Πώς να υπολογίσετε τυφλοπόντικες σε μια αντίδραση

Ένα mole είναι η ποσότητα μιας ουσίας ίση με τον αριθμό του Avogadro, περίπου 6.022 × 10 ^ 23. Είναι ο αριθμός των ατόμων που περιέχονται σε 12,0 γραμμάρια άνθρακα-12. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη μέτρηση των τυφλοπόντικων επειδή παρέχει ένα μέσο για την εύκολη έκφραση μεγάλων ποσοτήτων. Μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό των γραμμομορίων σε οποιαδήποτε χημική αντίδραση δεδομένου του χημικού τύπου και της μάζας των αντιδρώντων.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Για να υπολογίσετε τις μοριακές σχέσεις σε μια χημική αντίδραση, βρείτε τις μονάδες ατομικής μάζας (amus) για κάθε στοιχείο που βρίσκεται στα προϊόντα και τα αντιδραστήρια και επεξεργαστείτε τη στοιχειομετρία της αντίδρασης.

Υπολογίστε τη μάζα σε γραμμάρια κάθε αντιδραστηρίου. Εάν τα αντιδραστήρια δεν είναι ήδη σε γραμμάρια, μετατρέψτε τις μονάδες.

Για παράδειγμα, συνδυάστε 0,05 kg νατρίου (Na) με 25.000 γραμμάρια αερίου χλωρίου (Cl₂) για να σχηματίσει NaCl ή επιτραπέζιο αλάτι. Μετατρέψτε 0,05 kg νατρίου σε γραμμάρια. Χρησιμοποιώντας το γράφημα μετατροπών, βλέπετε ότι 1.000 g = 1 kg. Πολλαπλασιάστε 0,05 kg με 1.000 g / kg για να λάβετε γραμμάρια Na.

Η αντίδραση χρησιμοποιεί 50,0 g Na και 25,0 g Cl₂.

Προσδιορίστε το ατομικό βάρος κάθε στοιχείου χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα. Συνήθως θα γράφεται ως δεκαδικός αριθμός πάνω ή κάτω από το χημικό σύμβολο και μετριέται σε μονάδες ατομικής μάζας (amu).

Το ατομικό βάρος του Na είναι 22,990 amu. Το Cl είναι 35,453 amu.

Υπολογίστε τον αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο (g / mol) για κάθε αντιδραστήριο και προϊόν. Ο αριθμός γραμμαρίων ανά γραμμομόριο για κάθε στοιχείο είναι ίσος με το ατομικό βάρος αυτού του στοιχείου. Προσθέστε τις μάζες των στοιχείων σε κάθε ένωση για να βρείτε τα γραμμάρια ανά γραμμομόριο για αυτήν την ένωση.

Για παράδειγμα, το ατομικό βάρος Na, 22,990 amu, ισούται με τον αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο Na - επίσης 22,990.

Κλ₂ από την άλλη πλευρά, αποτελείται από δύο άτομα Cl. Κάθε μεμονωμένα έχει μάζα 35.253 amu, έτσι μαζί η ένωση ζυγίζει 70,506 amu. Ο αριθμός γραμμαρίων ανά γραμμομόριο είναι ο ίδιος - 70,506 g / mol.

Το NaCl αποτελείται τόσο από άτομο Na όσο και από άτομο Cl. Το Na ζυγίζει 22,990 amu και Cl 35,253 amu, έτσι το NaCl ζυγίζει 58,243 amu και έχει τον ίδιο αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο.

Διαιρέστε τον αριθμό γραμμαρίων κάθε αντιδραστηρίου με τον αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο για αυτό το αντιδραστήριο.

50,0 g Na χρησιμοποιούνται σε αυτήν την αντίδραση, και υπάρχουν 22,990 g / mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2.1749 moles Na χρησιμοποιούνται σε αυτήν την αντίδραση.

Χρησιμοποιούνται 25.000 g Cl2 και υπάρχουν 70.506 g / mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. Η αντίδραση χρησιμοποιεί 0,35458 moles Cl2.

Εξετάστε τον χημικό τύπο για την αντίδραση, σημειώνοντας τους συντελεστές για κάθε αντιδραστήριο και προϊόν. Αυτή η αναλογία ισχύει για οποιαδήποτε ποσότητα, είτε για μεμονωμένα άτομα, δεκάδες άτομα ή το πιο σημαντικό, γραμμομόρια ατόμων.

