איך עושים סטואיכיומטריה?
כדי לעשות סטואיכיומטריה, התחל באיזון המשוואה הכימית כך שמספר האטומים משני צדי סימן השווה יהיו זהים לחלוטין. לאחר מכן, המירו את יחידות המידה לשומות והשתמשו ביחס השומה כדי לחשב את שומות החומר שהניבו התגובה הכימית. לאחר מכן, המירו שומות של חומר מבוקש ליחידות המידה הרצויות! לקבלת טיפים להמרת יחידות מדידה שונות לשומות, המשך לקרוא!
כמה גרם מימן מיוצרים בתגובה בין עודף סידן לבין 17,5 גרם חומצה כלורית?
בתגובה כימית לא ניתן ליצור ולא להרוס חומר על פי חוק שימור המסה, ולכן המוצרים שיוצאים מתגובה חייבים להיות שווים למגיבים שנכנסים לתגובה. פירוש הדבר שאותה כמות של כל אטום שאתה מכניס חייבת לצאת חזרה. סטויוכיומטריה היא מדד היסודות בתוך תגובה. זה כולל חישובים שלוקחים בחשבון את המוני המגיבים והמוצרים בתגובה כימית נתונה. סטויוכיומטריה היא חצי מתמטיקה, חצי כימיה, וסובבת סביב העיקרון הפשוט היחיד שלמעלה - העיקרון שהחומר לעולם לא אבד או נצבר במהלך תגובה. השלב הראשון בפתרון כל בעיה בכימיה הוא איזון המשוואה.
חלק 1 מתוך 4: איזון המשוואה הכימית
- 1רשום את מספר האטומים המרכיבים כל תרכובת משני צידי המשוואה. באמצעות המשוואה הכימית תוכלו לזהות את האטומים של כל יסוד בתגובה. מכיוון שתגובה כימית לעולם אינה יכולה ליצור או להרוס חומר חדש, משוואה נתונה אינה מאוזנת אם מספר האטומים (וסוגי) משני צדי המשוואה אינם תואמים לחלוטין.
- אל תשכח להכפיל באמצעות מקדם או מנוי אם אחד קיים.
- לדוגמא, H 2 SO 4 + Fe - -> Fe 2 (SO 4) 3 + H 2
- בצד המגיב (משמאל) של המשוואה ישנם 2 אטומי H (H 2), אטום 1 S, אטומי 4 O (O 4), אטום 1 Fe.
- בצד המוצר (הימני) של המשוואה ישנם אטומי 2H (H 2), 3 אטומי S (S 3), אטומי 12 O (O 12) ו -2 אט אט Fe (Fe 2).
- 2הוסף מקדם מול יסודות שאינם חמצן ומימן כדי לאזן כל צד. זהה את הגורם המשותף הנמוך ביותר בין כל היסודות שאינם חמצן ומימן (תוכלו לאזן אותם בהמשך) כדי לקבל מספר שווה של אטומים משני הצדדים.
- לדוגמא, הגורם המשותף הנמוך ביותר בין 2 ל -1 הוא 2 עבור Fe. הוסף 2 מול ה- Fe בצד שמאל כדי לאזן אותו.
- הגורם המשותף הנמוך ביותר בין 3 ל -1 הוא 3 עבור S. הוסף 3 מול H 2 SO 4 כדי לאזן את הצד השמאלי והימני.
- בשלב זה המשוואה שלנו נראית כך: 3 H 2 SO 4 + 2 Fe - -> Fe 2 (SO 4) 3 + H 2
- 3מאזנים את אטומי המימן והחמצן. אטומי מימן וחמצן מאוזנים אחרונים מכיוון שהם מופיעים בדרך כלל במספר מולקולות משני צדי המשוואה. בשלב זה של איזון המשוואה, אל תשכח לספור את האטומים אם הוספת מקדמים למולקולות.
- בדוגמה שלנו, הוספנו 3 מול H 2 SO 4 ועכשיו יש לנו 6 מימנים משמאל ורק 2 בצד ימין של המשוואה. יש לנו גם 12 חמצן משמאל ו -12 חמצן מימין, כך שהוא מאוזן.
