Il fattore di conversione grammo per mole in stechiometria è quasi sempre presente e consente ai chimici di prevedere quali pesi di materiali sono necessari per una reazione chimica. Ad esempio, se l'acido cloridrico reagisce con la base idrossido di sodio per produrre sale da tavola e acqua, i calcoli stechiometrici possono prevedere quanto acido e quanta base è necessaria in modo che nessuno dei due rimanga e solo sale e acqua rimangano nella soluzione che è prodotto. I calcoli iniziano con le moli di ciascuna sostanza e i fattori di conversione cambiano le moli in peso.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
La stechiometria consente ai chimici di utilizzare il fattore di conversione grammi per mole per calcolare la quantità di ciascun reagente necessaria in una reazione chimica. Secondo la legge di conservazione della massa, le reazioni chimiche sono bilanciate, con lo stesso numero di atomi di ciascun elemento che entrano in reazione quanti si trovano nei prodotti di reazione. Il fattore di conversione grammi per mole può essere utilizzato per prevedere la quantità necessaria di ciascun materiale in modo che non ne rimanga alcuno e quanto di ciascun prodotto di reazione risulterà dalla reazione.
La legge di conservazione della massa
Secondo la legge di conservazione della massa, proposta per la prima volta dal chimico francese del XVIII secolo Antoine Lavoisier, la massa non viene né creata né distrutta in una reazione chimica. Ciò significa che il numero di atomi di ciascun elemento che entrano in una reazione chimica è sempre lo stesso degli atomi nei prodotti della reazione. Di conseguenza, le reazioni chimiche sono bilanciate, con un numero uguale di atomi su ciascun lato, anche se possono essere combinati in modo diverso per formare composti diversi.
Ad esempio, quando l'acido solforico, H2COSÌ4, reagisce con l'idrossido di sodio, NaOH, l'equazione chimica sbilanciata è H2COSÌ4 + NaOH = Na2COSÌ4 + H2O, producendo solfato di sodio e acqua. Ci sono tre atomi di idrogeno sul lato sinistro dell'equazione ma solo due sul lato destro. Ci sono numeri uguali di atomi di zolfo e ossigeno, ma un atomo di sodio a sinistra e due a destra.
Per ottenere un'equazione bilanciata è necessario un atomo di sodio in più a sinistra, che ci dà anche un atomo di ossigeno e idrogeno in più. Ciò significa che ora ci sono due molecole d'acqua sul lato destro e l'equazione è bilanciata come H2COSÌ4 + 2NaOH = Na2COSÌ4 + 2H2O. L'equazione aderisce alla legge di conservazione della massa.
Utilizzo del fattore di conversione grammo per mole
Un'equazione bilanciata è utile per mostrare quanti atomi sono necessari in una reazione chimica, ma non dice quanto di ciascuna sostanza è richiesto o quanto viene prodotto. L'equazione bilanciata può essere utilizzata per esprimere la quantità di ciascuna sostanza in moli, moli di qualsiasi sostanza avente lo stesso numero di atomi.
Ad esempio, quando il sodio reagisce con l'acqua, la reazione produce idrossido di sodio e gas idrogeno. L'equazione chimica sbilanciata è Na + H2O = NaOH + H2. Il lato destro dell'equazione ha un totale di tre atomi di idrogeno perché la molecola del gas idrogeno è composta da due atomi di idrogeno. L'equazione bilanciata è 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.
Ciò significa che due moli di sodio con due moli di acqua produrranno due moli di idrossido di sodio e una mole di gas idrogeno. La maggior parte delle tavole periodiche darà i grammi per mole per ogni elemento. Per la reazione di cui sopra questi sono sodio: 23, idrogeno: 1 e ossigeno: 16. L'equazione in grammi afferma che 46 grammi di sodio e 36 grammi di acqua reagiranno per formare 80 grammi di idrossido di sodio e 2 grammi di idrogeno. Il numero di atomi e i pesi sono gli stessi su entrambi i lati dell'equazione e i fattori di conversione grammi per mole possono essere trovati in tutti i calcoli stechiometrici che coinvolgono il peso.