Για παράδειγμα, στην εξίσωση 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Η αναλογία Na προς Cl2 προς NaCl είναι 2: 1: 2. Σημειώστε ότι οι μη καταχωρημένοι συντελεστές θεωρούνται 1. Κάθε δύο άτομα Na που αντιδρά με ένα μόριο Cl2, αποδίδει δύο μόρια NaCl. Η ίδια αναλογία ισχύει για τα γραμμομόρια ατόμων και μορίων. Δύο γραμμομόρια Na που αντιδρούν με ένα mol Cl2, αποδίδουν 2 moles NaCl.

Υπολογίστε το περιοριστικό αντιδραστήριο, ή το αντιδρών που θα εξαντληθεί πρώτα, ρυθμίζοντας την πρώτη από τις δύο εξισώσεις. Σε αυτήν την πρώτη εξίσωση, επιλέξτε ένα από τα αντιδραστήρια και πολλαπλασιάστε τα γραμμομόρια αυτού του αντιδρώντος με την αναλογία γραμμομορίων αντιδρώντος προς γραμμομόρια προϊόντος.

Για παράδειγμα, στο παράδειγμα πειράματος, χρησιμοποιήσατε 2.1749 γραμμομόρια Na. Για κάθε 2 γραμμομόρια Na που χρησιμοποιούνται, παράγονται 2 mol NaCl. Αυτή είναι μια αναλογία 1: 1, που σημαίνει ότι χρησιμοποιώντας 2.1749 moles Na, αποδίδει επίσης 2.1749 moles NaCl.

Πολλαπλασιάστε τον προκύπτοντα αριθμό με τον αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο προϊόντος για να βρείτε τη μάζα του προϊόντος ικανή να παραχθεί με τη δεδομένη ποσότητα αντιδρώντος.

Υπάρχουν 2.1749 γραμμομόρια NaCl και ένα γραμμομόριο ισούται με 58.243 γραμμάρια. 2.1749 × 58.243 = 126.67, οπότε τα 50.000 g Na που χρησιμοποιούνται στην αντίδραση μπορούν να δημιουργήσουν 126,67 g NaCl.

Ξεκινήστε μια δεύτερη εξίσωση ίδια με την πρώτη, αλλά χρησιμοποιώντας το άλλο αντιδραστήριο.

Το άλλο αντιδραστήριο είναι Cl₂, εκ των οποίων έχετε 0,35458 moles. Η αναλογία Cl₂ στο NaCl είναι 1: 2, οπότε για κάθε γραμμομόριο Cl2 που αντιδρά, παράγονται δύο γραμμομόρια NaCl. 0,35458 × 2 = 0,70916 moles NaCl.

Πολλαπλασιάστε τον προκύπτοντα αριθμό με τον αριθμό γραμμαρίων ανά γραμμομόριο προϊόντος για να βρείτε την ποσότητα προϊόντος ικανή να παραχθεί από το δεύτερο αντιδραστήριο.

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

Εξετάστε τα αποτελέσματα και των δύο εξισώσεων. Όποια εξίσωση είχε ως αποτέλεσμα τη μικρότερη μάζα προϊόντος περιέχει το περιοριστικό αντιδραστήριο. Δεδομένου ότι η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει μόνο έως ότου εξαντληθεί αυτό το αντιδραστήριο, ωστόσο πολλά γραμμάρια αντιδρώντος που παράγονται από αυτήν την εξίσωση είναι ο αριθμός γραμμαρίων που θα παραχθεί από ολόκληρη την αντίδραση.

Στην εξίσωση αλατιού, Cl₂ απέδωσε τον μικρότερο αριθμό γραμμαρίων NaCl, επομένως είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο. Μόνο 41,304 g NaCl θα παραχθούν με αυτήν την αντίδραση.

Προσδιορίστε τα γραμμομόρια του προϊόντος που παράγονται διαιρώντας τα γραμμάρια προϊόντος με τα γραμμάρια ανά γραμμομόριο προϊόντος. Τώρα έχετε υπολογίσει τον αριθμό γραμμομορίων κάθε ένωσης που χρησιμοποιείται σε αυτήν την αντίδραση.

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

• Μην επιχειρήσετε να αναπαραγάγετε αυτό το πείραμα. Το νάτριο είναι ένα πολύ πτητικό μέταλλο και πρέπει να χειρίζεται μόνο ένας επαγγελματίας.