- אנו יכולים לאזן מימנים על ידי הוספת 3 מול H 2.
- המשוואה המאוזנת הסופית שלנו היא 3 H 2 SO 4 + 2 Fe - -> Fe 2 (SO 4) 3 + 3 H 2.
- 4ספר מחדש את מספר האטומים בכל צד של המשוואה כדי לוודא שהם שווים. לאחר שתסיים, זה חכם לחזור ולבדוק את המשוואה לצורך איזון. ניתן לעשות זאת על ידי הוספה חוזרת של כל האטומים משני צידי המשוואה כדי לוודא שהם שווים משני הצדדים.
- בואו נבדוק את המשוואה שלנו, 3 H 2 SO 4 + 2 Fe - -> Fe 2 (SO 4) 3 + 3 H 2, לאיזון.
- בצד שמאל של החץ יש 6 H, 3 S, 12 O ו- 2 Fe.
- בצד ימין של החץ יש 2 Fe, 3 S, 12 O ו- 6 H.
- הצד השמאלי והצד הימני של המשוואה תואמים, לפיכך, הוא מאוזן כעת.
לדוגמא: כמה שומות יש ב -8,2 גרם מימן כלורי (HCl)?
חלק 2 מתוך 4: המרה בין גרם לשומה
- 1חשב את המסה הטוחנת של התרכובת הנתונה בגרמים. המסה הטוחנת היא הכמות בגרם (גרם) של שומה אחת של תרכובת. זה מאפשר לך להמיר בקלות בין גרם לשומה של חומר. כדי לחשב את המסה הטוחנת, עליך לזהות כמה מולקולות של יסוד בתרכובת ואת המסה האטומית של כל יסוד בתרכובת.
- הגדר את מספר האטומים של כל יסוד בתרכובת. לדוגמא, גלוקוז הוא C 6 H 12 O 6, ישנם 6 אטומי פחמן, 12 אטומי מימן ו -6 אטומי חמצן.
- זהה את המסה האטומית בגרמים למול (גרם / מול) של כל אטום. המסה האטומית של כל יסוד נמצאת בדרך כלל מתחת לסמל היסוד בטבלה מחזורית, בדרך כלל כעשרונית. המסה האטומית של היסודות בגלוקוז היא: פחמן, 12,0107 גרם למול; מימן, 1,007 גרם למול; וחמצן, 15,9994 גרם למול.
- הכפל את המסה האטומית של כל יסוד במספר האטומים הקיימים בתרכובת. פחמן: 12,0107 x 6 = 72,0642 גרם למול; מימן: 1,007 x 12 = 12,084 גרם למול; חמצן: 15,9994 x 6 = 95,9964 גרם למול.
- הוספת מוצרים אלה יחד מניבה את המסה הטוחנת של התרכובת. 72,0642 + 12,084 + 95,9964 = 180,1446 גרם למול. 180,14 גרם היא המסה של שומה אחת של גלוקוז.
- 2המר גרמים של חומר לשומות באמצעות מסת טוחנת. באמצעות המסה הטוחנת כגורם המרה, ניתן לחשב את מספר השומות הקיימות במספר הגרמים המופיע של המין. חלק את כמות הגרמים הידועה (גרם) לפי המסה הטוחנת (גרם / מול). דרך קלה לבדוק שעשית את המתמטיקה הנכונה היא לוודא שהיחידות מבטלות ומשאירות רק שומות.
- לדוגמא: כמה שומות יש ב -8,2 גרם מימן כלורי (HCl)?
- המסה האטומית של H היא 1,007 ו- Cl הוא 35,453 מה שהופך את המסה הטוחנת של התרכובת ל 1,007 + 35,453 = 36,46 גרם למול.
- חלוקת מספר הגרמים של החומר לפי תשואות המסה הטוחנת: 8,2 גרם / (36,46 גרם / מול) = 0,225 מול של HCL.
