Референце
- Домингуез Ариас М. Ј. (с.ф.). Прорачуни у хемијским реакцијама. Опорављено од: ув.ес
- Прорачуни са хемијским формулама и једначинама. [ПДФ] Преузето из: 2.цхемистри.мсу.еду
- Спаркнотес. (2018). Стоицхиометриц Цалцулатион. Преузето са: спаркнотес.цом
- ЦхемПагес Неториалс. (с.ф.). Модул за стехиометрију: Општа стехиометрија. Преузето са: цхем.висц.еду
- Флорес, Ј. Куимица (2002) Уводник Сантиллана.
- Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг.