몰은 약 6.022 × 10 ^ 23 인 아보가드로 수와 같은 물질의 양입니다. 12.0g의 탄소 -12에 포함 된 원자의 수입니다. 과학자들은 대량을 쉽게 표현할 수있는 수단을 제공하기 때문에 몰 측정을 사용합니다. 화학 공식과 반응물의 질량이 주어지면 화학 반응의 몰 수를 결정할 수 있습니다.
TL; DR (너무 깁니다. 읽지 않음)
화학 반응에서 몰 관계를 계산하려면 생성물과 반응물에서 발견되는 각 원소의 원자 질량 단위 (amus)를 찾고 반응의 화학 양론을 계산합니다.
그램에서 질량 찾기
각 반응물의 질량을 그램 단위로 계산하십시오. 반응물이 아직 그램 단위가 아닌 경우 단위를 변환합니다.
예를 들어 0.05kg의 나트륨 (Na)과 25.000g의 염소 가스 (Cl2) NaCl 또는 식염을 형성합니다. 0.05kg의 나트륨을 그램으로 변환합니다. 변환 차트를 사용하면 1,000g = 1kg임을 알 수 있습니다. 0.05kg에 1,000g / kg을 곱하여 Na 그램을 얻습니다.
반응은 50.0g의 Na와 25.0g의 Cl을 사용합니다.2.
원자량 찾기
주기율표를 사용하여 각 원소의 원자량을 결정하십시오. 일반적으로 화학 기호 위 또는 아래에 십진수로 작성되며 원자 질량 단위 (amu)로 측정됩니다.
Na의 원자량은 22.990 amu입니다. Cl은 35.453 amu입니다.
몰당 그램 계산
각 반응물과 생성물에 대한 몰당 그램 수 (g / mol)를 계산합니다. 각 단일 원소의 몰당 그램 수는 해당 원소의 원자량과 같습니다. 각 화합물의 원소 질량을 더하여 해당 화합물의 몰당 그램을 찾으십시오.
예를 들어 Na의 원자량 22.990 amu는 Na의 몰당 그램 수 (22.990)와 같습니다.
Cl2 반면에 Cl의 두 원자로 구성됩니다. 각각의 질량은 35.253 amu이므로 화합물의 무게는 70.506 amu입니다. 몰당 그램 수는 70.506 g / mol입니다.
NaCl은 Na 원자와 Cl 원자로 구성됩니다. Na의 무게는 22.990 amu이고 Cl 35.253 amu이므로 NaCl의 무게는 58.243 amu이고 몰당 그램 수가 같습니다.
그램을 몰당 그램으로 나누기
각 반응물의 그램 수를 해당 반응물의 몰당 그램 수로 나눕니다.
이 반응에는 50.0g의 Na가 사용되며 22.990g / mol이 있습니다. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2.1749 몰의 Na가이 반응에 사용된다.
25.000g의 Cl2가 사용되고 70.506g / mol의 Cl2가 있습니다. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. 반응은 0.35458 몰의 Cl2를 사용합니다.
반응 계수 찾기
반응에 대한 화학 공식을 조사하고 각 반응물과 생성물에 대한 계수를 기록합니다. 이 비율은 단일 원자, 수십 개의 원자 또는 더 중요한 것은 원자의 몰에 관계없이 모든 양에 적용됩니다.
예를 들어, 방정식 2 Na + Cl2 → 2NaCl에서. Na 대 Cl2 대 NaCl의 비율은 2: 1: 2입니다. 목록에없는 계수는 1로 간주됩니다. 한 분자의 Cl2와 반응하는 Na의 두 원자마다 두 분자의 NaCl이 생성됩니다. 동일한 비율이 원자와 분자의 몰에 적용됩니다. 1 몰의 Cl2와 반응하는 2 몰의 Na는 2 몰의 NaCl을 생성합니다.
제한 반응물 결정
두 방정식 중 첫 번째를 설정하여 제한 반응물 또는 먼저 소모 될 반응물을 계산합니다. 이 첫 번째 방정식에서 반응물 중 하나를 선택하고 해당 반응물의 몰에 제품 몰에 대한 반응물의 몰 비율을 곱합니다.
예를 들어, 예제 실험에서는 2.1749 몰의 Na를 사용했습니다. 2 몰의 Na를 사용할 때마다 2 몰의 NaCl이 생성됩니다. 이것은 1: 1 비율로, 2.1749 몰의 Na를 사용하면 2.1749 몰의 NaCl이 생성됨을 의미합니다.
제품 질량 결정
결과 수에 제품 몰당 그램 수를 곱하여 주어진 반응물 양으로 생성 할 수있는 제품의 질량을 찾습니다.
2.1749 몰의 NaCl이 있고 1 몰은 58.243 그램과 같습니다. 2.1749 × 58.243 = 126.67이므로 반응에 사용 된 50.000 g의 Na는 126.67 g의 NaCl을 생성 할 수 있습니다.
첫 번째와 동일하지만 다른 반응물을 사용하여 두 번째 방정식을 시작하십시오.
다른 반응물은 Cl2, 그 중 0.35458 몰이 있습니다. Cl의 비율2 NaCl은 1: 2이므로 반응하는 Cl2 몰당 2 몰의 NaCl이 생성됩니다. 0.35458 × 2 = 0.70916 몰의 NaCl.
결과 수에 제품 몰당 그램 수를 곱하여 두 번째 반응물에서 생성 할 수있는 제품의 양을 찾습니다.
0.70916 몰의 NaCl × 58.243 g / mol = 41.304 g의 NaCl.
반응 결과 비교
두 방정식의 결과를 검토하십시오. 제품의 질량이 더 적은 방정식이 제한 반응물을 포함합니다. 반응은이 반응물이 다 소모 될 때까지만 진행될 수 있기 때문에, 이 방정식에 의해 많은 그램의 반응물이 생성되는 것은 전체 반응에 의해 생성 될 그램의 수입니다.
소금 방정식에서 Cl2 최소한의 그램 수의 NaCl을 산출 했으므로 제한 반응물입니다. 이 반응에 의해 41.304g의 NaCl 만 생성됩니다.
제품의 몰 계산
제품의 그램을 제품의 몰당 그램으로 나누어 생산 된 제품의 몰수를 결정하십시오. 이제이 반응에 사용 된 모든 화합물의 몰 수를 계산했습니다.
41.304 g의 NaCl ÷ 58.243 g / mol = 0.70917 몰의 NaCl.
경고
이 실험을 재현하려고하지 마십시오. 나트륨은 휘발성이 높은 금속이며 전문가 만 취급해야합니다.