De gram-per-mol conversiefactor in stoichiometrie is bijna altijd aanwezig en stelt chemici in staat te voorspellen welke gewichten van materialen nodig zijn voor een chemische reactie. Als zoutzuur bijvoorbeeld reageert met de base natriumhydroxide om tafelzout en water te produceren, kunnen stoichiometrieberekeningen voorspel hoeveel zuur en hoeveel base nodig is, zodat er geen overblijft en alleen zout en water in de oplossing achterblijven geproduceerd. De berekeningen beginnen met mollen van elke stof en de conversiefactoren veranderen de mol naar gewicht.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Met stoichiometrie kunnen chemici de gram-per-mol conversiefactor gebruiken om te berekenen hoeveel van elke reactant nodig is in een chemische reactie. Volgens de wet van behoud van massa zijn chemische reacties in evenwicht, waarbij hetzelfde aantal atomen van elk element in een reactie gaat als in de reactieproducten. De gram-per-mol conversiefactor kan worden gebruikt om te voorspellen hoeveel van elk materiaal nodig is, zodat er niets overblijft, en hoeveel van elk reactieproduct het resultaat zal zijn van de reactie.
De wet van behoud van massa
Volgens de wet van behoud van massa, voor het eerst voorgesteld door de Franse 18e-eeuwse chemicus Antoine Lavoisier, wordt massa niet gecreëerd of vernietigd in een chemische reactie. Dit betekent dat het aantal atomen van elk element dat een chemische reactie aangaat altijd hetzelfde is als het aantal atomen in de reactieproducten. Dientengevolge zijn chemische reacties in evenwicht, met aan elke kant een gelijk aantal atomen, ook al kunnen ze op verschillende manieren worden gecombineerd om verschillende verbindingen te vormen.
Bijvoorbeeld, wanneer zwavelzuur, H2ZO4, reageert met natriumhydroxide, NaOH, de ongebalanceerde chemische vergelijking is H2ZO4 + NaOH = Na2ZO4 + H2O, waarbij natriumsulfaat en water worden geproduceerd. Er zijn drie waterstofatomen aan de linkerkant van de vergelijking, maar slechts twee aan de rechterkant. Er zijn gelijke aantallen zwavel- en zuurstofatomen, maar één natriumatoom aan de linkerkant en twee aan de rechterkant.
Om een evenwichtige vergelijking te krijgen is links een extra natriumatoom nodig, wat ons ook een extra zuurstof- en waterstofatoom geeft. Dat betekent dat er nu twee watermoleculen aan de rechterkant zijn en dat de vergelijking in evenwicht is als H2ZO4 + 2NaOH = Na2ZO4 + 2H2O. De vergelijking voldoet aan de wet van behoud van massa.
De gram-per-mol-conversiefactor gebruiken
Een uitgebalanceerde vergelijking is handig om te laten zien hoeveel atomen er nodig zijn in een chemische reactie, maar het zegt niet hoeveel van elke stof nodig is of hoeveel er wordt geproduceerd. De uitgebalanceerde vergelijking kan worden gebruikt om de hoeveelheid van elke stof in mol uit te drukken, mol van elke stof met hetzelfde aantal atomen.
Wanneer natrium bijvoorbeeld reageert met water, produceert de reactie natriumhydroxide en waterstofgas. De ongebalanceerde chemische vergelijking is Na + H2O = NaOH + H2. De rechterkant van de vergelijking heeft in totaal drie waterstofatomen omdat het waterstofgasmolecuul uit twee waterstofatomen bestaat. De gebalanceerde vergelijking is 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.
Dit betekent dat twee mol natrium met twee mol water twee mol natriumhydroxide en een mol waterstofgas zal produceren. De meeste periodieke tabellen geven de grammen per mol voor elk element. Voor de bovenstaande reactie zijn dit natrium: 23, waterstof: 1 en zuurstof: 16. De vergelijking in grammen stelt dat 46 gram natrium en 36 gram water zullen reageren om 80 gram natriumhydroxide en 2 gram waterstof te vormen. Het aantal atomen en de gewichten zijn aan beide kanten van de vergelijking hetzelfde, en de gram-per-mol conversiefactoren zijn te vinden in alle stoichiometrische berekeningen met gewicht.