Πώς να υπολογίσετε τις κρεατοελιές σε μια αντίδραση
Ένα mole είναι η ποσότητα μιας ουσίας ίσης με τον αριθμό του Avogadro, περίπου 6,022 × 10^23. Είναι ο αριθμός των ατόμων που περιέχονται σε 12,0 γραμμάρια άνθρακα-12. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη μέτρηση γραμμομορίων επειδή παρέχει ένα μέσο για την εύκολη έκφραση μεγάλων ποσοτήτων. Μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό των mol σε οποιαδήποτε χημική αντίδραση, δεδομένου του χημικού τύπου και της μάζας των αντιδρώντων.
TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)
Για να υπολογίσετε τις μοριακές σχέσεις σε μια χημική αντίδραση, βρείτε τις μονάδες ατομικής μάζας (amus) για κάθε στοιχείο που βρίσκεται στα προϊόντα και τα αντιδρώντα και επεξεργαστείτε τη στοιχειομετρία της αντίδρασης.
Εύρεση μάζας σε γραμμάρια
Υπολογίστε τη μάζα σε γραμμάρια κάθε αντιδρώντος. Εάν τα αντιδρώντα δεν είναι ήδη σε γραμμάρια, μετατρέψτε τις μονάδες.
Για παράδειγμα, συνδυάστε 0,05 kg νατρίου (Na) με 25.000 γραμμάρια αερίου χλωρίου (Cl2 ) για να σχηματιστεί NaCl ή επιτραπέζιο αλάτι. Μετατρέψτε 0,05 kg νατρίου σε γραμμάρια. Χρησιμοποιώντας το γράφημα μετατροπών, βλέπετε ότι 1.000 g =1 kg. Πολλαπλασιάστε 0,05 kg επί 1.000 g/kg για να λάβετε γραμμάρια Na.
Η αντίδραση χρησιμοποιεί 50,0 g Na και 25,0 g Cl2 .
Εύρεση ατομικού βάρους
Προσδιορίστε το ατομικό βάρος κάθε στοιχείου χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα. Συνήθως γράφεται ως δεκαδικός αριθμός πάνω ή κάτω από το χημικό σύμβολο και μετριέται σε μονάδες ατομικής μάζας (amu).
Το ατομικό βάρος του Na είναι 22.990 amu. Το Cl είναι 35.453 amu.
Υπολογισμός γραμμαρίων ανά Mole
Υπολογίστε τον αριθμό των γραμμαρίων ανά mole (g/mol) για κάθε αντιδρών και προϊόν. Ο αριθμός των γραμμαρίων ανά mole για κάθε στοιχείο είναι ίσος με το ατομικό βάρος αυτού του στοιχείου. Προσθέστε τις μάζες των στοιχείων σε κάθε ένωση για να βρείτε τα γραμμάρια ανά mole για αυτήν την ένωση.
Για παράδειγμα, το ατομικό βάρος του Na, 22,990 amu, είναι ίσο με τον αριθμό των γραμμαρίων ανά mole Na -- επίσης 22,990.
Cl2 από την άλλη, αποτελείται από δύο άτομα Cl. Το καθένα χωριστά έχει μάζα 35.253 amu, οπότε μαζί η ένωση ζυγίζει 70.506 amu. Ο αριθμός των γραμμαρίων ανά mole είναι ο ίδιος -- 70,506 g/mol.
Το NaCl αποτελείται τόσο από άτομο Na όσο και από άτομο Cl. Το Na ζυγίζει 22.990 amu και το Cl 35.253 amu, επομένως το NaCl ζυγίζει 58.243 amu και έχει τον ίδιο αριθμό γραμμαρίων ανά mole.
Διαιρέστε τα γραμμάρια ανά γραμμάρια ανά mole
Διαιρέστε τον αριθμό των γραμμαρίων κάθε αντιδρώντος με τον αριθμό των γραμμαρίων ανά mol για αυτό το αντιδρών.
Σε αυτή την αντίδραση χρησιμοποιούνται 50,0 g Na και υπάρχουν 22,990 g/mol. 50,0 ÷ 22,990 =2,1749. Σε αυτήν την αντίδραση χρησιμοποιούνται 2,1749 moles Na.
Χρησιμοποιούνται 25.000 g Cl2 και υπάρχουν 70.506 g/mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 =0.35458. Η αντίδραση χρησιμοποιεί 0,35458 moles Cl2.
Εύρεση Συντελεστών Αντίδρασης
Εξετάστε τον χημικό σας τύπο για την αντίδραση, σημειώνοντας τους συντελεστές για κάθε αντιδρών και προϊόν. Αυτή η αναλογία ισχύει για οποιαδήποτε ποσότητα, είτε για μεμονωμένα άτομα, δεκάδες άτομα ή, το πιο σημαντικό, γραμμομόρια ατόμων.
