Ինչպես անել ստոիիոմետրիա (նկարներով)

2024 Հեղինակ: Jason Gerald | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-15 08:17

Քիմիական ռեակցիայի դեպքում նյութը չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, ուստի ռեակցիայի արտադրանքը պետք է հավասար լինի ռեակցիայի ռեակտիվների քանակին: Ստոկիոմետրիան ռեակցիայի տարրերի քանակական հարաբերությունների ուսումնասիրությունն է, որը ենթադրում է դրանցում արձագանքող նյութերի և արտադրանքի զանգվածի հաշվարկ: Ստոիիոմետրիան մաթեմատիկայի և քիմիայի համադրություն է և կիրառվում է ՝ հիմնվելով վերը նշված մեկ պարզ սկզբունքի վրա. Քիմիայի ցանկացած խնդրի լուծման առաջին քայլը հավասարումների հավասարակշռումն է:

Քայլ

Մաս 1 -ը 4 -ից ՝ Քիմիական հավասարումների հավասարակշռում

Քայլ 1. Գրեք հավասարման երկու կողմերում յուրաքանչյուր միացություն կազմող ատոմների թիվը:

Քիմիական հավասարումները կարող են օգնել ձեզ բացահայտել յուրաքանչյուր տարրի ատոմները ռեակցիայի մեջ: Քիմիական ռեակցիայի դեպքում նյութը չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, ուստի հավասարումը անհավասար է, եթե հավասարման երկու կողմերում բաղադրիչ ատոմների թիվը (և տեսակները) լրիվ նույնը չեն:

• Մի մոռացեք ատոմների թիվը բազմապատկել գործակիցով կամ գծից ներքև գտնվող համարով, եթե ունեք մեկը:
• Օրինակ ՝ Հ₂Ո SOրեմն₄ + Fe - Fe₂(ԱՅՈ₄)₃ + Հ₂
• Հավասարման ձախ (արձագանքող նյութեր) կան 2 H, 1 S, 4 O և 1 Fe:
• Հավասարումից աջ (արտադրանք) կան 2 H, 3 S, 12 O և 2 Fe:

Քայլ 2. Թթվածնից և ջրածնից բացի այլ տարրերի դիմաց գործակիցներ ավելացրեք ՝ հավասարման երկու կողմերը հավասարակշռելու համար:

Գտեք թթվածնից և ջրածնից բացի այլ տարրերի ամենաքիչ ընդհանուր բազմապատիկը `հավասարման երկու կողմերում գտնվող ատոմների թիվը հավասարեցնելու համար:

• Օրինակ, 2 -ի և 1 -ի միջև ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը (LCM) Fe- ի համար 2 է: Այսպիսով, ձախ կողմում Fe տարրի դիմաց ավելացրեք 2 թիվը, որպեսզի այն հավասարակշռվի:
• 3 -ի և 1 -ի միջև LCM- ը S տարրի համար 3 է: Այսպիսով, H թիվը բարդի դիմաց ավելացրեք 3 -ով₂ԱՅՍՊԵՍ₄ հավասարակշռել հավասարման աջ և ձախ կողմերը:
• Այս փուլում վերը նշված օրինակի հավասարումը կլինի ՝ 3 Հ₂Ո SOրեմն₄ + 2 Fe - Fe₂(ԱՅՈ₄)₃ + Հ₂

Քայլ 3. Հավասարակշռեք ջրածնի և թթվածնի ատոմները:

Lastրածնի և թթվածնի ատոմների թիվը վերջին անգամ հավասարակշռված է, քանի որ դրանք ընդհանուր առմամբ առկա են հավասարման երկու կողմերում գտնվող մի քանի մոլեկուլներում: Այս հավասարման հավասարակշռման փուլում, մի մոռացեք, որ մոլեկուլների դիմաց գործակիցները ավելացնելուց հետո նորից հաշվարկեք ատոմները:

• Այստեղի օրինակում մենք H թիվը բարդի դիմաց ավելացնում ենք 3 թիվը₂Ո SOրեմն₄, այնպես որ այժմ ձախ կողմում կա 6 ջրածնի ատոմ, բայց հավասարման աջ կողմում `ընդամենը 2 ջրածնի ատոմ: Մենք նաև ներկայումս ունենք ձախ թթվածնի 12, իսկ աջ կողմում `12 թթվածնի ատոմ, ուստի թթվածնի ատոմները համարժեք են:
• Canրածնի ատոմները կարող ենք հավասարակշռել ՝ H- ի դիմաց գումարելով 3 թիվը₂.
• Հավասարակշռումից հետո վերջնական հավասարումը 3 H է₂Ո SOրեմն₄ + 2 Fe - Fe₂(ԱՅՈ₄)₃ + 3 ժամ₂.

