Les chimistes effectuent régulièrement des calculs de la quantité de substances nécessaires pour effectuer une réaction chimique. Les manuels scolaires appellent ce sujet la « stoechiométrie ». Les chimistes basent tous les calculs stœchiométriques sur les taupes. Une mole représente 6,022 x 10^23 unités de formule d'une substance, et ce nombre correspond au nombre de unités de substance de formule nécessaires pour que l'échantillon présente un poids égal à son poids de formule en grammes. Le poids de la formule, à son tour, représente la somme des poids atomiques, tels que trouvés dans le tableau périodique des éléments, de tous les atomes de la formule. Le sel de table, également connu sous le nom de chlorure de sodium ou NaCl, par exemple, présente un poids de formule de 58,44, ce qui signifie que 58,44 grammes de chlorure de sodium représenteraient 1 mole, ou 6,022 x 10^23 unités de formule de NaCl.
Écrivez une équation chimique équilibrée pour la réaction à l'étude. Une réaction équilibrée contient le même nombre de chaque type d'atome des deux côtés de la flèche de réaction. Par exemple, la réaction entre l'hydroxyde de calcium, ou Ca (OH)2, et l'acide chlorhydrique, ou HCl, est représentée par Ca (OH)2 + HCl → CaCl2 + H2O. Cette réaction n'est cependant pas équilibrée, car le côté gauche contient deux atomes d'oxygène et un atome de chlore, tandis que le côté droit contient deux atomes de chlore et un atome d'oxygène. La forme équilibrée de cette équation serait Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, qui contient le même nombre d'atomes de chaque côté de la flèche.
Calculer les poids de formule de tous les composés impliqués dans la réaction. Le poids de formule, ou poids moléculaire, représente les poids atomiques, tels qu'ils figurent dans le tableau périodique des éléments, de tous les atomes d'une formule chimique. Par exemple, CaCl2 contient un atome de calcium et deux atomes de chlore, qui présentent des poids atomiques de 40,08 et 35,45, respectivement. Le poids de formule de CaCl2 est donc (1 x 40,08) + (2 x 35,45) = 100,98.
Calculez le nombre de moles pour tout composé dans l'équation équilibrée dont vous connaissez la masse. Les masses de toutes les autres substances peuvent être calculées à partir de la masse d'un seul produit ou réactif. Dans le cas de la réaction équilibrée Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, pour calculer les moles de HCl nécessaires pour réagir avec 10 grammes d'hydroxyde de calcium, Ca (OH)2, le nombre de moles est donné en divisant la masse de substance par la formule poids. Dans ce cas, la formule du poids de Ca(OH)2 est 74,10, et donc 10 grammes de Ca(OH)2 représentent 10/74,10 = 0,13 mole.
Déterminer le nombre de moles nécessaires pour réagir en multipliant par les moles de la substance connue par le rapport stoechiométrique de la substance inconnue à la substance connue. Par exemple, dans Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, le rapport stoechiométrique entre HCl et Ca (OH)2 est 2:1 car les coefficients devant les formules dans l'équation équilibrée sont 2 et 1, respectivement. En reprenant l'exemple de l'étape précédente, 0,13 mole de Ca(OH)2 correspond à 0,13 x 2/1 = 0,26 mole de HCl. Cela représente les moles de HCl nécessaires pour réagir avec 10 grammes de Ca (OH)2.
Choses dont vous aurez besoin
- Tableau périodique des éléments
- Calculatrice scientifique