În stoichiometrie sau în studiul cantităților relative de substanțe în reacții, veți întâlni două situații care necesită calcularea raportului molar. Într-una, analizați o substanță misterioasă pentru a determina formula sa empirică, iar în cealaltă, calculați cantități relative de reactanți și produse într-o reacție. În primul caz, de obicei trebuie să cântăriți componentele individuale ale unui compus și să calculați numărul de moli din fiecare. În al doilea caz, puteți găsi de obicei raportul molar echilibrând ecuația pentru reacție.
Determinarea formulei empirice
Procedura tipică pentru a determina formula empirică a unui compus misterios este analizarea acestuia pentru elementele sale componente. Dacă obțineți greutatea fiecărui element din compus, puteți determina numărul de moli al fiecărui compus împărțind greutatea efectivă în grame la greutatea atomică a acelui element. Pentru a face acest lucru, trebuie să căutați greutățile atomice din tabelul periodic sau, pentru a vă ușura lucrurile, puteți utiliza un online
Odată ce cunoașteți numărul de moli al fiecărei componente a compusului, împărțiți fiecare cu cel cu cel mai mic număr și rotunjiți la cel mai apropiat număr întreg. Numerele sunt rapoartele molare și apar ca indici în formula empirică.
Exemplu: Analizați un compus și constatați că acesta conține 0,675 g de hidrogen (H), 10,8 g de oxigen (O) și 13,5 g de calciu (Ca). Care este formula empirică?
- H - 0,675
- O - 0,675
- Ca - 0,337
Masa molară a hidrogenului este de 1 g (rotunjire la o zecimală), deci numărul de moli prezenți în compus este de 0,675 / 1 = 0,675. Masa molară a oxigenului este de 16 g, iar masa molară a calciului este de 40,1 g. Efectuând aceeași operație pentru aceste elemente, constatați că numărul de aluniți al fiecărui element este:
Calciul este elementul cu cel mai mic număr de aluniți, care este 0,337. Împărțiți acest număr în celelalte pentru a obține raportul molar. În acest caz, este H - 2, O - 2 și Ca - 1. Cu alte cuvinte, pentru fiecare atom de calciu din compus, există doi hidrogeni și doi oxigeni.
Numerele derivate ca raport molar al elementelor apar în formula empirică ca indici. Formula empirică pentru compus este CaO2H2, care este de obicei scris Ca (OH)2.
Echilibrarea unei ecuații de reacție
Dacă cunoașteți reactanții și produsele unei reacții, puteți scrie o ecuație dezechilibrată pentru reacție punând reactanții pe o parte și produsele pe cealaltă. Legea conservării masei impune ca ambele părți ale ecuației să aibă același număr de atomi din fiecare element, iar acest lucru oferă indiciul despre cum să se găsească raportul molar. Înmulțiți fiecare parte a ecuației cu un factor care echilibrează ecuația. Factorii de multiplicare apar ca coeficienți, iar acești coeficienți vă indică raporturile molare ale fiecăruia dintre compușii din reacție.
De exemplu, hidrogenul și oxigenul se combină pentru a forma apă. Ecuația dezechilibrată este H2 + O2 -> H2O. Cu toate acestea, această ecuație nu este echilibrată, deoarece există mai mulți atomi de oxigen pe o parte decât pe cealaltă. Ecuația echilibrată este 2H2 + O2 -> 2 H2O. Este nevoie de doi atomi de hidrogen pentru ca fiecare atom de oxigen să producă această reacție, astfel încât raportul molar dintre hidrogen și oxigen este de 2: 1. Reacția produce două molecule de apă, deci raportul molar dintre oxigen și apă este 1: 2, dar raportul molar între apă și hidrogen este 2: 2.