- 3קבע את היחס הטוחנת בין מגיבים. על מנת לקבוע את תפוקת המוצר בתגובה נתונה עליך לקבוע את היחס הטוחנת. יחס הטוחנת מספר לך את היחס שבו חומרים מגיבים זה עם זה, והוא נתון במקדם של מיני התגובה המאוזנת.
- לדוגמא, מהו היחס הטוחני של KClO 3 ל- O 2 בתגובה 2 KClO 3 - -> 2 KCl + 3 O 2.
- ראשית, בדוק אם המשוואה מאוזנת. לעולם אל תשכח את הצעד הזה או שהיחס שלך לא יהיה נכון. במקרה זה יש כמויות שוות של כל אלמנט משני צידי התגובה כך שהוא מאוזן.
- היחס בין KClO 3 ל- O 2 הוא 0,67. זה לא משנה איזה מספר הולך למעלה או בתחתית כל עוד אתה שומר את אותם תרכובות בחלק העליון והתחתון בכל שאר הבעיה.
- 4חוצה להכפיל ידי היחס הטוחן למצוא שומות של מגיב אחר. כדי לחשב את מספר השומות של מין המיוצר או נדרש לתגובה, תשתמש ביחס הטוחנת. בעיות בדרך כלל יבקשו מכם לקבוע את מספר השומות הנדרשות או את מספר השומות המיוצרות בתגובה בהינתן מספר מסוים של גרם מגיב.
- לדוגמה, נתון התגובה N 2 + 3 H 2 - -> 2 NH 3 כמה שומות של NH 3 יופק נתון 3,00 גרם N 2 מגיבים עם H מספיק 2?
- בדוגמה זו, מספיק H 2 אומר שיש מספיק זמין ואתה לא צריך לקחת את זה בחשבון כדי לפתור את הבעיה.
- ראשית, המירו גרם של N 2 לשומות. המסה האטומית של חנקן היא 14,0067 גרם למול ולכן המסה הטוחנת של N 2 היא 28,0134 גרם למול. חלוקת המסה במסה הטוחנת מעניקה לך 3,00 גרם / 28,0134 גרם למול = 0,107 מול.
- הגדר את היחס שניתן על ידי השאלה: NH 3: N 2 = x / 0,107 mol.
- חצו הכפלו יחס זה ביחס הטוחנת של NH 3 ל- N 2: 2: 1. x / 0,107 mol = 2 = (2 x 0,107) = 1x = 0,214 mol.
- 5להמיר שומות חזרה למסה באמצעות המסה הטוחנת של המין. תשתמש שוב במסה טוחנת, אך הפעם תכפיל כדי להמיר שומות חזרה לגרמים. הקפד להשתמש במסה הטוחנת של המינים הנכונים.
- המסה הטוחנת של NH 3 היא 17,028 גרם למול. לכן 0,214 mol x (17,028 גרם / מול) = 3,647 גרם NH 3.
כדי לעשות סטואיכיומטריה, התחל באיזון המשוואה הכימית כך שמספר האטומים בכל צד של סימן השווה זהים לחלוטין.
חלק 3 מתוך 4: המרה בין ליטרים גז לשומות
- 1קבע אם התגובה מתרחשת בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP). STP הוא מכלול התנאים שניתנו בו שומה אחת של גז אידיאלי תפוס 22,414 ליטר (ליטר) נפח. הטמפרטורה הסטנדרטית היא 273,15 קלווינים (K) והלחץ הסטנדרטי הוא אטמוספירה אחת (אטמוספירה).
- באופן כללי, תגובה תגיד שהיא ניתנת בכספומט אחד וב- 273 K או פשוט תגיד STP.
- 2השתמש במקדם ההמרה 22,414 ליטר / מול להמרת ליטרים של גז לשומות. אם התגובה שלך מתרחשת ב- STP, אתה יכול להשתמש ב 22,414 ליטר / מול לחישוב מספר השומות בנפח נתון של גז. חלק את נפח הגז (L) לפי מקדם ההמרה כדי לקבוע שומות.