Քայլ 4. Վերագրեք հավասարման երկու կողմերի ատոմները `համոզվելու համար, որ դրանք նույն թիվն են:

Ավարտելուց հետո վերահաշվարկեք և կրկնակի ստուգեք հավասարությունը ճիշտ քայլն է: Դուք կարող եք դա անել `հավասարման երկու կողմերի բոլոր ատոմները գումարելով և համոզվելով, որ դրանք նույնն են:

• Կրկին ստուգեք մեր հավասարման հավասարությունը, 3 Հ₂ԱՅՍՊԵՍ₄ + 2 Fe - Fe₂(ԱՅՈ₄)₃ + 3 ժամ₂.
• Սլաքի ձախ կողմում են 6 H, 3 S, 12 O և 2 Fe:
• Սլաքի աջ կողմում են 2 Fe, 3 S, 12 O և 6 H.
• Աջ և ձախ կողմերի ատոմների քանակը ճիշտ նույնն է, ուստի այս հավասարումը արդեն համարժեք է:

2 -րդ մաս 4 -ից. Գրամի և մոլի փոխակերպում

Քայլ 1. Հաշվիր տվյալ միացության զանգվածի մոլային զանգվածը գրամներով:

Մոլային զանգվածը միացության մեկ մոլի գրամ (գ) քանակն է: Այս միավորը թույլ է տալիս հեշտությամբ փոխարկել միացության գրամն ու մոլը: Մոլային զանգվածը հաշվարկելու համար հարկավոր է իմանալ, թե տարրի քանի մոլեկուլ կա բաղադրության մեջ, ինչպես նաև բաղադրության յուրաքանչյուր տարրի ատոմային զանգվածը:

• Գտեք բաղադրության յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը: Օրինակ, գլյուկոզան C է₆Հ₁₂Օ₆, և կազմված է 6 ածխածնի ատոմից, 12 ջրածնի ատոմից և թթվածնի 6 ատոմից:
• Գտեք յուրաքանչյուր ատոմի գրամի մեկ մոլի գրամով (գ/մոլ): Գլյուկոզա կազմող տարրերի ատոմային զանգվածներն են `ածխածին, 12.0107 գ/մոլ; ջրածին, 1.007 գ/մոլ; եւ թթվածին, 15,9994 գ/մոլ:
• Յուրաքանչյուր ատոմի զանգվածը բազմապատկեք միացության մեջ առկա ատոմների քանակով: Ածխածին `12.0107 x 6 = 72.0642 գ/մոլ; ջրածին `1,007 x 12 = 12,084 գ/մոլ; թթվածին `15.9994 x 6 = 95.9964 գ/մոլ:
• Վերոնշյալ բոլոր ապրանքների գումարը միացության մոլային զանգվածն է: 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 գ/մոլ: Կամ այլ կերպ ասած ՝ գլյուկոզայի մեկ մոլեկուլի զանգվածը 180,14 գրամ է:

Քայլ 2. Փոխակերպեք միացության զանգվածը մոլի վրա `օգտագործելով մոլային զանգվածը:

Մոլային զանգվածը կարող է օգտագործվել որպես փոխակերպման գործոն, այնպես որ կարող եք հաշվարկել տվյալ քանակի գրամի նմուշի մոլի քանակը: Հայտնի զանգվածը (g) բաժանեք մոլային զանգվածի (g/mol) վրա: Հաշվարկները ստուգելու հեշտ միջոց է `համոզվել, որ միավորները չեղյալ են հայտարարում միմյանց և թողնում են միայն խալերը:

