Der Umrechnungsfaktor Gramm pro Mol in der Stöchiometrie ist fast immer vorhanden und ermöglicht es Chemikern, vorherzusagen, welche Materialgewichte für eine chemische Reaktion benötigt werden. Wenn beispielsweise Salzsäure mit der Base Natriumhydroxid reagiert, um Kochsalz und Wasser zu erzeugen, können stöchiometrische Berechnungen calculation vorhersagen, wie viel Säure und wie viel Base benötigt werden, damit keines davon übrig bleibt und nur Salz und Wasser in der Lösung verbleiben produziert. Die Berechnungen beginnen mit Molen jeder Substanz, und die Umrechnungsfaktoren ändern die Mole in das Gewicht.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Mit der Stöchiometrie können Chemiker den Umrechnungsfaktor Gramm pro Mol verwenden, um zu berechnen, wie viel von jedem Reaktanten in einer chemischen Reaktion benötigt wird. Nach dem Massenerhaltungssatz sind chemische Reaktionen ausgeglichen, wobei die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements in eine Reaktion eingeht wie in den Reaktionsprodukten. Der Umrechnungsfaktor Gramm pro Mol kann verwendet werden, um vorherzusagen, wie viel von jedem Material benötigt wird, damit nichts übrig bleibt, und wie viel von jedem Reaktionsprodukt aus der Reaktion resultieren wird.
Das Gesetz der Erhaltung der Masse
Nach dem Gesetz zur Erhaltung der Masse, das erstmals von dem französischen Chemiker Antoine Lavoisier aus dem 18. Jahrhundert vorgeschlagen wurde, wird Masse bei einer chemischen Reaktion weder erzeugt noch zerstört. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Atome jedes Elements, die in eine chemische Reaktion eingehen, immer gleich der Anzahl der Atome in den Reaktionsprodukten ist. Als Ergebnis sind chemische Reaktionen ausgeglichen, mit gleicher Anzahl von Atomen auf jeder Seite, auch wenn sie unterschiedlich kombiniert werden können, um verschiedene Verbindungen zu bilden.
Wenn beispielsweise Schwefelsäure, H2SO4, reagiert mit Natriumhydroxid, NaOH, die unausgeglichene chemische Gleichung ist H2SO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O, wobei Natriumsulfat und Wasser produziert werden. Es gibt drei Wasserstoffatome auf der linken Seite der Gleichung, aber nur zwei auf der rechten Seite. Es gibt gleich viele Schwefel- und Sauerstoffatome, aber ein Natriumatom auf der linken Seite und zwei auf der rechten Seite.
Um eine ausgewogene Gleichung zu erhalten, wird links ein zusätzliches Natriumatom benötigt, das uns auch ein zusätzliches Sauerstoff- und Wasserstoffatom gibt. Das bedeutet, dass sich jetzt zwei Wassermoleküle auf der rechten Seite befinden und die Gleichung als H. ausgeglichen ist2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2Ö. Die Gleichung folgt dem Massenerhaltungssatz.
Verwenden des Umrechnungsfaktors von Gramm pro Mol
Eine ausgewogene Gleichung ist nützlich, um zu zeigen, wie viele Atome in einer chemischen Reaktion benötigt werden, aber sie sagt nicht aus, wie viel von jeder Substanz benötigt wird oder wie viel produziert wird. Die ausgeglichene Gleichung kann verwendet werden, um die Menge jeder Substanz in Mol auszudrücken, wobei Mol jeder Substanz die gleiche Anzahl von Atomen hat.
Wenn beispielsweise Natrium mit Wasser reagiert, erzeugt die Reaktion Natriumhydroxid und Wasserstoffgas. Die unausgeglichene chemische Gleichung lautet Na + H2O = NaOH + H2. Die rechte Seite der Gleichung hat insgesamt drei Wasserstoffatome, da das Wasserstoffgasmolekül aus zwei Wasserstoffatomen besteht. Die ausgeglichene Gleichung lautet 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.
Dies bedeutet, dass zwei Mol Natrium mit zwei Mol Wasser zwei Mol Natriumhydroxid und ein Mol Wasserstoffgas produzieren. Die meisten Periodensysteme geben die Gramm pro Mol für jedes Element an. Für die obige Reaktion sind dies Natrium: 23, Wasserstoff: 1 und Sauerstoff: 16. Die Gleichung in Gramm besagt, dass 46 Gramm Natrium und 36 Gramm Wasser reagieren, um 80 Gramm Natriumhydroxid und 2 Gramm Wasserstoff zu bilden. Die Anzahl der Atome und die Gewichte sind auf beiden Seiten der Gleichung gleich, und die Umrechnungsfaktoren in Gramm pro Mol können in allen stöchiometrischen Berechnungen mit Gewichten gefunden werden.