Моль - это количество вещества, равное числу Авогадро, примерно 6.022 × 10 ^ 23. Это количество атомов, содержащихся в 12,0 граммах углерода-12. Ученые используют моль измерения, потому что это дает возможность легко выразить большие количества. Вы можете определить количество молей в любой химической реакции по химической формуле и массе реагентов.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Чтобы вычислить молярные отношения в химической реакции, найдите атомные единицы массы (amus) для каждого элемента, присутствующего в продуктах и реагентах, и определите стехиометрию реакции.
Найти массу в граммах
Рассчитайте массу каждого реагента в граммах. Если количество реагентов еще не в граммах, пересчитайте единицы.
Например, смешайте 0,05 кг натрия (Na) с 25000 граммами газообразного хлора (Cl2) с образованием NaCl или поваренной соли. Перевести 0,05 кг натрия в граммы. Используя таблицу переводов, вы видите, что 1000 г = 1 кг. Умножьте 0,05 кг на 1000 г / кг, чтобы получить граммы Na.
В реакции используется 50,0 г Na и 25,0 г Cl.2.
Найти атомный вес
Определите атомный вес каждого элемента с помощью таблицы Менделеева. Обычно он записывается как десятичное число над или под химическим символом и измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.).
Атомный вес Na составляет 22,990 а.е.м. Cl составляет 35,453 а.е.м.
Рассчитать граммы на моль
Рассчитайте количество граммов на моль (г / моль) для каждого реагента и продукта. Количество граммов на моль для каждого отдельного элемента равно атомному весу этого элемента. Сложите массы элементов в каждом соединении, чтобы найти количество граммов на моль этого соединения.
Например, атомный вес Na, 22,990 а.е.м., равен количеству граммов на моль Na - также 22,990.
Cl2 с другой стороны, состоит из двух атомов Cl. Каждый по отдельности имеет массу 35,253 а.е.м., так что вместе вес соединения составляет 70,506 а.е.м. Количество граммов на моль такое же - 70,506 г / моль.
NaCl состоит как из атома Na, так и из атома Cl. Na весит 22,990 а.е.м, а Cl - 35,253 а.е.м., поэтому NaCl весит 58,243 а.е.м. и имеет такое же количество граммов на моль.
Разделите граммы на граммы на моль
Разделите количество граммов каждого реагента на количество граммов на моль этого реагента.
В этой реакции используется 50,0 г Na, а его содержание составляет 22,990 г / моль. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. В этой реакции используется 2,1749 моль Na.
Используется 25000 г Cl2 и 70,506 г / моль Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. В реакции используется 0,35458 моль Cl2.
Найдите коэффициенты реакции
Изучите свою химическую формулу реакции, отметив коэффициенты для каждого реагента и продукта. Это соотношение справедливо для любого количества, будь то отдельные атомы, десятки атомов или, что более важно, моль атомов.
Например, в уравнении 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Отношение Na к Cl2 к NaCl составляет 2: 1: 2. Обратите внимание, что коэффициенты, не указанные в списке, принимаются равными 1. Каждые два атома Na, которые вступают в реакцию с одной молекулой Cl2, дают две молекулы NaCl. То же соотношение верно и для молей атомов и молекул. Два моля Na, которые реагируют с одним моль Cl2, дают 2 моля NaCl.
Определите предельный реагент
Рассчитайте ограничивающий реагент или реагент, который будет вытекать первым, задав первое из двух уравнений. В этом первом уравнении выберите один из реагентов и умножьте моли этого реагента на отношение молей реагента к молям продукта.
Например, в примере эксперимента вы использовали 2,1749 моль Na. На каждые 2 моля использованного Na производится 2 моля NaCl. Это соотношение 1: 1, что означает, что использование 2,1749 моль Na также дает 2,1749 моль NaCl.
Определить массу продукта
Умножьте полученное число на количество граммов на моль продукта, чтобы найти массу продукта, которую можно произвести при данном количестве реагента.
Есть 2,1749 моль NaCl, и один моль равен 58,243 грамма. 2,1749 × 58,243 = 126,67, поэтому из 50 000 г Na, использованного в реакции, можно получить 126,67 г NaCl.
Начните второе уравнение, идентичное первому, но с использованием другого реагента.
Другой реагент - Cl2, из которых у вас 0,35458 моль. Соотношение Cl2 к NaCl составляет 1: 2, поэтому на каждый моль вступающего в реакцию Cl2 будет образовываться два моля NaCl. 0,35458 × 2 = 0,70916 моль NaCl.
Умножьте полученное число на количество граммов на моль продукта, чтобы найти количество продукта, которое может быть произведено вторым реагентом.
0,70916 моль NaCl × 58,243 г / моль = 41,304 г NaCl.
Сравнить результаты реакции
Изучите результаты обоих уравнений. Какое бы уравнение ни приводило к меньшей массе продукта, оно содержит ограничивающий реагент. Поскольку реакция может продолжаться только до тех пор, пока этот реагент не будет израсходован, сколько бы граммов реагента ни было произведено по этому уравнению, это количество граммов, которое будет произведено всей реакцией.
В уравнении соли Cl2 дало наименьшее количество граммов NaCl, следовательно, это лимитирующий реагент. В результате этой реакции будет произведено всего 41,304 г NaCl.
Рассчитать количество молей продукта
Определите количество молей полученного продукта, разделив граммы продукта на количество граммов на моль продукта. Теперь вы рассчитали количество молей каждого соединения, используемого в этой реакции.
41,304 г NaCl ÷ 58,243 г / моль = 0,70917 моль NaCl.
Предупреждения
Не пытайтесь воспроизвести этот эксперимент. Натрий является очень летучим металлом, с ним должен обращаться только профессионал.