Stökiometriska beräkningar

Vad är stökiometriska beräkningar?

De Stökiometriska beräkningar De är de som utförs baserat på massförhållandena mellan elementen eller föreningarna som är involverade i en kemisk reaktion.

Det första steget att utföra dem är att balansera den kemiska reaktionen av intresse. På samma sätt bör de korrekta formlerna för de föreningar som är involverade i den kemiska processen vara känd.

Stökiometriska beräkningar är baserade på tillämpningen av en uppsättning lagar, bland vilka är följande: Masskonserveringslagen; lagen om definierade proportioner eller konstant sammansättning; Och slutligen lagen om flera proportioner.

Lagen om bevarande av massan säger att i en kemisk reaktion är summan av massorna för de reagerande ämnena lika med summan av massorna på produkterna. I en kemisk reaktion förblir den totala massan konstant.

Lagen om definierade proportioner eller konstant sammansättning indikerar att du visar annorlunda än någon ren förening har samma element i samma massproportioner. Till exempel är rent vatten detsamma oavsett källa, eller vilken kontinent (eller planet) kommer.

Och den tredje lagen, den i flera proportioner, indikerar att när två element A och B bildar mer än en förening, kan andelen av massan av element B som kombineras med en given massa av element A, i var och en av föreningarna, uttryckas i termer av små hela siffror. Det vill säga för en_nB_m n och m De är hela siffror.

Vad är stökiometriska beräkningar och deras stadier?

De är beräkningar utformade för att lösa de olika frågorna som kan uppstå när en kemisk reaktion studeras. För detta måste kunskap om de kemiska processerna och lagarna som styr dem vara besatta.

Med användning av stökiometrisk beräkning, till exempel från massan av ett reagerande ämne, kan den okända massan av ett annat reagens erhållas. Du kan också känna till den procentuella sammansättningen av de kemiska elementen som finns i en förening och från den, få den empiriska formeln för föreningen.

Följaktligen möjliggör kunskapen om den empiriska eller minimala formeln för en förening etablering av dess molekylformel.

Dessutom tillåter den stökiometriska beräkningen veta i en kemisk reaktion vad det begränsande reagenset är, eller om det finns ett överskottsreagens, liksom massan av detta.

Stadier

Stegen beror på vilken typ av problem som tas upp, liksom dess komplexitet.

Två vanliga situationer är:

• Två element reagerar för att orsaka en förening och endast massan av ett av de reagerande elementen är känd.
• Det är önskvärt att känna till den okända massan av det andra elementet, liksom förenings massa som är resultatet av reaktionen.

I allmänhet, i upplösningen av dessa övningar måste följande ordningsordning följas:

• Upprätta den kemiska reaktionsekvationen.
• Balansera ekvationen.
• Det tredje steget är, genom att använda atomvikterna i de stökiometriska elementen och koefficienterna, erhålla andelen massor av de reagerande elementen.
• Sedan, genom att använda lagen i de definierade proportionerna, när massan av ett reagerande element är känt och den andel som den reagerar med det andra elementet, för att känna till det andra elementets massa.
• Och det femte och sista steget, om massorna av de reagerande elementen är kända, så att dess summa gör att du kan beräkna massan på föreningen som produceras i reaktionen. I detta fall erhålls denna information baserat på massbesparingslagen.

Det kan tjäna dig: alfa-zotoglutarat: egenskaper, funktioner och applikationer

Löst övningar

-Övning 1

Vad är det överskottsreagenset när 15 g mg med 15 g s reageras på att bilda MGS? Och hur många gram MG: er kommer att inträffa i reaktionen?

Data:

-Mg och s = 15 g massa

-Atomvikt av mg = 24,3 g/mol.

-Atomvikt av S = 32,06 g/mol.

Steg 1: Reaktionsekvationen

Mg +s => mgs (det är redan balanserat)

Steg 2: Upprättande av andelen där MG och S kombineras för att producera MGS

För att förenkla kan du runda atomvikten hos Mg vid 24 g/mol och atomvikten på S vid 32 g/mol. Då kommer andelen i S och MG kombinerat att vara 32:24, och delar de två termerna med 8, andelen reduceras till 4: 3.

I ömsesidigt är andelen i vilken Mg kombineras med S lika med 3: 4 (mg/s)

Steg 3: Diskussion och beräkning av överskottsreagenset och dess massa

Massan av Mg och S är 15 g för båda, men andelen i vilken Mg och S -reaktionen är 3: 4 och nr 1: 1. Då kan det dras att överskottsreagenset är MG, eftersom det är i mindre andel med avseende på S.

Denna slutsats kan testas genom att beräkna massan av mg som reagerar med 15 g s.

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

11,25 g mg

Superant Mg -massa = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Steg 4: MGS -massa bildades i reaktionen baserad på lagen om massbesparing

Mgs massa = mg massa + massa av s

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

En övning för didaktiska ändamål kan göras enligt följande:

Beräkna gramen av S som reagerar med 15 g mg, och använder i detta fall en andel av 4: 3.

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

20 g

Om situationen presenterades i detta fall, kunde man se att 15 g s inte skulle nå för att reagera helt med 15 g mg, saknade 5 g. Detta bekräftar att överskottsreagenset är MG och S är det begränsande reagenset i bildningen av MG: er, när båda reaktiva element har samma massa.

