Comment calculer les moles dans une réaction

Une mole est la quantité d'une substance égale au nombre d'Avogadro, environ 6,022 × 10^23. C'est le nombre d'atomes contenus dans 12,0 grammes de carbone 12. Les scientifiques utilisent la mesure de la taupe car elle permet d'exprimer facilement de grandes quantités. Vous pouvez déterminer le nombre de moles dans n'importe quelle réaction chimique en fonction de la formule chimique et de la masse des réactifs.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

Pour calculer les relations molaires dans une réaction chimique, trouvez les unités de masse atomique (amus) pour chaque élément trouvé dans les produits et les réactifs et calculez la stoechiométrie de la réaction.

Calculer la masse en grammes de chaque réactif. Si les réactifs ne sont pas déjà en grammes, convertissez les unités.

Par exemple, combinez 0,05 kg de sodium (Na) avec 25 000 grammes de chlore gazeux (Cl₂) pour former du NaCl ou du sel de table. Convertissez 0,05 kg de sodium en grammes. En utilisant votre tableau de conversion, vous voyez que 1 000 g = 1 kg. Multipliez 0,05 kg par 1 000 g/kg pour obtenir des grammes de Na.

La réaction utilise 50,0 g de Na et 25,0 g de Cl₂.

Déterminez le poids atomique de chaque élément à l'aide du tableau périodique. Il sera généralement écrit sous la forme d'un nombre décimal au-dessus ou en dessous du symbole chimique et est mesuré en unités de masse atomique (amu).

Le poids atomique de Na est de 22,990 amu. Cl est 35,453 uma.

Calculez le nombre de grammes par mole (g/mol) pour chaque réactif et produit. Le nombre de grammes par mole pour chaque élément est égal au poids atomique de cet élément. Additionnez les masses des éléments dans chaque composé pour trouver les grammes par mole pour ce composé.

Par exemple, le poids atomique de Na, 22,990 amu, est égal au nombre de grammes par mole de Na - également 22,990.

Cl₂ d'autre part, est constitué de deux atomes de Cl. Chacun a individuellement une masse de 35,253 uma, donc ensemble le composé pèse 70,506 uma. Le nombre de grammes par mole est le même - 70,506 g/mol.

NaCl est composé à la fois d'un atome de Na et d'un atome de Cl. Na pèse 22,990 amu et Cl 35,253 amu, donc NaCl pèse 58,243 amu et a le même nombre de grammes par mole.

Divisez le nombre de grammes de chaque réactif par le nombre de grammes par mole pour ce réactif.

50,0 g de Na sont utilisés dans cette réaction, et il y a 22,990 g/mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2,1749 moles de Na sont utilisées dans cette réaction.

25 000 g de Cl2 sont utilisés et il y a 70,506 g/mol de Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. La réaction utilise 0,35458 mole de Cl2.

Examinez votre formule chimique pour la réaction, en notant les coefficients pour chaque réactif et produit. Ce rapport est vrai pour n'importe quelle quantité, que ce soit pour des atomes isolés, des dizaines d'atomes ou, plus important encore, des moles d'atomes.

Par exemple, dans l'équation 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Le rapport de Na à Cl2 à NaCl est de 2:1:2. Notez que les coefficients non répertoriés sont supposés être 1. Chaque deux atomes de Na qui réagit avec une molécule de Cl2, donne deux molécules de NaCl. Le même rapport est vrai pour les moles d'atomes et de molécules. Deux moles de Na qui réagissent avec une mole de Cl2, donnent 2 moles de NaCl.

Calculez le réactif limitant, ou le réactif qui s'épuisera en premier, en établissant la première des deux équations. Dans cette première équation, choisissez l'un des réactifs et multipliez les moles de ce réactif par le rapport des moles de réactif aux moles de produit.

Par exemple, dans l'exemple d'expérience, vous avez utilisé 2,1749 moles de Na. Pour chaque 2 moles de Na utilisées, 2 moles de NaCl sont produites. Il s'agit d'un rapport de 1:1, ce qui signifie que l'utilisation de 2,1749 moles de Na donne également 2,1749 moles de NaCl.

Multipliez le nombre obtenu par le nombre de grammes par mole de produit pour trouver la masse de produit pouvant être produite par la quantité donnée de réactif.

Il y a 2,1749 moles de NaCl et une mole équivaut à 58,243 grammes. 2,1749 × 58,243 = 126,67, donc les 50 000 g de Na utilisés dans la réaction peuvent créer 126,67 g de NaCl.

Commencez une deuxième équation identique à la première, mais en utilisant l'autre réactif.

L'autre réactif est Cl₂, dont vous avez 0,35458 moles. Le rapport de Cl₂ à NaCl est de 1:2, donc pour chaque mole de Cl2 qui réagit, deux moles de NaCl seront produites. 0,35458 × 2 = 0,70916 mole de NaCl.

Multipliez le nombre obtenu par le nombre de grammes par mole de produit pour trouver la quantité de produit pouvant être produite par le deuxième réactif.

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

Examinez les résultats des deux équations. Quelle que soit l'équation qui a donné la plus petite masse de produit, elle contient le réactif limitant. Étant donné que la réaction ne peut se dérouler que jusqu'à ce que ce réactif soit épuisé, le nombre de grammes de réactif produit par cette équation est le nombre de grammes qui sera produit par l'ensemble de la réaction.

Dans l'équation du sel, Cl₂ a donné le moins de grammes de NaCl, c'est donc le réactif limitant. Seulement 41,304 g de NaCl seront produits par cette réaction.

Déterminer les moles de produit produites en divisant les grammes de produit par les grammes par mole de produit. Vous avez maintenant calculé le nombre de moles de chaque composé utilisé dans cette réaction.

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

• N'essayez pas de reproduire cette expérience. Le sodium est un métal très volatil et ne doit être manipulé que par un professionnel.