• Օրինակ ՝ քանի՞ մոլ կա 8,2 գրամ ջրածնի քլորիդի (HCl) մեջ:
• H- ի ատոմային զանգվածը 1.0007, իսկ Cl- ը 35.453 է, ուստի վերը նշված միացության մոլային զանգվածը 1.007 + 35.453 = 36.46 գ/մոլ է:
• Միացության գրամների քանակը նրա մոլային զանգվածով բաժանելիս ստացվում է `8.2 գ / (36.46 գ / մոլ) = 0.225 մոլ HCl:

Քայլ 3. Որոշեք արձագանքող նյութերի մոլային հարաբերակցությունը:

Ռեակցիայի արդյունքում արտադրված արտադրանքի քանակը որոշելու համար դուք պետք է որոշեք մոլային հարաբերակցությունը: Մոլային հարաբերակցությունը միմյանց հետ արձագանքող միացությունների հարաբերակցությունն է և նշվում է ռեակցիայի միացությունների գործակիցներով, որոնք համարժեք են եղել:

• Օրինակ, ինչպիսի՞ն է KClO- ի մոլային հարաբերակցությունը₃ Օ -ի հետ₂ 2 KClO- ի ռեակցիայի մեջ₃ - 2 KCl + 3 O₂.
• Առաջին հերթին, համոզվեք, որ վերը նշված հավասարումները համարժեք են: Երբեք մի մոռացեք այս քայլը, հակառակ դեպքում ստացված մոլային հարաբերակցությունը սխալ կլինի: Այս օրինակում հավասարման երկու կողմերում յուրաքանչյուր տարրի գումարները հավասար են, ուստի ռեակցիան հավասարակշռված է:
• KClO- ի հարաբերակցությունը₃ Օ -ի հետ₂ 2/3 է: Դուք կարող եք տեղադրել ցանկացած թիվ վերևից և ներքևից, քանի դեռ այն ներկայացնում է համապատասխան բաղադրությունը ամբողջ խնդրի ընթացքում:

Քայլ 4. Բազմապատկիր խաչը մոլային հարաբերակցությամբ `գտնելու մյուս ռեակտիվի մոլի թիվը:

Ռեակցիայի արդյունքում արտադրված կամ պահանջվող միացության մոլի քանակը հաշվարկելու համար կարող եք օգտագործել մոլային հարաբերակցությունը: Քիմիայի խնդիրները սովորաբար ձեզանից կպահանջեն որոշել որոշակի ռեակտիվի զանգվածից (գրամ) ռեակցիայի արդյունքում անհրաժեշտ կամ արտադրված խլուրդների քանակը:

• Օրինակ, ռեակցիայի N հավասարման մեջ₂ + 3 ժամ₂ - 2 NH₃ քանի մոլ NH₃ որը կհանգեցներ 3.00 գրամ Ն₂ որը արձագանքում է Հ₂ բավարար քանակությամբ?
• Այս օրինակում Հ₂ առկա է բավարար քանակությամբ, և խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ չէ դրանք հաշվել:
• Նախ փոխեք N գրամի միավորները₂ խալեր լինել: Ազոտի ատոմային զանգվածը 14.0067 գ/մոլ է, ուստի մոլային զանգվածը N է₂ կազմում է 28.0134 գ/մոլ: Massանգվածի և մոլային զանգվածի բաժանումը կտա 3.00 գ/28.0134 գ/մոլ = 0.107 մոլ:
• Հաշվիր խնդրի հարաբերակցությունը ՝ NH₃: N₂ = x/0, 107 մոլ:
• Խաչը բազմապատկեք այս հարաբերակցությունը NH- ի մոլային հարաբերակցությամբ₃ Ն₂՝ 2: 1 x/0, 107 մոլ = 2/1 = (2 x 0, 107) = 1x = 0.214 մոլ:

Քայլ 5. Փոխեք այս քանակությամբ խալերը զանգվածի ՝ օգտագործելով միացության մոլային զանգվածը:

Կրկին կօգտագործեք մոլային զանգվածը, սակայն այժմ մոլային զանգվածը անհրաժեշտ է որպես բազմապատկիչ ՝ մոլի քանակը գրամ վերադարձնելու համար: Համոզվեք, որ օգտագործեք բաղադրության ճիշտ մոլային զանգվածը:

Մոլային զանգված NH₃ կազմում է 17.028 գ/մոլ: Այսպիսով, 0.214 մոլ x (17.028 գրամ/մոլ) = 3.647 գրամ NH₃.