- לדוגמא, המירו 3,2 ליטר גז N 2 לשומות: 3,2 ליטר / 22,414 ליטר / מול = 0,143 מול.
- 3השתמש בחוק הגז האידיאלי להמרת ליטרים של גז שלא ב- STP. אם ניתנת לך תגובה שאינה מתרחשת ב- STP, יהיה עליך להשתמש בחוק הגז האידיאלי PV = nRT כדי לקבוע את מספר השומות בתגובה. P הוא לחץ באטמוספרות, V הוא נפח בליטר, n הוא מספר השומות, R הוא חוק הגז קבוע 0,0821 ל-אטם / מול מעלות, ו- T הוא הטמפרטורה בקלווינים.
- ניתן לסדר את המשוואה כדי לפתור שומות: n = RT / PV.
- היחידות של קבוע הגז נועדו לבטל את היחידות של המשתנים האחרים.
- לדוגמה, קבע את מספר השומות ב -2,4 ליטר O 2 ב -300 K ו -1,5 אטום. חיבור המשתנים מניב: n = (0,0821 x 300) / (1,5 x 2) = 24,61.6 = 6,842 שומות O 2
כיצד אוכל למצוא את נפח הטוחנת?
חלק 4 מתוך 4: המרה בין ליטר נוזל לשומות
- 1חשב את צפיפות הנוזל. לפעמים משוואות כימיות יתנו לך את נפח הכור הנוזלי ויצריכו את כמות הגרמים או השומות הדרושות לתגובה. כדי להמיר לגרמים, תשתמשו בצפיפות הנוזל הזה. צפיפות ניתנת לפי מסה / נפח.
- אם הצפיפות לא ניתנת בתוך הבעיה, ייתכן שתצטרך לחפש אותה בטקסט הפניה או באופן מקוון.
- 2המר את הנפח למיליליטר (מ"ל). כדי להמיר את נפח הנוזל למסה (g) תצטרך להשתמש בצפיפות הנוזל הזה. הצפיפות ניתנת בגרמים למיליליטר (גרם / מ"ל), לכן נפח הנוזל צריך להיות במיליליטר להמרה.
- זהה את הנפח שניתן. לדוגמא, נניח שהבעיה קובעת שיש לך ליטר אחד של H 2 O. כדי להמיר למ"ל פשוט הכפל ב -1000. יש ליטר 1000 מיליליטר.
- 3הכפל את עוצמת הקול בצפיפות. כאשר מכפילים נפח (מ"ל) בצפיפות הנוזל (גרם / מ"ל), המיליליטר מבוטל ונשאר לכם עם גרם של החומר.
- הצפיפות של H 2 O, למשל, היא כ 1,0 גר '/ מ"ל.
- 4חשב את המסה הטוחנת של המגיב. המסה הטוחנת היא הכמות בגרם (גרם) של שומה אחת של תרכובת. זה מאפשר לך להמיר בקלות בין גרם לשומה של חומר. כדי לחשב את המסה הטוחנת עליך לזהות כמה מולקולות של יסוד בתרכובת ואת המסה האטומית של כל יסוד בתרכובת.
- הגדר את מספר האטומים של כל יסוד בתרכובת. לדוגמא, גלוקוז הוא C 6 H 12 O 6, ישנם 6 אטומי פחמן, 12 אטומי מימן ו -6 אטומי חמצן.
- זהה את המסה האטומית בגרמים למול (גרם / מול) של כל אטום. המסה האטומית של היסודות בגלוקוז היא: פחמן, 12,0107 גרם למול; מימן, 1,007 גרם למול; וחמצן, 15,9994 גרם למול.
- הכפל את כל היסודות במסה אטומית במספר האטומים הקיימים בתרכובת. פחמן: 12,0107 x 6 = 72,0642 גרם למול; מימן: 1,007 x 12 = 12,084 גרם למול; חמצן: 15,9994 x 6 = 95,9964 גרם למול.
