Stöhhiomeetrilised arvutused, mida nad koosnevad, etapid, harjutused lahendatud

The stöhhiomeetrilised arvutused on need, mis on valmistatud keemiliste reaktsioonidega seotud elementide või ühendite massisuhte alusel.

Esimene samm nende realiseerimiseks on huvitava keemilise reaktsiooni tasakaalustamine. Samuti peavad olema teada keemiliste protsessidega seotud ühendite õiged valemid.

Stöhhiomeetrilised arvutused põhinevad seaduste kogumil, mille hulgas on järgmised: Massi säilitamise seadus; kindla proportsiooniga või pidev koosseis; ja lõpuks, mitme proportsiooni seadus.

Massi säilitamise seadus näitab, et keemilises reaktsioonis on reaktiivide masside summa võrdne toodete masside summaga. Keemilise reaktsiooni korral jääb kogumass konstantseks.

Kindlaste proportsioonide või konstantse kompositsiooni seaduses on sätestatud, et iga puhta ühendi erinevatel proovidel on ühesugused elemendid samas massisuhtes. Näiteks puhas vesi on sama, olenemata selle allikast või mis mandrilt (või planeedilt) see pärineb.

Ja kolmas seadus, mis koosneb mitmest proportsioonist, näitab, et kui kaks elementi A ja B moodustavad rohkem kui ühe ühendi, siis elemendi B massi osakaal, mis ühendab antud elemendi A massi, igas ühendis. , võib väljendada väikeste täisarvudena. See tähendab, et A jaoks_nB_m n ja m nad on täisarvud.

Indeks

• 1 Millised on stöhhiomeetrilised arvutused ja nende etapid??
  • 1.1 etapid
• 2 Harjutused lahendatud
  • 2.1. Harjutus 1
  • 2.2 - 2. harjutus
  • 2.3 - 3. harjutus
  • 2.4. 4. harjutus
  • 2.5 - Harjutus 5
  • 2.6 - Harjutus 6
• 3 Viited

Millised on stöhhiomeetrilised arvutused ja nende etapid?

Need on arvutused, mille eesmärk on lahendada erinevad küsimused, mis võivad tekkida keemilise reaktsiooni uurimisel. Selleks peate teadma keemilisi protsesse ja neid reguleerivaid seadusi.

Stöhhiomeetrilise arvutamise abil võib saada näiteks reaktiivi massist teise reaktiivi tundmatu massi. Samuti saate teada ühendis leiduvate keemiliste elementide protsentuaalset koostist ja saada selle ühendi empiiriline valem.

Järelikult võimaldab ühendi empiirilise või minimaalse valemi tundmine luua selle molekulaarse valemi.

Lisaks võimaldab stöhhiomeetriline arvutus teada keemilises reaktsioonis, mis on piirav reagent, või kui on olemas üleliigne reagent, samuti selle mass..

Etapid

Etapid sõltuvad tekkinud probleemi liigist ja selle keerukusest.

Kaks üldist olukorda on:

-Reageerige kaks elementi, et saada ühend ja saada teada ainult ühe reagendi massist.

-Soovitakse teada teise elemendi tundmatut massi, samuti reaktsiooni tulemusel saadud ühendi massi.

Üldiselt tuleb nende harjutuste lahendamisel järgida järgmisi etappe:

-Määrake keemilise reaktsiooni võrrand.

-Tasakaalustage võrrand.

-Kolmas etapp on, kasutades elementide aatomi kaalusid ja stöhhiomeetrilisi koefitsiente, saada reaktiivide masside osakaal..

-Seejärel, kasutades kindlaksmääratud proportsioonide seadust, kui reageeriva elemendi mass ja proportsioon, millega see reageerib teise elemendiga, on teada teise elemendi mass..

-Ja viies ja viimane etapp, kui me teame reaktiivielementide massi, võimaldab nende summa arvutada reaktsiooni käigus tekkinud ühendi massi. Sellisel juhul saadakse see teave massi säilitamise õiguse alusel.

Lahendatud harjutused

-Harjutus 1

Mis on ülejäänud reaktiiv, kui 15 g Mg-i reageeritakse 15 g S-ga, moodustades MgS? Ja kui palju grammi MgS saadakse reaktsioonis?

