Hoe mollen in een reactie te berekenen

Een mol is de hoeveelheid van een stof gelijk aan het getal van Avogadro, ongeveer 6,022 × 10^23. Het is het aantal atomen in 12,0 gram koolstof-12. Wetenschappers gebruiken de molmeting omdat het een middel biedt om gemakkelijk grote hoeveelheden uit te drukken. U kunt het aantal mol in elke chemische reactie bepalen, gegeven de chemische formule en de massa van de reactanten.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Om molaire relaties in een chemische reactie te berekenen, zoek je de atomaire massa-eenheden (amus) voor elk element dat in de producten en reactanten wordt gevonden en bereken je de stoichiometrie van de reactie.

Bereken de massa in gram van elke reactant. Als de reactanten nog niet in grammen zijn, converteer dan de eenheden.

Combineer bijvoorbeeld 0,05 kg natrium (Na) met 25.000 gram chloorgas (Cl₂) om NaCl of keukenzout te vormen. Zet 0,05 kg natrium om in gram. Aan de hand van je omrekentabel zie je dat 1.000 g = 1 kg. Vermenigvuldig 0,05 kg met 1.000 g/kg om gram Na te krijgen.

De reactie gebruikt 50,0 g Na en 25,0 g Cl₂.

Bepaal het atoomgewicht van elk element met behulp van het periodiek systeem. Het wordt meestal geschreven als een decimaal getal boven of onder het chemische symbool en wordt gemeten in atomaire massa-eenheden (amu).

Het atoomgewicht van Na is 22,990 amu. Cl is 35,453 amu.

Bereken het aantal gram per mol (g/mol) voor elke reactant en product. Het aantal gram per mol voor elk afzonderlijk element is gelijk aan het atoomgewicht van dat element. Tel de massa's van de elementen in elke verbinding op om de gram per mol voor die verbinding te vinden.

Het atoomgewicht van Na, 22,990 amu, is bijvoorbeeld gelijk aan het aantal gram per mol Na - ook 22,990.

kl₂ aan de andere kant, bestaat uit twee atomen van Cl. Elk afzonderlijk heeft een massa van 35,253 amu, dus samen weegt de verbinding 70,506 amu. Het aantal gram per mol is hetzelfde -- 70,506 g/mol.

NaCl bestaat uit zowel een atoom Na als een atoom van Cl. Na weegt 22,990 amu en Cl 35,253 amu, dus NaCl weegt 58,243 amu en heeft hetzelfde aantal gram per mol.

Deel het aantal grammen van elke reactant door het aantal gram per mol voor die reactant.

Bij deze reactie wordt 50,0 g Na gebruikt, en er zijn 22,990 g/mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. Bij deze reactie wordt 2,1749 mol Na gebruikt.

Er wordt 25.000 g Cl2 gebruikt en er is 70.506 g/mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. De reactie gebruikt 0,35458 mol Cl2.

Onderzoek uw chemische formule voor de reactie en noteer de coëfficiënten voor elke reactant en elk product. Deze verhouding geldt voor elke hoeveelheid, of het nu gaat om enkele atomen, tientallen atomen of, belangrijker nog, molen atomen.

Bijvoorbeeld in de vergelijking 2 Na + Cl2 → 2NaCl. De verhouding van Na tot Cl2 tot NaCl is 2:1:2. Merk op dat niet-genoteerde coëfficiënten worden verondersteld 1. Elke twee atomen Na die reageren met één molecuul Cl2, levert twee moleculen NaCl op. Dezelfde verhouding geldt voor molen atomen en moleculen. Twee mol Na dat reageert met één mol Cl2, levert 2 mol NaCl op.

Bereken de beperkende reactant, of de reactant die als eerste op is, door de eerste van twee vergelijkingen op te stellen. Kies in deze eerste vergelijking een van de reactanten en vermenigvuldig de molen van die reactant met de verhouding van molen reactant tot molen product.

In het voorbeeldexperiment heb je bijvoorbeeld 2,1749 mol Na gebruikt. Voor elke 2 mol Na die wordt gebruikt, wordt 2 mol NaCl geproduceerd. Dit is een verhouding van 1:1, wat betekent dat het gebruik van 2,1749 mol Na ook 2,1749 mol NaCl oplevert.

Vermenigvuldig het resulterende aantal met het aantal gram per mol product om de productmassa te vinden die kan worden geproduceerd door de gegeven hoeveelheid reactant.

Er zijn 2,1749 mol NaCl en één mol is gelijk aan 58,243 gram. 2,1749 × 58,243 = 126,67, dus de 50.000 g Na die in de reactie wordt gebruikt, kan 126,67 g NaCl vormen.

Begin een tweede vergelijking die identiek is aan de eerste, maar met de andere reactant.

De andere reactant is Cl₂, waarvan je 0,35458 mol hebt. De verhouding van Cl₂ naar NaCl is 1:2, dus voor elke mol Cl2 die reageert, wordt er twee mol NaCl geproduceerd. 0,35458 x 2 = 0,70916 mol NaCl.

Vermenigvuldig het resulterende aantal met het aantal gram per mol product om de hoeveelheid product te vinden die door de tweede reactant kan worden geproduceerd.

0,70916 mol NaCl x 58,243 g/mol = 41,304 g NaCl.

Bekijk de resultaten van beide vergelijkingen. Welke vergelijking ook resulteerde in de kleinere massa van het product, bevat de beperkende reactant. Aangezien de reactie alleen kan doorgaan totdat deze reactant is opgebruikt, is het aantal grammen dat door deze vergelijking wordt geproduceerd, het aantal grammen dat door de gehele reactie zal worden geproduceerd.

In de zoutvergelijking, Cl₂ leverde het minste aantal gram NaCl op, daarom is het de beperkende reactant. Bij deze reactie wordt slechts 41,304 g NaCl geproduceerd.

Bepaal de geproduceerde molen product door het aantal gram product te delen door het aantal gram per mol product. U hebt nu het aantal mol berekend van elke verbinding die in deze reactie is gebruikt.

41,304 g NaCl ÷ 58,243 g/mol = 0,70917 mol NaCl.

• Probeer dit experiment niet te reproduceren. Natrium is een zeer vluchtig metaal en mag alleen door een professional worden gehanteerd.