Stokiyometride veya reaksiyonlardaki maddelerin göreceli miktarlarının incelenmesinde, mol oranının hesaplanmasını gerektiren iki durumla karşılaşacaksınız. Birinde, deneysel formülünü belirlemek için gizemli bir maddeyi analiz ediyorsunuz ve diğerinde, bir reaksiyondaki nispi tepken miktarlarını ve ürünleri hesaplıyorsunuz. İlk durumda, genellikle bir bileşiğin bileşenlerini ayrı ayrı tartmanız ve her birinin mol sayısını hesaplamanız gerekir. İkinci durumda, genellikle reaksiyon denklemini dengeleyerek mol oranını bulabilirsiniz.
Ampirik Formülün Belirlenmesi
Gizemli bir bileşiğin ampirik formülünü belirlemek için tipik prosedür, onu bileşen elementleri için analiz etmektir. Bileşikteki her bir elementin ağırlığını elde ederseniz, gram cinsinden gerçek ağırlığı o elementin atom ağırlığına bölerek her bir bileşiğin mol sayısını belirleyebilirsiniz. Bunu yapmak için periyodik tablodaki atom ağırlıklarına bakmanız gerekir veya işleri kendiniz için kolaylaştırmak için bir çevrimiçi kullanabilirsiniz.
Bileşiğin her bileşeninin mol sayısını öğrendikten sonra, her birini en küçük sayıya böler ve en yakın tam sayıya yuvarlarsınız. Rakamlar mol oranlarıdır ve ampirik formülde alt simgeler olarak görünürler.
Örnek: Bir bileşiği analiz ettiniz ve 0,675 gr hidrojen (H), 10,8 gr oksijen (O) ve 13,5 gr kalsiyum (Ca) içerdiğini buldunuz. Ampirik formül nedir?
- H – 0.675
- O – 0.675
- Ca – 0.337
Hidrojenin molar kütlesi 1 g'dır (bir ondalık basamağa yuvarlanır), bu nedenle bileşikte bulunan mol sayısı 0.675/1 = 0.675'tir. Oksijenin molar kütlesi 16 g ve kalsiyumun molar kütlesi 40.1 g'dır. Bu elementler için aynı işlemi yaparak, her elementin mol sayısının aşağıdaki gibi olduğunu bulursunuz:
Kalsiyum, 0.337 olan en düşük mol sayısına sahip elementtir. Mol oranını elde etmek için bu sayıyı diğerlerine bölün. Bu durumda H – 2, O – 2 ve Ca – 1'dir. Başka bir deyişle, bileşikteki her kalsiyum atomu için iki hidrojen ve iki oksijen vardır.
Elementlerin mol oranı olarak türetilen sayılar, ampirik formülde alt simge olarak görünür. Bileşik için ampirik formül CaO'dur.2H2genellikle Ca (OH) ile yazılır2.
Bir Reaksiyon Denklemini Dengeleme
Bir reaksiyonun reaktanlarını ve ürünlerini biliyorsanız, reaktanları bir tarafa ve ürünleri diğer tarafa koyarak reaksiyon için dengesiz bir denklem yazabilirsiniz. Kütlenin korunumu yasası, denklemin her iki tarafının da her elementin aynı sayıda atomuna sahip olmasını gerektirir ve bu, mol oranının nasıl bulunacağına dair ipucu sağlar. Denklemin her tarafını denklemi dengeleyen bir faktörle çarpın. Çarpma faktörleri katsayılar olarak görünür ve bu katsayılar size reaksiyondaki bileşiklerin her birinin mol oranlarını söyler.
Örneğin hidrojen ve oksijen birleşerek suyu oluşturur. Dengesiz denklem H2 + O2 –> H2Ö. Ancak bu denklem dengeli değildir çünkü bir tarafta diğerinden daha fazla oksijen atomu vardır. Dengeli denklem 2H'dir2 + O2 –> 2 H2Ö. Bu reaksiyonu üretmek için her oksijen atomu için iki hidrojen atomu gerekir, bu nedenle hidrojen ve oksijen arasındaki mol oranı 2:1'dir. Reaksiyon iki su molekülü üretir, bu nedenle oksijen ve su arasındaki mol oranı 1:2'dir, ancak su ile hidrojen arasındaki mol oranı 2:2'dir.