Ve stechiometrii nebo studiu relativního množství látek v reakcích narazíte na dvě situace, které vyžadují výpočet molárního poměru. V jedné analyzujete záhadnou látku, abyste určili její empirický vzorec, a v druhé vypočítáváte relativní množství reaktantů a produktů v reakci. V prvním případě musíte obvykle zvážit jednotlivé složky sloučeniny a vypočítat počet molů každé z nich. Ve druhém případě obvykle najdete molární poměr vyvážením rovnice reakce.
Stanovení empirického vzorce
Typickým postupem pro stanovení empirického vzorce záhadné sloučeniny je její analýza pro její jednotlivé prvky. Pokud získáte hmotnost každého prvku ve sloučenině, můžete určit počet molů každé sloučeniny vydělením skutečné hmotnosti v gramech atomovou hmotností daného prvku. Chcete-li to provést, musíte vyhledat atomové váhy v periodické tabulce nebo, abyste si to usnadnili, můžete použít online krtká kalkulačka který automaticky převádí mezi váhou v gramech a počtem molů.
Jakmile znáte počet molů každé složky sloučeniny, vydělíte je každou jednou s nejnižším počtem a zaokrouhlíte na nejbližší celé číslo. Čísla jsou molárními poměry a v empirickém vzorci se zobrazují jako dolní indexy.
Příklad: Analyzujete sloučeninu a zjistíte, že obsahuje 0,675 g vodíku (H), 10,8 g kyslíku (O) a 13,5 g vápníku (Ca). Jaký je empirický vzorec?
- H - 0,675
- O - 0,675
- Ca - 0,337
Molární hmotnost vodíku je 1 g (zaokrouhleno na jedno desetinné místo), takže počet molů přítomných ve sloučenině je 0,675 / 1 = 0,675. Molární hmotnost kyslíku je 16 g a molární hmotnost vápníku je 40,1 g. Provedením stejné operace pro tyto prvky zjistíte, že počet molů každého prvku je:
Vápník je prvek s nejnižším počtem molů, což je 0,337. Rozdělte toto číslo na ostatní, abyste získali molární poměr. V tomto případě je to H - 2, O - 2 a Ca - 1. Jinými slovy, pro každý atom vápníku ve sloučenině existují dva vodíky a dva kyslíky.
Čísla odvozená jako molární poměr prvků se v empirickém vzorci zobrazují jako indexy. Empirický vzorec pro sloučeninu je CaO2H2, který se obvykle píše Ca (OH)2.
Vyvažování reakční rovnice
Pokud znáte reaktanty a produkty reakce, můžete napsat nevyváženou rovnici pro reakci tak, že umístíte reaktanty na jednu stranu a produkty na druhou. Zákon zachování hmotnosti vyžaduje, aby obě strany rovnice musely mít stejný počet atomů každého prvku, a to poskytuje vodítko, jak najít molární poměr. Vynásobte každou stranu rovnice faktorem, který vyvažuje rovnici. Multiplikační faktory se objevují jako koeficienty a tyto koeficienty vám říkají molární poměry každé ze sloučenin v reakci.
Například vodík a kyslík se spojí a vytvoří vodu. Nevyvážená rovnice je H2 + O.2 -> H2Ó. Tato rovnice však není vyvážená, protože na jedné straně je více atomů kyslíku než na druhé. Vyvážená rovnice je 2H2 + O.2 -> 2 hodiny2Ó. K výrobě této reakce je zapotřebí dvou atomů vodíku na každý atom kyslíku, takže molární poměr mezi vodíkem a kyslíkem je 2: 1. Reakce produkuje dvě molekuly vody, takže molární poměr mezi kyslíkem a vodou je 1: 2, ale molární poměr mezi vodou a vodíkem je 2: 2.