Chemici voeren routinematig berekeningen uit van de hoeveelheid stoffen die nodig zijn om een chemische reactie uit te voeren. In leerboeken wordt dit onderwerp 'stoichiometrie' genoemd. Chemici baseren alle stoichiometrische berekeningen op moedervlekken. Een mol staat voor 6,022 x 10^23 formule-eenheden van een stof, en dit aantal komt overeen met het aantal formule-eenheden van de stof die nodig zijn om het monster een gewicht te laten vertonen dat gelijk is aan het formulegewicht in gram. Formulegewicht vertegenwoordigt op zijn beurt de som van de atoomgewichten, zoals te vinden in het periodiek systeem der elementen, van alle atomen in de formule. Tafelzout, ook bekend als natriumchloride of NaCl, heeft bijvoorbeeld een formulegewicht van 58,44, wat betekent dat 58,44 gram natriumchloride 1 mol zou vertegenwoordigen, of 6,022 x 10 ^ 23 formule-eenheden van NaCl.
Schrijf een evenwichtige chemische vergelijking op voor de reactie die wordt onderzocht. Een uitgebalanceerde reactie bevat hetzelfde aantal van elk type atoom aan beide zijden van de reactiepijl. De reactie tussen calciumhydroxide, of Ca (OH)2 en zoutzuur, of HCl, wordt bijvoorbeeld weergegeven door Ca (OH)2 + HCl → CaCl2 + H2O. Deze reactie is echter niet in evenwicht, omdat de linkerkant twee zuurstofatomen en één chlooratoom bevat, terwijl de rechterkant twee chlooratomen en één zuurstofatoom bevat. De gebalanceerde vorm van deze vergelijking zou Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O zijn, die hetzelfde aantal atomen aan elke kant van de pijl bevat.
Bereken de formulegewichten van alle verbindingen die bij de reactie betrokken zijn. Het formulegewicht, of molecuulgewicht, vertegenwoordigt de atoomgewichten, zoals te vinden in het periodiek systeem der elementen, van alle atomen in een chemische formule. CaCl2 bevat bijvoorbeeld één calcium- en twee chlooratomen, die respectievelijk een atoomgewicht van 40,08 en 35,45 vertonen. Het formulegewicht van CaCl2 is dus (1 x 40,08) + (2 x 35,45) = 100,98.
Bereken het aantal mol voor elke verbinding in de uitgebalanceerde vergelijking waarvan u de massa kent. De massa's van alle andere stoffen kunnen worden berekend uit de massa van slechts één product of reactant. In het geval van de uitgebalanceerde reactie Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, om de molen HCl te berekenen die nodig is om te reageren met 10 gram calciumhydroxide, Ca (OH)2, het aantal mol wordt gegeven door de massa van de stof te delen door de formule gewicht. In dit geval is de formule van het gewicht van Ca (OH)2 74,10, en daarom staat 10 gram Ca (OH)2 voor 10 / 74,10 = 0,13 mol.
Bepaal het aantal molen dat nodig is om te reageren door het aantal molen van de bekende stof te vermenigvuldigen met de stoichiometrische verhouding van de onbekende stof tot de bekende stof. In Ca (OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O is de stoichiometrische verhouding tussen HCl en Ca (OH)2 bijvoorbeeld 2:1 omdat de coëfficiënten voor de formules in de gebalanceerde vergelijking 2 en 1 zijn respectievelijk. Als we het voorbeeld uit de vorige stap voortzetten, komt 0,13 mol Ca (OH)2 overeen met 0,13 x 2/1 = 0,26 mol HCl. Dit vertegenwoordigt de molen HCl die nodig is om te reageren met 10 gram Ca (OH)2.
Dingen die je nodig hebt
- Periodiek systeem der elementen
- wetenschappelijke rekenmachine