3 -րդ մաս 4 -ից. Գազի և մոլի լիտրերի փոխակերպում

Քայլ 1. Պարզեք, արդյոք ռեակցիան տեղի է ունենում ստանդարտ ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում (STP):

STP- ն այն պայմանների ամբողջությունն է, որը թույլ է տալիս իդեալական գազի 1 մոլը լրացնել 22.414 լիտր ծավալը (լ): Ստանդարտ ջերմաստիճանը 273, 15 Կելվին (K) է, իսկ ստանդարտ ճնշումը ՝ 1 մթնոլորտ (ատմ):

Ընդհանրապես, խնդիրների դեպքում նշվելու է, որ ռեակցիան տեղի է ունենում 1 ատմ և 273 Կ, կամ STP- ում:

Քայլ 2. Օգտագործեք 22,414 լ/մոլ փոխակերպման գործակիցը ՝ գազի քանակը գազի մոլ գազ փոխարկելու համար:

Եթե ռեակցիան տեղի է ունենում STP- ի պայմաններում, կարող եք օգտագործել 22.414 լ/մոլ `գազի հայտնի ծավալի մոլերի քանակը հաշվարկելու համար: Գազի ծավալը (լ) բաժանեք այս փոխակերպման գործոնի վրա ՝ գտնելով մոլերի քանակը:

Օրինակ, փոխարկել 3,2 լիտր N₂ գազից մինչև մոլեր ՝ 3.2 լ/22, 414 լ/մոլ = 0.143 մոլ:

Քայլ 3. Օգտագործեք իդեալական գազի օրենքը `լիտր գազը փոխարկելու համար, եթե ոչ STP- ի պայմաններում:

Եթե խնդրի արձագանքը տեղի չի ունենում STP- ի պայմաններում, դուք պետք է օգտագործեք իդեալական գազի օրենքը PV = nRT `ռեակցիայի մեջ մոլերի քանակը հաշվարկելու համար: P- ը մթնոլորտային միավորների ճնշումն է, V- ը ծավալը լիտրերում, n- ը մոլի քանակն է, R- ը գազի օրենքի հաստատունն է, 0.0821 լ-ատմ/մոլ-աստիճան, իսկ T- ը ջերմաստիճանը Կելվինի աստիճաններում:

• Այս հավասարումը կարող է վերադասավորվել մոլերը հաշվարկելու և դառնալու համար `n = RT/PV:
• Գազի հաստատունի միավորները նախագծված են բոլոր մյուս միավոր փոփոխականները վերացնելու համար:
• Օրինակ, որոշեք մոլի քանակը 2.4 լիտր Օ -ում₂ 300 Կ և 1.5 ատմ. Փոփոխականները միացնելով հավասարման մեջ ՝ մենք ստանում ենք ՝ n = (0.0821 x 300)/(1, 5 x 2) = 24, 63/3, 6 = 6, 842 մոլ Օ₂.

Մաս 4 -ից 4 -ը. Հեղուկների և մոլի լիտրերի փոխակերպում

Քայլ 1. Հաշվիր հեղուկի խտությունը:

Երբեմն, քիմիական հավասարումները տալիս են հեղուկ ռեակտիվի ծավալը և խնդրում են հաշվարկել ռեակցիայի համար պահանջվող գրամի կամ մոլի քանակը: Հեղուկի ծավալը գրամի վերածելու համար անհրաժեշտ է հեղուկի խտությունը: Խտությունը արտահայտվում է զանգվածի/ծավալի միավորներով:

Եթե խնդրի մեջ խտությունն անհայտ է, գուցե ստիպված լինեք այն որոնել դասագրքում կամ ինտերնետում:

Քայլ 2. Փոխակերպեք ծավալը միլիլիտրերի (մլ):