Για παράδειγμα, στην εξίσωση 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Η αναλογία Na προς Cl2 προς NaCl είναι 2:1:2. Σημειώστε ότι οι μη καταχωρημένοι συντελεστές θεωρούνται ότι είναι 1. Κάθε δύο άτομα Na που αντιδρούν με ένα μόριο Cl2, παράγουν δύο μόρια NaCl. Η ίδια αναλογία ισχύει για γραμμομόρια ατόμων και μορίων. Δύο moles Na που αντιδρούν με ένα mole Cl2, δίνουν 2 moles NaCl.
Determine Limiting Reactant
Υπολογίστε το οριακό αντιδραστήριο, ή το αντιδρών που θα εξαντληθεί πρώτο, ρυθμίζοντας την πρώτη από τις δύο εξισώσεις. Σε αυτήν την πρώτη εξίσωση, επιλέξτε ένα από τα αντιδρώντα και πολλαπλασιάστε τα γραμμομόρια αυτού του αντιδρώντος με την αναλογία γραμμομορίων αντιδραστηρίου προς γραμμομόρια του προϊόντος.
Για παράδειγμα, στο παράδειγμα του πειράματος, χρησιμοποιήσατε 2,1749 moles Na. Για κάθε 2 mol Na που χρησιμοποιούνται, παράγονται 2 mol NaCl. Αυτή είναι μια αναλογία 1:1, που σημαίνει ότι χρησιμοποιώντας 2,1749 moles Na, αποδίδει επίσης 2,1749 moles NaCl.
Προσδιορισμός μάζας προϊόντος
Πολλαπλασιάστε τον αριθμό που προκύπτει με τον αριθμό των γραμμαρίων ανά mole προϊόντος για να βρείτε τη μάζα του προϊόντος που μπορεί να παραχθεί από τη δεδομένη ποσότητα αντιδραστηρίου.
Υπάρχουν 2,1749 mol NaCl και ένα mole ισούται με 58,243 γραμμάρια. 2,1749 × 58,243 =126,67, επομένως τα 50.000 g Na που χρησιμοποιούνται στην αντίδραση μπορούν να δημιουργήσουν 126,67 g NaCl.
Ξεκινήστε μια δεύτερη εξίσωση πανομοιότυπη με την πρώτη, αλλά χρησιμοποιώντας το άλλο αντιδρόν.
Το άλλο αντιδραστήριο είναι το Cl2 , εκ των οποίων έχετε 0,35458 κρεατοελιές. Η αναλογία Cl2 σε NaCl είναι 1:2, επομένως για κάθε mole Cl2 που αντιδρά, θα παράγονται δύο mole NaCl. 0,35458 × 2 =0,70916 moles NaCl.
Πολλαπλασιάστε τον αριθμό που προκύπτει με τον αριθμό των γραμμαρίων ανά mole προϊόντος για να βρείτε την ποσότητα του προϊόντος που μπορεί να παραχθεί από το δεύτερο αντιδραστήριο.
0,70916 moles NaCl × 58,243 g/mol =41,304 g NaCl.
Σύγκριση αποτελεσμάτων αντίδρασης
Εξετάστε τα αποτελέσματα και των δύο εξισώσεων. Όποια εξίσωση είχε ως αποτέλεσμα τη μικρότερη μάζα του προϊόντος περιέχει το περιοριστικό αντιδραστήριο. Δεδομένου ότι η αντίδραση μπορεί να συνεχιστεί μόνο μέχρι να εξαντληθεί αυτό το αντιδραστήριο, όσο κι αν πολλά γραμμάρια αντιδραστηρίου παράγονται από αυτήν την εξίσωση είναι ο αριθμός των γραμμαρίων που θα παραχθούν από ολόκληρη την αντίδραση.
Στην εξίσωση άλατος, Cl2 έδωσε τον μικρότερο αριθμό γραμμαρίων NaCl, επομένως είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο. Μόνο 41,304 g NaCl θα παραχθούν από αυτή την αντίδραση.
Υπολογισμός Moles of Product
Προσδιορίστε τα mole του προϊόντος που παράγονται διαιρώντας τα γραμμάρια του προϊόντος με τα γραμμάρια ανά mole προϊόντος. Τώρα έχετε υπολογίσει τον αριθμό των γραμμομορίων κάθε ένωσης που χρησιμοποιείται σε αυτήν την αντίδραση.
41,304 g NaCl ÷ 58,243 g/mol =0,70917 moles NaCl.
Προειδοποιήσεις
-
Μην επιχειρήσετε να αναπαράγετε αυτό το πείραμα. Το νάτριο είναι ένα πολύ πτητικό μέταλλο και πρέπει να το χειρίζεται μόνο επαγγελματίας.
