בסטואיכיומטריה, או במחקר של כמויות יחסית של חומרים בתגובות, תיתקל בשני מצבים הקוראים לחישוב יחס השומה. באחד, אתה מנתח חומר מסתורי כדי לקבוע את הנוסחה האמפירית שלו, ובשני אתה מחשב כמויות יחסית של מגיבים ומוצרים בתגובה. במקרה הראשון, בדרך כלל עליכם לשקול את המרכיבים הבודדים של תרכובת ולחשב את מספר השומות של כל אחת מהן. במקרה השני, בדרך כלל ניתן למצוא את יחס השומה על ידי איזון המשוואה לתגובה.
קביעת נוסחה אמפירית
הנוהל האופייני לקביעת הנוסחה האמפירית של תרכובת מסתורין הוא ניתוחה על יסודותיה המרכיבים. אם אתה מקבל את המשקל של כל יסוד בתרכובת, אתה יכול לקבוע את מספר השומות של כל תרכובת על ידי חלוקת המשקל בפועל בגרמים למשקל האטומי של אותו יסוד. לשם כך, עליך לחפש את משקולות האטום בטבלה המחזורית, או כדי להקל על עצמך, אתה יכול להשתמש באינטרנט. מחשבון שומות ההופך אוטומטית בין משקל בגרם למספר שומות.
ברגע שאתה יודע את מספר השומות של כל רכיב בתרכובת, אתה מחלק את כל אחד עם המספר הנמוך ביותר ומעגל למספר השלם הקרוב ביותר. המספרים הם יחסי השומה, והם מופיעים כתתי מנוסח בנוסחה האמפירית.
דוגמה: אתה מנתח תרכובת ומגלה שהיא מכילה 0.675 גרם מימן (H), 10.8 גרם חמצן (O) ו- 13.5 גרם סידן (Ca). מה הנוסחה האמפירית?
- H - 0.675
- O - 0.675
- Ca - 0.337
המסה הטוחנת של מימן היא 1 גרם (מעוגל למקום עשרוני אחד), ולכן מספר השומות הקיימות בתרכובת הוא 0.675 / 1 = 0.675. המסה הטוחנת של חמצן היא 16 גרם, והמסה הטוחנת של סידן היא 40.1 גרם. בביצוע אותה פעולה עבור אלמנטים אלה, אתה מגלה שמספר השומות של כל אלמנט הן:
סידן הוא היסוד שמספר השומות הנמוך ביותר הוא 0.337. חלק את המספר הזה לאחרים כדי לקבל את יחס השומה. במקרה זה, זה H - 2, O - 2 ו- Ca - 1. במילים אחרות, על כל אטום סידן בתרכובת, ישנם שני מימנים ושני חמצנים.
המספרים הנגזרים כיחס השומה של האלמנטים מופיעים בנוסחה האמפירית כתתי מנויים. הנוסחה האמפירית לתרכובת היא CaO2ה2, שנכתב בדרך כלל Ca (OH)2.
איזון משוואת תגובה
אם אתה מכיר את המגיבים והמוצרים של תגובה, אתה יכול לכתוב משוואה לא מאוזנת לתגובה על ידי הצבת המגיבים בצד אחד והמוצרים בצד השני. חוק שימור המסה מחייב ששני צידי המשוואה חייבים להיות באותו מספר אטומים של כל יסוד, וזה מספק את הרמז כיצד למצוא את יחס השומה. הכפל כל צד של המשוואה בגורם המאזן את המשוואה. גורמי הכפל נראים כמקדמים, ומקדמים אלה מספרים על יחסי השומה של כל אחת מהתרכובות בתגובה.
לדוגמא, מימן וחמצן מתאחדים ויוצרים מים. המשוואה הלא מאוזנת היא H2 + O2 -> ח2או עם זאת, משוואה זו אינה מאוזנת מכיוון שיש בצד אחד יותר אטומי חמצן מהצד השני. המשוואה המאוזנת היא 2H2 + O2 -> 2 ח2או כל אטום חמצן נדרש לשני אטומי מימן כדי לייצר תגובה זו, כך שיחס השומה בין מימן לחמצן הוא 2: 1. התגובה מייצרת שתי מולקולות מים, כך שיחס השומה בין חמצן למים הוא 1: 2, אך יחס השומה בין מים למימן הוא 2: 2.