Հեղուկի ծավալը զանգվածի (գ) փոխարկելու համար պետք է օգտագործել դրա խտությունը: Խտությունը արտահայտվում է գրամ/միլիլիտրով (գ/մլ), ուստի հեղուկի ծավալը նույնպես պետք է արտահայտվի միլիլիտրերով `այն հաշվարկելու համար:

Պարզեք հայտնի ծավալը: Օրինակ, խնդրում ասենք, որ Հ – ի ծավալը հայտնի է₂O- ն 1 լիտր է: Այն ml- ի վերածելու համար պարզապես անհրաժեշտ է այն բազմապատկել 1000 -ով, քանի որ 1 լիտր ջրի մեջ կա 1000 մլ:

Քայլ 3. Բազմապատկեք ծավալը խտությամբ:

Volumeավալը (մլ) իր խտությամբ (գ/մլ) բազմապատկելիս, միլիլիտր միավորները կորչում են, և մնում է միացության գրամների քանակը:

Օրինակ, խտությունը H₂O- ն 18.0134 գ/մլ է: Եթե քիմիական հավասարումը ասում է, որ կա 500 մլ H₂Օ, բաղադրության մեջ գրամների քանակը 500 մլ x 18.0134 գ/մլ կամ 9006, 7 գ է:

Քայլ 4. Հաշվիր ռեակտիվների մոլային զանգվածը:

Մոլային զանգվածը միացության մեկ մոլի գրամ (գ) քանակն է: Այս միավորը թույլ է տալիս փոխել բաղադրության մեջ գրամների և խալերի միավորները: Մոլային զանգվածը հաշվարկելու համար դուք պետք է որոշեք, թե տարրի քանի մոլեկուլ կա մի բաղադրության մեջ, ինչպես նաև բաղադրության յուրաքանչյուր տարրի ատոմային զանգվածը:

• Որոշիր բաղադրության յուրաքանչյուր տարրի ատոմների քանակը: Օրինակ, գլյուկոզան C է₆Հ₁₂Օ₆, և կազմված է 6 ածխածնի ատոմից, 12 ջրածնի ատոմից և թթվածնի 6 ատոմից:
• Գտեք յուրաքանչյուր ատոմի գրամի մեկ մոլի գրամով (գ/մոլ): Գլյուկոզայի տարրերի ատոմային զանգվածներն են `ածխածին, 12.0107 գ/մոլ; ջրածին, 1.007 գ/մոլ; եւ թթվածին, 15,9994 գ/մոլ:
• Յուրաքանչյուր տարրի ատոմային զանգվածը բազմապատկեք միացության մեջ առկա ատոմների քանակով: Ածխածին `12.0107 x 6 = 72.0642 գ/մոլ; ջրածին `1,007 x 12 = 12,084 գ/մոլ; թթվածին `15.9994 x 6 = 95.9964 գ/մոլ:
• Ավելացրեք բազմապատկման արդյունքները վերևում ՝ միացության մոլային զանգվածը ստանալու համար, որը կազմում է 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 գ/մոլ: Այսպիսով, գլյուկոզի մեկ մոլի զանգվածը 180,14 գրամ է:

Քայլ 5. Փոխակերպեք միացության գրամների քանակը խլուրդների ՝ օգտագործելով մոլային զանգվածը:

Օգտագործելով մոլային զանգվածը ՝ որպես փոխակերպման գործոն, կարող եք հաշվարկել տվյալ քանակությամբ գրամի նմուշում առկա մոլերի քանակը: Հայտնի միացության գրամների (գ) թիվը բաժանեք մոլային զանգվածի (գ/մոլ) վրա: Հաշվարկները ստուգելու հեշտ միջոց է `համոզվել, որ միավորները միմյանց չեղարկում են և թողնում են միայն խալերը:

• Օրինակ ՝ քանի՞ մոլ կա 8,2 գրամ ջրածնի քլորիդի (HCl) մեջ:
• H- ի ատոմային զանգվածը 1.0007, իսկ Cl- ը 35.453 է, ուստի միացության մոլային զանգվածը 1.007 + 35.453 = 36.46 գ/մոլ է:
• Միացության գրամների քանակը մոլային զանգվածով բաժանելիս ստացվում է `8.2 գ/(36.46 գ/մոլ) = 0.225 մոլ HCl: