Kemister utför rutinmässigt beräkningar av mängden ämnen som är nödvändiga för att genomföra en kemisk reaktion. Läroböcker hänvisar till detta ämne som "stökiometri." Kemister baserar alla stökiometriska beräkningar på mol. En mol representerar 6,022 x 10 ^ 23 formelenheter av ett ämne, och detta antal motsvarar antalet formel enheter av substans som är nödvändiga för att provet ska uppvisa en vikt som är lika med formelvikten i gram. Formelvikten representerar i sin tur summan av atomvikterna, som återfinns i elementens periodiska system, av alla atomerna i formeln. Bordssalt, även känt som natriumklorid eller NaCl, uppvisar exempelvis en formelvikt av 58,44, vilket innebär att 58,44 gram natriumklorid skulle representera 1 mol, eller 6,022 x 10 ^ 23 formelenheter av NaCl.
Skriv ner en balanserad kemisk ekvation för reaktionen som undersöks. En balanserad reaktion innehåller samma antal av varje atomtyp på båda sidor om reaktionspilen. Exempelvis representeras reaktionen mellan kalciumhydroxid, eller Ca (OH) 2, och saltsyra, eller HCl, av Ca (OH) 2 + HCl → CaCl2 + H2O. Denna reaktion är dock inte balanserad, eftersom den vänstra sidan innehåller två syreatomer och en kloratom, medan den högra sidan innehåller två kloratomer och en syreatom. Den balanserade formen av denna ekvation skulle vara Ca (OH) 2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, som innehåller samma antal atomer på vardera sidan av pilen.
Beräkna formelvikterna för alla föreningar som är inblandade i reaktionen. Formelvikten, eller molekylvikten, representerar atomvikterna, såsom de återfinns i det periodiska elementet, av alla atomer i en kemisk formel. Exempelvis innehåller CaCl2 en kalcium- och två kloratomer, vilka uppvisar atomvikter på 40,08 respektive 35,45. Formelvikten för CaCl2 är därför (1 x 40,08) + (2 x 35,45) = 100,98.
Beräkna antalet mol för en förening i den balanserade ekvationen som du känner till massan för. Massorna av alla andra ämnen kan beräknas från massan av bara en produkt eller reaktant. I fallet med den balanserade reaktionen Ca (OH) 2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O, för att beräkna mol HCl som krävs för att reagera med 10 gram kalciumhydroxid, Ca (OH) 2, antalet mol ges genom att dividera ämnets massa med formeln vikt. I detta fall är viktformeln Ca (OH) 2 74,10 och därför representerar 10 gram Ca (OH) 2 10 / 74,10 = 0,13 mol.
Bestäm antalet mol som behövs för att reagera genom att multiplicera med mol av den kända substansen med det stökiometriska förhållandet mellan den okända substansen och den kända substansen. Till exempel i Ca (OH) 2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O är det stökiometriska förhållandet mellan HCl och Ca (OH) 2 2: 1 eftersom koefficienterna framför formlerna i den balanserade ekvationen är 2 och 1, respektive. Fortsatt exempel från föregående steg motsvarar 0,13 mol Ca (OH) 2 0,13 x 2/1 = 0,26 mol HCl. Detta representerar mol HCl som krävs för att reagera med 10 gram Ca (OH) 2.
Saker du behöver
- Elementens periodiska system
- Vetenskaplig miniräknare