Kan tjäna dig: magnesiumfluorid: struktur, egenskaper, syntes, användning

-Övning 2

Beräkna massan av natriumklorid (NaCl) och föroreningar i 52 g NaCl med en renhetsprocent på 97,5%.

Data:

-Provmassa: 52 g NaCl

-Procentandel av renhet = 97,5%.

Steg 1: Beräkning av NaCls rena massa

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

50,7 g

Steg 2: Beräkning av massan av föroreningar

% föroreningar = 100% - 97,5%

2,5%

Massa för föroreningar = 52 g x 2,5%/100%

1,3 g

Därför, av 52 g salt, är 50,7 g rena NaCl -kristaller och 1,3 g föroreningar (såsom andra joner eller organiskt material).

-Övning 3

Vilken syremassa (O) är i 40 g salpetersyra (HNO₃), att veta att dess molekylvikt är 63 g/mol och atomvikten för O är 16 g/mol?

Data:

-HNO -massa₃ = 40 g

-Atomvikten O = 16 g/mol.

-HNO: s molekylvikt₃

Steg 1: Beräkna antalet mol HNO₃ närvarande i en massa av 40 g syra

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

0,635 mol

Steg 2: Beräkna antalet mol eller nuvarande

HNO -formeln₃ Indikerar att det finns 3 mol eller för varje mol av hno_3.

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

1 905 mol O

Steg 3: Beräkning av massan av eller närvarande i 40 g HNO₃

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

30,48 g

Det vill säga den för 40 g av hno₃, 30.48g beror uteslutande på vikten av mullvadens syreatomer. Denna stora andel syre är typisk för oxoanioner eller deras tertiära salter (nano₃, Till exempel).

-Övning 4

Hur många gram kaliumklorid (KCL) produceras genom att sönderdela 20 g kaliumklorat (KCLO₃)?, Att veta att molekylvikten för KCl är 74,6 g/mol och molekylvikten för KCLO₃ är 122,6 g/mol

Data:

-Klo -massa₃ = 20 g

-Molekylvikt av KCl = 74,6 g/mol

-KCLO -molekylvikt₃ = 122,6 g/mol

Steg 1: Reaktionsekvationen

2kclo₃ => 2kcl + 3o₂

Steg 2: KCLO -massberäkning₃

g av KCLO₃ = 2 mol x 122,6 g/mol

245,2 g

Steg 3: KCL -massberäkning

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

149,2 g

Steg 4: Beräkning av KCL -massan som produceras genom nedbrytning

245 g kclo₃ De produceras av nedbrytning 149, 2 g KCl. Så denna andel (stökiometrisk koefficient) kan användas för att hitta KCL -massan som inträffar från 20 g KCLO₃:

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

12,17 g

Observera hur massförhållandet hos O₂ Inuti KCLO₃. Av 20G av KCLO₃, Lite mindre än hälften beror på syre som är en del av Oxoanion Chlorate.

-Övning 5

Hitta den procentuella sammansättningen av följande ämnen: a) DOPA, c₉H_elvaNEJ₄ och b) Vainillina, c₈H₈ANTINGEN₃.

Kan tjäna dig: dimetylanylin: struktur, egenskaper, syntes, användning

a) Dopa

Steg 1: Hitta molekylvikten för DPA C₉H_elvaNEJ₄

För detta multipliceras initialt atomvikten för elementen som finns i föreningen av mullvad som representeras av deras abonnemang. För att hitta molekylvikten tillsätts gram som bidrar med de olika elementen.

Kol (c): 12 g/mol x 9 mol = 108 g

Väte (H): 1 g/mol x 11 mol = 11 g

Kväve (n): 14 g/mol x 1 mol = 14 g

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

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

197 g

Steg 2: Hitta den procentuella sammansättningen av de element som finns i DOPA

För att göra detta tas dess molekylvikt (197 g) 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: Beräkning av molekylvikten för vanillin C₈H₈ANTINGEN₃

För att göra detta multipliceras atomvikten för varje element med antalet närvarande mullvadar, vilket lägger till massan som de olika elementen ger

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

Molekylvikt = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Del 2: Hitta % av de olika elementen som finns i Vainillina

Det antas att dess molekylvikt (152 g/mol) representerar 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 %

-Övning 6

Massprocentens sammansättning av en alkohol är som följer: kol (C) 60%, väte (H) 13% och syre (O) 27%.  Få din minsta formel eller empirisk formel.

Data:

Atomvikter: C 12 g/mol, H 1g/mol och syre 16 g/mol.

Steg 1: Beräkning av antalet mol av de element som finns i alkohol

Det antas att alkoholmassan är 100 g. Följaktligen är C.

Beräkning av antalet mol:

Antal mol = elementets massa/vikt

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

5 mol

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

13 mol

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

1,69 mol

Steg 2: Att få minsta eller empiriska formel

För att göra detta finns andelen hela antalet mellan antalet mol. Detta tjänar till att få antalet atomer i elementen i minsta formel. För detta ändamål är molen i de olika elementen uppdelade mellan antalet mol i elementet i en lägre andel.

C = 5 mol/1,69 mol

C = 2,96

H = 13 mol/1,69 mol

H = 7,69

O = 1,69 mol/1,69 mol

O = 1

Avrundar dessa siffror är minsta formel: C₃H₈ANTINGEN. Denna formel motsvarar den för propanol, ch₃Ch₂Ch₂Åh. Men denna formel är också föreningen ch₃Ch₂Ägg₃, Etylmetyleter.