Hur man beräknar mol i en reaktion

En mol är mängden av ett ämne som är lika med Avogadros antal, ungefär 6,022 × 10 ^ 23. Det är antalet atomer som finns i 12,0 gram kol-12. Forskare använder molmätningen eftersom den ger ett sätt att enkelt uttrycka stora mängder. Du kan bestämma antalet mol i vilken kemisk reaktion som helst med tanke på den kemiska formeln och reaktanternas massa.

TL; DR (för lång; Läste inte)

För att beräkna molförhållanden i en kemisk reaktion, hitta atommasseenheterna (amus) för varje element som finns i produkterna och reaktanterna och räkna ut reaktionens stökiometri.

Beräkna massan i gram av varje reaktant. Om reaktanterna inte redan finns i gram, konvertera enheterna.

Kombinera till exempel 0,05 kg natrium (Na) med 25 000 gram klorgas (Cl₂för att bilda NaCl eller bordssalt. Omvandla 0,05 kg natrium till gram. Med hjälp av ditt konverteringstabell ser du att 1000 g = 1 kg. Multiplicera 0,05 kg med 1000 g / kg för att få gram Na.

Reaktionen använder 50,0 g Na och 25,0 g Cl₂.

Bestäm atomvikten för varje element med hjälp av det periodiska systemet. Det skrivs vanligtvis som ett decimaltal över eller under den kemiska symbolen och mäts i atommasseenheter (amu).

Atomvikten för Na är 22,990 amu. Cl är 35.453 amu.

Beräkna antalet gram per mol (g / mol) för varje reaktant och produkt. Antalet gram per mol för varje enskilt element är lika med atomens vikt för det elementet. Lägg till massorna av elementen i varje förening för att hitta gram per mol för den föreningen.

Atomvikten av Na, 22,990 amu, är till exempel lika med antalet gram per mol Na - även 22,990.

Cl₂ å andra sidan består av två atomer av Cl. Var och en har en massa på 35,253 amu, så tillsammans väger föreningen 70,506 amu. Antalet gram per mol är detsamma - 70,506 g / mol.

NaCl består av både en atom av Na och en atom av Cl. Na väger 22,990 amu och Cl 35,253 amu, så NaCl väger 58,243 amu och har samma antal gram per mol.

Dela antalet gram av varje reaktant med antalet gram per mol för den reaktanten.

50,0 g Na används i denna reaktion och det finns 22,990 g / mol. 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2,1749 mol Na används i denna reaktion.

25.000 g Cl2 används och det finns 70.506 g / mol Cl2. 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. Reaktionen använder 0,35458 mol Cl2.

Undersök din kemiska formel för reaktionen och notera koefficienterna för varje reaktant och produkt. Detta förhållande gäller för alla kvantiteter, vare sig det gäller enstaka atomer, dussintals atomer eller ännu viktigare, mol atomer.

Till exempel i ekvationen 2 Na + Cl2 → 2NaCl. Förhållandet mellan Na och Cl2 till NaCl är 2: 1: 2. Observera att onoterade koefficienter antas vara 1. Varannan Na-atom som reagerar med en molekyl Cl2 ger två molekyler NaCl. Samma förhållande gäller för moler av atomer och molekyler. Två mol Na som reagerar med en mol Cl2 ger 2 mol NaCl.

Beräkna den begränsande reaktanten eller reaktanten som tar slut först genom att ställa in den första av två ekvationer. I denna första ekvation väljer du en av reaktanterna och multiplicerar molerna av den reaktanten med förhållandet mellan mol reaktant och mol produkt.

I exempelexemplet använde du till exempel 2,1749 mol Na. För varje 2 mol Na som används produceras 2 mol NaCl. Detta är ett förhållande 1: 1, vilket innebär att användning av 2,1749 mol Na ger också 2,1749 mol NaCl.

Multiplicera det resulterande antalet med antalet gram per mol produkt för att hitta massan av produkten som kan produceras med den givna mängden reaktant.

Det finns 2,1749 mol NaCl och en mol motsvarar 58,243 gram. 2,1749 × 58,243 = 126,67, så de 50 000 g Na som används i reaktionen kan skapa 126,67 g NaCl.

Börja en andra ekvation identisk med den första, men använd den andra reaktanten.

Den andra reaktanten är Cl₂, varav du har 0,35458 mol. Förhållandet Cl₂ till NaCl är 1: 2, så för varje mol Cl2 som reagerar produceras två mol NaCl. 0,35458 × 2 = 0,70916 mol NaCl.

Multiplicera det resulterande antalet med antalet gram per mol produkt för att hitta den mängd produkt som kan produceras av den andra reaktanten.

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

Undersök resultaten av båda ekvationerna. Oavsett vilken ekvation som resulterade i den mindre produktmassan innehåller den begränsande reaktanten. Eftersom reaktionen bara kan fortsätta tills denna reaktant är förbrukad, emellertid produceras många gram reaktant genom denna ekvation det antal gram som kommer att produceras av hela reaktionen.

I saltekvationen, Cl₂ gav minst antal gram NaCl, därför är det den begränsande reaktanten. Endast 41,304 g NaCl produceras genom denna reaktion.

Bestäm molproducerade produkter genom att dividera produktens gram med gram per mol produkt. Du har nu beräknat antalet mol av varje förening som används i denna reaktion.

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

• Försök inte att reproducera detta experiment. Natrium är en mycket flyktig metall och bör endast hanteras av en professionell.