I støkiometri, eller studiet av relative mengder stoffer i reaksjoner, vil du komme over to situasjoner som krever beregning av molforhold. I det ene analyserer du et mystisk stoff for å bestemme dets empiriske formel, og i det andre beregner du relative mengder reaktanter og produkter i en reaksjon. I det første tilfellet må du vanligvis veie de enkelte komponentene i en forbindelse og beregne antall mol av hver. I det andre tilfellet kan du vanligvis finne molforholdet ved å balansere ligningen for reaksjonen.
Bestemme empirisk formel
Den typiske prosedyren for å bestemme den empiriske formelen til en mystisk forbindelse er å analysere den for komponentelementene. Hvis du får vekten av hvert grunnstoff i forbindelsen, kan du bestemme antall mol av hver forbindelse ved å dele den faktiske vekten i gram med atomvekten til det elementet. For å gjøre dette må du slå opp atomvektene i det periodiske systemet, eller for å gjøre ting lettere for deg selv, kan du bruke en online føflekk kalkulator som automatisk konverterer mellom vekt i gram og antall mol.
Når du vet antall mol av hver komponent av forbindelsen, deler du hver av den med det laveste tallet og avrunder til nærmeste heltall. Tallene er molforholdene, og de vises som abonnement i den empiriske formelen.
Eksempel: Du analyserer en forbindelse og finner ut at den inneholder 0,675 g hydrogen (H), 10,8 g oksygen (O) og 13,5 g kalsium (Ca). Hva er den empiriske formelen?
- H - 0,675
- O - 0,675
- Ca - 0,337
Molmassen av hydrogen er 1 g (avrunding til en desimal), så antall mol tilstede i forbindelsen er 0,675 / 1 = 0,675. Molarmassen av oksygen er 16 g, og molarmassen av kalsium er 40,1 g. Ved å utføre den samme operasjonen for disse elementene, finner du at antall mol av hvert element er:
Kalsium er elementet med det laveste antall mol, som er 0,337. Del dette tallet i de andre for å oppnå molforholdet. I dette tilfellet er det H - 2, O - 2 og Ca - 1. Med andre ord, for hvert kalsiumatom i forbindelsen, er det to hydrogener og to oksygener.
Tallene avledet som molforholdet til elementene vises i den empiriske formelen som abonnement. Den empiriske formelen for forbindelsen er CaO2H2, som vanligvis skrives Ca (OH)2.
Balansere en reaksjonsligning
Hvis du kjenner reaktantene og produktene fra en reaksjon, kan du skrive en ubalansert ligning for reaksjonen ved å sette reaktantene på den ene siden og produktene på den andre. Loven om bevaring av masse krever at begge sider av ligningen må ha samme antall atomer for hvert element, og dette gir en anelse om hvordan man finner molforholdet. Multipliser hver side av ligningen med en faktor som balanserer ligningen. Multiplikasjonsfaktorene vises som koeffisienter, og disse koeffisientene forteller deg molforholdene til hver av forbindelsene i reaksjonen.
For eksempel kombineres hydrogen og oksygen for å danne vann. Den ubalanserte ligningen er H2 + O2 -> H2O. Imidlertid er denne ligningen ikke balansert fordi det er flere oksygenatomer på den ene siden enn den andre. Den balanserte ligningen er 2H2 + O2 -> 2 H2O. Det tar to hydrogenatomer for hvert oksygenatom å produsere denne reaksjonen, så molforholdet mellom hydrogen og oksygen er 2: 1. Reaksjonen produserer to vannmolekyler, så molforholdet mellom oksygen og vann er 1: 2, men molforholdet mellom vann og hydrogen er 2: 2.