Στη στοιχειομετρία ή στη μελέτη σχετικών ποσοτήτων ουσιών σε αντιδράσεις, θα συναντήσετε δύο καταστάσεις που απαιτούν τον υπολογισμό της γραμμομοριακής αναλογίας. Στο ένα, αναλύετε μια μυστηριώδη ουσία για να προσδιορίσετε τον εμπειρικό τύπο της, και στην άλλη, υπολογίζετε σχετικές ποσότητες αντιδρώντων και προϊόντων σε μια αντίδραση. Στην πρώτη περίπτωση, συνήθως πρέπει να ζυγίζετε τα μεμονωμένα συστατικά μιας ένωσης και να υπολογίζετε τον αριθμό των γραμμομορίων καθενός. Στη δεύτερη περίπτωση, μπορείτε συνήθως να βρείτε τον γραμμομοριακό λόγο εξισορροπώντας την εξίσωση για την αντίδραση.
Προσδιορισμός της εμπειρικής φόρμουλας
Η τυπική διαδικασία για τον προσδιορισμό του εμπειρικού τύπου μιας σύνθεσης μυστηρίου είναι η ανάλυσή της για τα συστατικά της στοιχεία. Εάν λάβετε το βάρος κάθε στοιχείου στην ένωση, μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό γραμμομορίων κάθε ένωσης διαιρώντας το πραγματικό βάρος σε γραμμάρια με το ατομικό βάρος αυτού του στοιχείου. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να αναζητήσετε τα ατομικά βάρη στον περιοδικό πίνακα ή, για να κάνετε τα πράγματα πιο εύκολα στον εαυτό σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαδικτυακό
αριθμομηχανή mole που μετατρέπεται αυτόματα μεταξύ βάρους σε γραμμάρια και αριθμό γραμμομορίων.Μόλις μάθετε τον αριθμό γραμμομορίων κάθε συστατικού της ένωσης, διαιρέστε το καθένα με αυτόν με τον χαμηλότερο αριθμό και στρογγυλοποιήστε στον πλησιέστερο ακέραιο. Οι αριθμοί είναι οι γραμμομοριακοί λόγοι και εμφανίζονται ως συνδρομητές στον εμπειρικό τύπο.
Παράδειγμα: Αναλύετε μια ένωση και διαπιστώνετε ότι περιέχει 0,675 g υδρογόνου (H), 10,8 g οξυγόνου (O) και 13,5 g ασβεστίου (Ca). Ποιος είναι ο εμπειρικός τύπος;
- Η - 0,675
- Ο - 0,675
- Ca - 0,337
Η γραμμομοριακή μάζα του υδρογόνου είναι 1 g (στρογγυλοποίηση στο ένα δεκαδικό ψηφίο), οπότε ο αριθμός γραμμομορίων που υπάρχουν στην ένωση είναι 0,675 / 1 = 0,675. Η μοριακή μάζα του οξυγόνου είναι 16 g, και η γραμμομοριακή μάζα του ασβεστίου είναι 40,1 g. Εκτελώντας την ίδια λειτουργία για αυτά τα στοιχεία, διαπιστώνετε ότι ο αριθμός γραμμομορίων κάθε στοιχείου είναι:
Το ασβέστιο είναι το στοιχείο με τον μικρότερο αριθμό γραμμομορίων, που είναι 0,337. Χωρίστε αυτόν τον αριθμό στους άλλους για να λάβετε την αναλογία mole. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι H - 2, O - 2 και Ca - 1. Με άλλα λόγια, για κάθε άτομο ασβεστίου στην ένωση, υπάρχουν δύο υδρογόνα και δύο οξυγόνα.
Οι αριθμοί που λαμβάνονται ως η γραμμομοριακή αναλογία των στοιχείων εμφανίζονται στον εμπειρικό τύπο ως συνδρομητές. Ο εμπειρικός τύπος για την ένωση είναι CaO2Η2, που είναι συνήθως γραμμένο Ca (OH)2.
Εξισορρόπηση εξίσωσης αντίδρασης
Εάν γνωρίζετε τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα μιας αντίδρασης, μπορείτε να γράψετε μια μη ισορροπημένη εξίσωση για την αντίδραση τοποθετώντας τα αντιδραστήρια στη μία πλευρά και τα προϊόντα στην άλλη. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας απαιτεί ότι και οι δύο πλευρές της εξίσωσης πρέπει να έχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου, και αυτό παρέχει την ένδειξη για τον τρόπο εύρεσης του γραμμομορίου. Πολλαπλασιάστε κάθε πλευρά της εξίσωσης με έναν παράγοντα που εξισορροπεί την εξίσωση. Οι παράγοντες πολλαπλασιασμού εμφανίζονται ως συντελεστές και αυτοί οι συντελεστές σας λένε τις γραμμομοριακές αναλογίες κάθε μιας από τις ενώσεις στην αντίδραση.
Για παράδειγμα, το υδρογόνο και το οξυγόνο συνδυάζονται για να σχηματίσουν νερό. Η μη ισορροπημένη εξίσωση είναι H2 + Ο2 -> Η2Ο. Ωστόσο, αυτή η εξίσωση δεν είναι ισορροπημένη επειδή υπάρχουν περισσότερα άτομα οξυγόνου στη μία πλευρά από την άλλη. Η ισορροπημένη εξίσωση είναι 2Η2 + Ο2 -> 2 Ω2Ο. Χρειάζεται δύο άτομα υδρογόνου για κάθε άτομο οξυγόνου για την παραγωγή αυτής της αντίδρασης, οπότε η γραμμομοριακή αναλογία υδρογόνου και οξυγόνου είναι 2: 1. Η αντίδραση παράγει δύο μόρια νερού, οπότε η γραμμομοριακή αναλογία οξυγόνου και νερού είναι 1: 2, αλλά η γραμμομοριακή αναλογία νερού και υδρογόνου είναι 2: 2.