Wie berechnet man Mole in einer Reaktion

Ein Mol ist die Menge einer Substanz, die der Zahl von Avogadro entspricht, ungefähr 6,022 × 10^23. Es ist die Anzahl der Atome, die in 12,0 Gramm Kohlenstoff-12 enthalten sind. Wissenschaftler verwenden die Molmessung, weil sie eine Möglichkeit bietet, große Mengen leicht auszudrücken. Sie können die Anzahl der Mole in jeder chemischen Reaktion anhand der chemischen Formel und der Masse der Reaktanten bestimmen.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Um molare Beziehungen in einer chemischen Reaktion zu berechnen, ermitteln Sie die atomaren Masseneinheiten (amus) für jedes Element, das in den Produkten und Reaktanten gefunden wird, und berechnen Sie die Stöchiometrie der Reaktion.

Berechnen Sie die Masse in Gramm jedes Reaktanten. Wenn die Reaktanten nicht bereits in Gramm angegeben sind, rechnen Sie die Einheiten um.

Kombinieren Sie beispielsweise 0,05 kg Natrium (Na) mit 25.000 Gramm Chlorgas (Cl₂) um NaCl oder Kochsalz zu bilden. Rechne 0,05 kg Natrium in Gramm um. Anhand Ihrer Umrechnungstabelle sehen Sie, dass 1.000 g = 1 kg sind. Multiplizieren Sie 0,05 kg mit 1.000 g/kg, um Gramm Na zu erhalten.

Die Reaktion verwendet 50,0 g Na und 25,0 g Cl₂.

Bestimmen Sie das Atomgewicht jedes Elements mit dem Periodensystem. Es wird normalerweise als Dezimalzahl über oder unter dem chemischen Symbol geschrieben und wird in atomaren Masseneinheiten (amu) gemessen.

Das Atomgewicht von Na beträgt 22.990 amu. Cl ist 35,453 amu.

Berechnen Sie die Anzahl Gramm pro Mol (g/mol) für jeden Reaktanten und jedes Produkt. Die Anzahl der Gramm pro Mol für jedes einzelne Element entspricht dem Atomgewicht dieses Elements. Addiere die Massen der Elemente in jeder Verbindung, um die Gramm pro Mol für diese Verbindung zu finden.

Zum Beispiel ist das Atomgewicht von Na, 22.990 amu, gleich der Anzahl Gramm pro Mol Na – ebenfalls 22.990.

Cl₂ andererseits besteht es aus zwei Cl-Atomen. Jeder einzeln hat eine Masse von 35,253 amu, also wiegt die Verbindung zusammen 70,506 amu. Die Grammzahl pro Mol ist gleich – 70,506 g/mol.

NaCl besteht sowohl aus einem Na-Atom als auch aus einem Cl-Atom. Na wiegt 22.990 amu und Cl 35,253 amu, also wiegt NaCl 58,243 amu und hat die gleiche Grammzahl pro Mol.

Teilen Sie die Grammzahl jedes Reaktanten durch die Grammzahl pro Mol für diesen Reaktanten.

Bei dieser Reaktion werden 50,0 g Na eingesetzt, davon 22,990 g/mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. Bei dieser Reaktion werden 2,1749 Mol Na verwendet.

25.000 g Cl2 werden verwendet und es sind 70.506 g/mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. Die Reaktion verwendet 0,35458 Mol Cl2.

Untersuchen Sie Ihre chemische Formel für die Reaktion und notieren Sie die Koeffizienten für jeden Reaktanten und jedes Produkt. Dieses Verhältnis gilt für jede Menge, sei es für einzelne Atome, Dutzende von Atomen oder noch wichtiger, Mole von Atomen.

Zum Beispiel in der Gleichung 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Das Verhältnis von Na zu Cl2 zu NaCl beträgt 2:1:2. Beachten Sie, dass nicht aufgeführte Koeffizienten mit 1 angenommen werden. Je zwei Atome Na, die mit einem Molekül Cl2 reagieren, ergeben zwei Moleküle NaCl. Das gleiche Verhältnis gilt für Mole von Atomen und Molekülen. Zwei Mol Na, die mit einem Mol Cl2 reagieren, ergeben 2 Mol NaCl.

Berechnen Sie den limitierenden Reaktanten oder den Reaktanten, der zuerst ausläuft, indem Sie die erste von zwei Gleichungen aufstellen. Wählen Sie in dieser ersten Gleichung einen der Reaktanten aus und multiplizieren Sie die Mole dieses Reaktanten mit dem Verhältnis der Mole des Reaktanten zu den Molen des Produkts.

Im Beispielexperiment haben Sie beispielsweise 2,1749 Mol Na verwendet. Pro 2 Mol Na verwendet werden 2 Mol NaCl produziert. Dies ist ein Verhältnis von 1:1, was bedeutet, dass bei Verwendung von 2,1749 Mol Na auch 2,1749 Mol NaCl erhalten werden.

Multiplizieren Sie die resultierende Zahl mit der Anzahl Gramm pro Mol Produkt, um die Masse des Produkts zu finden, die mit der gegebenen Menge an Reaktant hergestellt werden kann.

Es gibt 2,1749 Mol NaCl und ein Mol entspricht 58,243 Gramm. 2,1749 × 58,243 = 126,67, also können die in der Reaktion verwendeten 50.000 g Na 126,67 g NaCl erzeugen.

Beginnen Sie eine zweite Gleichung, die mit der ersten identisch ist, aber verwenden Sie den anderen Reaktanten.

Der andere Reaktant ist Cl₂, von denen Sie 0,35458 Mol haben. Das Verhältnis von Cl₂ zu NaCl ist 1:2, so dass für jedes reagierende Mol Cl2 zwei Mol NaCl produziert werden. 0,35458 × 2 = 0,70916 Mol NaCl.

Multiplizieren Sie die resultierende Zahl mit der Anzahl Gramm pro Mol Produkt, um die Produktmenge zu ermitteln, die durch den zweiten Reaktanten hergestellt werden kann.

0,70916 Mol NaCl × 58,243 g/mol = 41,304 g NaCl.

Untersuchen Sie die Ergebnisse beider Gleichungen. Welche Gleichung auch immer zu der kleineren Produktmasse führte, enthält den limitierenden Reaktanten. Da die Reaktion nur so lange ablaufen kann, bis dieser Reaktant aufgebraucht ist, ist die Menge an Gramm, die durch diese Gleichung produziert wird, die Menge an Gramm, die durch die gesamte Reaktion produziert wird.

In der Salzgleichung ist Cl₂ ergab die geringste Grammzahl an NaCl, daher ist es der limitierende Reaktant. Bei dieser Reaktion werden nur 41,304 g NaCl produziert.

Bestimmen Sie die Produktmole, indem Sie die Gramm Produkt durch die Gramm pro Mol Produkt dividieren. Sie haben nun die Molzahl jeder Verbindung berechnet, die in dieser Reaktion verwendet wurde.

41,304 g NaCl 58,243 g/mol = 0,70917 Mol NaCl.

• Versuchen Sie nicht, dieses Experiment zu reproduzieren. Natrium ist ein hochflüchtiges Metall und sollte nur von einem Fachmann gehandhabt werden.