วิธีการคำนวณโมลในปฏิกิริยา

โมลคือปริมาณของสารที่เท่ากับจำนวนอโวกาโดร ประมาณ 6.022 × 10^23 คือจำนวนอะตอมที่มีอยู่ในคาร์บอน-12 12.0 กรัม นักวิทยาศาสตร์ใช้การวัดโมลเนื่องจากเป็นวิธีการแสดงปริมาณมากได้อย่างง่ายดาย คุณสามารถกำหนดจำนวนโมลในปฏิกิริยาเคมีใดๆ โดยพิจารณาจากสูตรเคมีและมวลของสารตั้งต้น

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ในการคำนวณความสัมพันธ์เชิงโมลาร์ในปฏิกิริยาเคมี ให้หาหน่วยมวลอะตอม (amus) สำหรับแต่ละองค์ประกอบที่พบในผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้น และหาปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยา

คำนวณมวลเป็นกรัมของสารตั้งต้นแต่ละตัว ถ้าสารตั้งต้นยังไม่มีหน่วยเป็นกรัม ให้แปลงหน่วย

ตัวอย่างเช่น รวมโซเดียม (Na) 0.05 กก. กับก๊าซคลอรีน 25.000 กรัม (Cl₂) เพื่อสร้าง NaCl หรือเกลือแกง แปลง 0.05 กิโลกรัมโซเดียมเข้าไปกรัม. ใช้แผนภูมิการแปลงของคุณ คุณจะเห็นว่า 1,000 ก. = 1 กก. คูณ 0.05 กก. ด้วย 1,000 กรัม/กก. เพื่อให้ได้โซเดียมกรัม

ปฏิกิริยานี้ใช้ Na 50.0 กรัมและCl. 25.0 กรัม₂.

กำหนดน้ำหนักอะตอมของแต่ละธาตุโดยใช้ตารางธาตุ โดยปกติแล้วจะเขียนเป็นเลขฐานสิบเหนือหรือใต้สัญลักษณ์เคมี และวัดเป็นหน่วยมวลอะตอม (amu)

น้ำหนักอะตอมของนาเท่ากับ 22.990 amu Cl คือ 35.453 amu

คำนวณจำนวนกรัมต่อโมล (g/mol) สำหรับสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แต่ละตัว จำนวนกรัมต่อโมลสำหรับธาตุเดี่ยวแต่ละธาตุจะเท่ากับน้ำหนักอะตอมของธาตุนั้น บวกมวลของธาตุในแต่ละสารประกอบเพื่อหากรัมต่อโมลของสารประกอบนั้น

ตัวอย่างเช่น น้ำหนักอะตอมของ Na คือ 22.990 amu เท่ากับจำนวนกรัมต่อโมลของ Na -- 22.990 ด้วย

Cl₂ ในทางกลับกันประกอบด้วยสองอะตอมของ Cl แต่ละตัวมีมวล 35.253 amu ดังนั้นเมื่อรวมกันแล้วจะมีน้ำหนัก 70.506 amu จำนวนกรัมต่อโมลเท่ากัน -- 70.506 กรัม/โมล

NaCl ประกอบด้วยอะตอมของ Na และอะตอมของ Cl Na มีน้ำหนัก 22.990 amu และ Cl 35.253 amu ดังนั้น NaCl มีน้ำหนัก 58.243 amu และมีจำนวนกรัมต่อโมลเท่ากัน

หารจำนวนกรัมของสารตั้งต้นแต่ละตัวด้วยจำนวนกรัมต่อโมลของสารตั้งต้นนั้น

ปฏิกิริยานี้ใช้ Na 50.0 กรัม และมี 22.990 กรัม/โมล 50.0 ÷ 22.990 = 2.1749. 2.1749 โมลของ Na ถูกใช้ในปฏิกิริยานี้

ใช้ Cl2 25,000 กรัม และมี Cl2 70.506 กรัม/โมล 25.000 ÷ 70.506 = 0.35458. ปฏิกิริยานี้ใช้ 0.35458 โมลของ Cl2

ตรวจสอบสูตรเคมีของคุณสำหรับปฏิกิริยา โดยสังเกตค่าสัมประสิทธิ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์แต่ละตัว อัตราส่วนนี้เป็นจริงสำหรับปริมาณใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นอะตอมเดี่ยว หลายสิบอะตอม หรือที่สำคัญกว่านั้นคือ โมลของอะตอม