- הוספת מוצרים אלה יחד מניבה את המסה הטוחנת של התרכובת. 72,0642 + 12,084 + 95,9964 = 180,1446 גרם למול. 180,14 גרם היא המסה של שומה אחת של גלוקוז.
- 5המר גרמים של חומר לשומות באמצעות מסת טוחנת. באמצעות המסה הטוחנת כגורם המרה, ניתן לחשב את מספר השומות הקיימות במספר הגרמים המופיע של המין. חלק את כמות הגרמים הידועה (גרם) לפי המסה הטוחנת (גרם / מול). דרך קלה לבדוק שעשית את המתמטיקה הנכונה היא לוודא שהיחידות מבטלות ומשאירות רק שומות.
- לדוגמא: כמה שומות יש ב -8,2 גרם מימן כלורי (HCl)?
- המסה האטומית של H היא 1,007 ו- Cl הוא 35,453 מה שהופך את המסה הטוחנת של התרכובת ל 1,007 + 35,453 = 36,46 גרם למול.
- חלוקת מספר הגרמים של החומר לפי תשואות המסה הטוחנת: 8,2 גרם / (36,46 גרם / מול) = 0,225 מול של HCL.
קרא גם: כיצד ללמוד את יסודות הביוכימיה?
שאלות ותשובות
- כיצד אוכל למצוא את נפח הטוחנת?מסה טוחנת / ליטר היא 1 מול. הנפח שנכבש בשומה אחת של חומר ב- T ו- P נתון הוא נפח טוחן. לכן, מסה טוחנת (M) מחולקת לפי צפיפות תתן לך את נפח הטוחנת של נוזל.
- כיצד אוכל לקבוע ריאגנט מגביל?כדי לקבוע מגיב מגביל, בצע את כל השלבים עד שתגיע לסעיף היחס. ראשית, מצא את היחסים של המגיבים, ואז השתמש בשומות של כל מגיב והצלב הכפול כדי למצוא כמה מכל מגיב נדרש. זה שפחות הוא המגיב המגביל.
- כמה גרם מימן מיוצרים בתגובה בין עודף סידן לבין 17,5 גרם חומצה כלורית?המסה הטוחנת של חומצה כלורית היא 84,5 גרם למול, ולכן 17,5 גרם הוא (17,5 גרם) / (84,5 גרם למול) = 0,207 מול. התגובה היא Ca + 2HClO3 -> H2 + Ca (ClO3) 2 זה מראה כי על כל 2 מול של חומצה כלורית נוצר 1 מול של מימן. לפיכך, 0,207 שומות חומצה כלורית מובילה ל 0,203.5 = 0,1036 שומן מימן. המסה הטוחנת של גז מימן היא 2,02 גרם למול, ולכן 0,1036 מול מימן הוא (0,1036 מול) * (2,02 גרם למול) = 0,2088 גרם מימן.
- על פי התגובה MgCL2 + HF -> MgF2 + HCL, כמה שומות של HCl ייווצרו אם 6,75 שומה של MgCl2 תגיב?MgCl2 + 2HF -> MgF2 + 2HCl. 6,75 mol MgCl2 x (2 mol HCl / 1 mol MgCl2) = 13,5 mol HCl.
תגובות (8)
- עוזר לי מאוד. אני חוזר כל הזמן.
- קל להבין את הנושא בעזרת מאמר זה.
- זה עזר לי מאוד כשהמאמר הדגים כיצד והשתמש בדוגמאות כדי להראות מה נאמר.
- עזר לי ללמוד כיצד לפתור את הבעיות הללו.
- מאמר נהדר ומצוין, עוזר להקל על ההבנה.
- זה באמת עזר לי מאוד בהבנת ועשיה בחישוב סטויומטרי, וגם בהמרה של גרם לשומה או נפח לשומה וכו '.
- הצגת העבודה כאן וכל שלב שורה אחר שורה, יחד עם הפרדת השלבים היעילה, הקלו מאוד על ההבנה.
- מאוד מאוד עוזר, תודה!
