Hvordan beregne føflekker i en reaksjon

En føflekk er mengden av et stoff som er lik Avogadros antall, omtrent 6,022 × 10 ^ 23. Det er antall atomer som finnes i 12,0 gram karbon-12. Forskere bruker føflekkmålingen fordi den gir et middel til enkelt å uttrykke store mengder. Du kan bestemme antall mol i en hvilken som helst kjemisk reaksjon gitt den kjemiske formelen og massen av reaktantene.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

For å beregne molære forhold i en kjemisk reaksjon, finn atommasseenhetene (amus) for hvert grunnstoff som finnes i produktene og reaktantene, og utarbeide reaksjonens støkiometri.

Beregn massen i gram av hver reaktant. Hvis reaktantene ikke allerede er i gram, må du konvertere enhetene.

Kombiner for eksempel 0,05 kg natrium (Na) med 25.000 gram klorgass (Cl₂) for å danne NaCl eller bordsalt. Konverter 0,05 kg natrium til gram. Ved hjelp av konverteringstabellen ser du at 1000 g = 1 kg. Multipliser 0,05 kg med 1000 g / kg for å få gram Na.

Reaksjonen bruker 50,0 g Na og 25,0 g Cl₂.

Bestem atomvekten til hvert element ved hjelp av det periodiske systemet. Det vil vanligvis skrives som et desimaltall over eller under det kjemiske symbolet og måles i atommasseenheter (amu).

Atomvekten til Na er 22.990 amu. Cl er 35.453 amu.

Beregn antall gram per mol (g / mol) for hver reaktant og produkt. Antallet gram per mol for hvert enkelt element er lik atomvekten til det elementet. Tilsett massene av elementene i hver forbindelse for å finne gram per mol for den forbindelsen.

For eksempel er atomvekten av Na, 22.990 amu, lik antall gram per mol Na - også 22.990.

Cl₂ derimot, består av to atomer av Cl. Hver enkelt har en masse på 35,253 amu, så sammen veier forbindelsen 70,506 amu. Antall gram per mol er det samme - 70,506 g / mol.

NaCl består av både et atom av Na og et atom av Cl. Na veier 22,990 amu og Cl 35,253 amu, så NaCl veier 58,243 amu og har samme antall gram per mol.

Del antall gram av hver reaktant med antall gram per mol for den reaktanten.

50,0 g Na ble brukt i denne reaksjonen, og det er 22,990 g / mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2,1749 mol Na brukes i denne reaksjonen.

Det brukes 25.000 g Cl2 og det er 70.506 g / mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. Reaksjonen bruker 0,35458 mol Cl2.

Undersøk den kjemiske formelen for reaksjonen, og legg merke til koeffisientene for hver reaktant og produkt. Dette forholdet gjelder for alle mengder, enten det er for enkeltatomer, dusinvis av atomer eller enda viktigere, mol atomer.

For eksempel i ligningen 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Forholdet mellom Na og Cl2 til NaCl er 2: 1: 2. Merk at unoterte koeffisienter antas å være 1. Annethvert atom av Na som reagerer med ett molekyl Cl2 gir to molekyler NaCl. Det samme forholdet gjelder for mol atomer og molekyler. To mol Na som reagerer med en mol Cl2 gir 2 mol NaCl.

Beregn den begrensende reaktanten, eller reaktanten som går tom først, ved å sette opp den første av to ligninger. I denne første ligningen, velg en av reaktantene og multipliser molene til den reaktanten med forholdet mellom mol reaktant og mol produkt.

I eksempeleksperimentet brukte du for eksempel 2,1749 mol Na. For hver 2 mol Na brukt, produseres 2 mol NaCl. Dette er et forhold på 1: 1, som betyr at bruk av 2,1749 mol Na, også gir 2,1749 mol NaCl.

Multipliser det resulterende tallet med antall gram per mol produkt for å finne massen av produktet som kan produseres av den gitte mengden reaktant.

Det er 2,1749 mol NaCl og en mol tilsvarer 58,243 gram. 2.1749 × 58.243 = 126.67, slik at 50.000 g Na brukt i reaksjonen kan danne 126,67 g NaCl.

Begynn en annen ligning identisk med den første, men bruk den andre reaktanten.

Den andre reaktanten er Cl₂, hvorav du har 0,35458 mol. Forholdet mellom Cl₂ til NaCl er 1: 2, så for hvert mol Cl2 som reagerer, vil to mol NaCl bli produsert. 0,35458 × 2 = 0,70916 mol NaCl.

Multipliser det resulterende tallet med antall gram per mol produkt for å finne mengden produkt som kan produseres av den andre reaktanten.

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

Undersøk resultatene av begge ligningene. Uansett hvilken ligning som resulterte i den mindre massen av produktet, inneholder den begrensende reaktanten. Siden reaksjonen bare kan fortsette til denne reaktanten er oppbrukt, blir imidlertid mange gram reaktant produsert av denne ligningen antall gram som vil bli produsert av hele reaksjonen.

I saltligningen, Cl₂ ga minst antall gram NaCl, derfor er det den begrensende reaktanten. Bare 41,304 g NaCl vil bli produsert ved denne reaksjonen.

Bestem mol produkt produsert ved å dele gram produkt med gram per mol produkt. Du har nå beregnet antall mol av hver forbindelse som brukes i denne reaksjonen.

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

• Ikke prøv å gjengi dette eksperimentet. Sodium er et meget flyktig metall og skal kun håndteres av en profesjonell.