ตัวอย่างเช่น ในสมการ 2 Na + Cl2 → 2NaCl อัตราส่วนของ Na ต่อ Cl2 ต่อ NaCl คือ 2:1:2 โปรดทราบว่าสัมประสิทธิ์ที่ไม่อยู่ในรายการจะถือว่าเท่ากับ 1 ทุก ๆ สองอะตอมของ Na ที่ทำปฏิกิริยากับหนึ่งโมเลกุลของ Cl2 จะให้ NaCl สองโมเลกุล อัตราส่วนเดียวกันนี้เป็นจริงสำหรับโมลของอะตอมและโมเลกุล Na สองโมลที่ทำปฏิกิริยากับ Cl2 หนึ่งโมล จะได้ NaCl 2 โมล

คำนวณสารตั้งต้นจำกัด หรือสารตั้งต้นที่จะหมดก่อน โดยตั้งค่าสมการแรกจากสองสมการ ในสมการแรกนี้ ให้เลือกสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งแล้วคูณโมลของสารตั้งต้นนั้นด้วยอัตราส่วนของโมลของตัวทำปฏิกิริยาต่อโมลของผลิตภัณฑ์

ตัวอย่างเช่น ในการทดลองตัวอย่าง คุณใช้ Na 2.1749 โมล ทุกๆ 2 โมลของ Na ที่ใช้ จะเกิด NaCl 2 โมลขึ้น นี่คืออัตราส่วน 1:1 ซึ่งหมายความว่าใช้ Na 2.1749 โมล ให้ NaCl 2.1749 โมลด้วย

คูณจำนวนผลลัพธ์ด้วยจำนวนกรัมต่อโมลของผลิตภัณฑ์เพื่อค้นหามวลของผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้จากปริมาณของสารตั้งต้นที่กำหนด

NaCl มี 2.1749 โมล และ 1 โมล เท่ากับ 58.243 กรัม 2.1749 × 58.243 = 126.67 ดังนั้น Na 50,000 กรัมที่ใช้ในปฏิกิริยาจะสร้าง NaCl ได้ 126.67 กรัม

เริ่มสมการที่สองเหมือนกับสมการแรก แต่ใช้สารตั้งต้นอีกตัวหนึ่ง

สารตั้งต้นอีกตัวหนึ่งคือ Cl₂ซึ่งคุณมี 0.35458 โมล อัตราส่วนของCl₂ สำหรับ NaCl คือ 1:2 ดังนั้นสำหรับทุกโมลของ Cl2 ที่ทำปฏิกิริยา จะมีการสร้าง NaCl สองโมล 0.35458 × 2 = 0.70916 โมลของ NaCl

คูณจำนวนผลลัพธ์ด้วยจำนวนกรัมต่อโมลของผลิตภัณฑ์ เพื่อค้นหาปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้จากสารตั้งต้นที่สอง

0.70916 โมลของ NaCl × 58.243 g/mol = 41.304 g ของ NaCl

ตรวจสอบผลลัพธ์ของสมการทั้งสอง สมการใดที่ส่งผลให้มวลของผลิตภัณฑ์มีขนาดเล็กลงจะมีสารตั้งต้นที่จำกัด เนื่องจากปฏิกิริยาสามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าสารตั้งต้นนี้จะหมด อย่างไรก็ตาม สมการนี้จะสร้างสารตั้งต้นหลายกรัมเป็นจำนวนกรัมที่จะผลิตโดยปฏิกิริยาทั้งหมด

ในสมการเกลือ Cl₂ ให้ NaCl ในปริมาณที่น้อยที่สุด ดังนั้นจึงเป็นสารตั้งต้นที่จำกัด ปฏิกิริยานี้จะสร้าง NaCl ได้เพียง 41.304 กรัม

กำหนดโมลของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยการหารกรัมของผลิตภัณฑ์ด้วยกรัมต่อโมลของผลิตภัณฑ์ ตอนนี้คุณได้คำนวณจำนวนโมลของสารประกอบทุกตัวที่ใช้ในปฏิกิริยานี้แล้ว

NaCl 41.304 กรัม ÷ 58.243 กรัม/โมล = 0.70917 โมลของ NaCl

• อย่าพยายามทำซ้ำการทดลองนี้ โซเดียมเป็นโลหะที่มีความผันผวนสูงและควรให้ผู้เชี่ยวชาญจัดการเท่านั้น