Andmed:

-Mg mass ja S = 15 g

-Mg aatommass = 24,3 g / mol.

-Aatomi mass S = 32,06 g / mol.

1. etapp: reaktsioonivõrrand

Mg + S => MgS (juba tasakaalustatud)

2. etapp: määrata suhe, milles Mg ja S ühendavad MgS-i

Lihtsuse huvides võib Mg aatomi ümardada 24 g / mol ja aatomi kaal S kuni 32 g / mol. Siis on S ja Mg koostootmise osakaal 32:24, jagades 2 mõistet 8-ga, vähendatakse osa 4: 3-ni.

Vastastikusel kujul võrdub Mg koos S-ga 3: 4 (Mg / S)

3. etapp: järelejäänud reaktiivi ja selle massi arutamine ja arvutamine

Mg ja S mass on mõlema puhul 15 g, kuid osakaal, milles Mg ja S reageerib, on 3: 4 ja mitte 1: 1. Seejärel võib järeldada, et ülejäänud reaktiiv on Mg, kuna see on väiksem S suhtes.

Seda järeldust saab testida, arvutades Mg-i, mis reageerib 15 g S-ga.

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

11,25 g Mg

Mg liigne mass = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

4. etapp: MgS-i mass, mis tekkis reaktsioonis, mis põhineb massi säilitamise seadusel

MgS mass = Mg + mass massist S

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Didaktiliste eesmärkidega harjutust saab teha järgmisel viisil:

Arvutage S grammides, mis reageerivad 15 g Mg-ga, kasutades sel juhul suhet 4: 3.

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

20 g

Juhul, kui antud juhul oleks olukord ilmnenud, võib näha, et 15 g S ei jõua täielikult reageerida 15 g Mg-ga, puuduvad 5 g. See kinnitab, et ülejäänud reaktiiv on Mg ja S, mis on MgS-i moodustamisel piirav reaktiiv, kui mõlemal reaktiivelementil on sama mass.

-Harjutus 2

Naatriumkloriidi (NaCl) ja lisandite mass arvutatakse 52 g NaCl-s, mille puhtusaste on 97,5%..

Andmed:

-Proovi mass: 52 g NaCl

-Puhtusprotsent = 97,5%.

Etapp 1: NaCl puhta massi arvutamine

NaCl mass = 52 g x 97,5% / 100%

50,7 g

2. etapp: lisandite massi arvutamine

% lisanditest = 100% - 97,5%

2,5%

Lisandite mass = 52 g x 2,5% / 100%

1,3 g

Seetõttu on 52 g soolast 50,7 g NaCl puhtaid kristalle ja 1,3 g lisandeid (nagu teised ioonid või orgaanilised ained)..

-Harjutus 3

Milline hapniku mass (O) on 40 g lämmastikhappes (HNO)₃) teades, et selle molekulmass on 63 g / mol ja aatomi kaal O on 16 g / mol?

Andmed:

-HNO mass₃ = 40 g

-Aatomi mass O = 16 g / mol.

-HNO molekulmass₃

Etapp 1: Arvutage HNO moolide arv₃ sisaldub 40 g happes

HNO moolid₃ = 40 g HNO₃ x 1 mol HNO₃/ 63 g HNO₃

0,635 mooli

Samm 2: Arvutage O kohal olevate moolide arv

HNO valem₃ näitab, et 3 mooli O iga HNO mooli kohta_3.

Mooli O = 0,635 mooli HNO₃ X3 mooli O / mol HNO₃

1,905 mooli O

3. etapp: arvutatakse O sisaldus 40 g HNO-s₃

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

30,48 g

See tähendab, et 40 g HNO-d₃, 30,48 g on tingitud ainult hapniku aatomite moolide kaalust. See suur osa hapnikust on tüüpiline oksoanioonidele või nende tertsiaarsetele sooladele (NaNO₃, näiteks).

-Harjutus 4

Mitu grammi kaaliumkloriidi (KCl) saadakse 20 g kaaliumkloraadi (KClO) lagunemisel?₃) teades, et KCl molekulmass on 74,6 g / mol ja KClO molekulmass₃ see on 122,6 g / mol

Andmed:

-KClO mass₃ = 20 g

-KCl molekulmass = 74,6 g / mol

-KClO molekulmass₃ = 122,6 g / mol

1. etapp: reaktsioonivõrrand

2KClO₃ => 2KCl + 3O₂

Etapp 2: KClO massi arvutamine₃

g KClO₃ = 2 mooli x 122,6 g / mol

245,2 g

3. etapp: arvutatakse KCl mass

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

149,2 g

4. etapp: lagunemisega tekitatud KCI massi arvutamine

245 g KClO₃ 149,2 g KCl saadakse lagunemise teel. Seejärel saab seda suhet (stöhhiomeetriline koefitsient) kasutada KCl massi leidmiseks, mis on toodetud 20 g KClO-st.₃:

g KCl = 20 g KClO₃ x 149 g KCl / 245,2 g KClO₃

12,17 g

Pange tähele, kuidas on O massi suhe₂ KClO sees₃. 20 g KClO-st₃, veidi vähem kui pool on tingitud hapnikust, mis on osa oksoanioonkloraadist.

-Harjutus 5

Leidke järgmiste ainete protsentuaalne koostis: a) dopa, C₉H₁₁EI₄ ja b) Vainillina, C₈H₈O₃.

a) Dopa

1. etapp: Leia dopa C molekulmass₉H₁₁EI₄

Selleks korrutatakse ühendis olevate elementide aatommass esialgu nende alaindeksitega esindatud moolide arvuga. Molekulmassi leidmiseks lisage erinevate elementide esitatud grammid.

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

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

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

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

Dopa molekulmass = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

2. samm: leidke dopas sisalduvate elementide protsentuaalne koostis

Selleks võetakse selle molekulmass (197 g) 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) Vanillin

Osa 1: vanilliin C molekulmassi arvutamine₈H₈O₃

Selleks korrutatakse iga elemendi aatommass selle praeguste moolide arvuga, lisades erinevate elementide poolt lisatud massi.

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

Molekulmass = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

2. osa: Leia vanilliini erinevate elementide protsent

Eeldatakse, et selle molekulmass (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%

-Harjutus 6

Alkoholi massprotsentne koostis on järgmine: süsinik (C) 60%, vesinik (H) 13% ja hapnik (O) 27%. Võta oma minimaalne valem või empiiriline valem.

Andmed:

Aatomkaalud: C 12 g / mol, H 1 g / mol ja hapnik 16 g / mol.

1. etapp: alkoholis sisalduvate elementide moolide arvu arvutamine

Eeldatakse, et alkoholi mass on 100 g. Järelikult on C mass 60 g, H mass 13 g ja hapniku mass 27 g.

Moolide arvu arvutamine:

Moolide arv = elemendi elemendi / aatommassi mass

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

5 mooli

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

13 mooli

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

1,69 mooli

2. etapp: saada minimaalne või empiiriline valem

Selleks leiame osade arvu täisarvude vahel moolide arvu vahel. See aitab saada elementide aatomite arvu miinimumvalemis. Selleks jagatakse erinevate elementide mutid elementi moolide arvuga väiksemas osas.

C = 5 mooli / 1,69 mooli

C = 2,96

H = 13 mooli / 1,69 mooli

H = 7,69

O = 1,69 mooli / 1,69 mooli

O = 1

Nende numbrite ümardamine on minimaalne valem: C₃H₈See valem vastab propanooli CH-le₃CH₂CH₂OH. Kuid see valem on ka CH ühendi valem₃CH₂OCH₃, etüülmetüüleeter.

Viited

1. Dominguez Arias M. J. (s.f.). Arvutused keemilistes reaktsioonides. Taastatud: uv.es
2. Arvutused keemiliste valemite ja võrranditega. [PDF] Välja võetud: 2.chemistry.msu.edu
3. Sparknotes. (2018). Stöhhiomeetriline arvutamine. Välja otsitud: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (s.f.). Stöhhiomeetria moodul: üldine stöhhiomeetria. Välja otsitud andmebaasist: chem.wisc.edu
5. Flores, J. Química (2002) Toimetus Santillana.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). KESKMINE Õppimine.