Stokiometriya necə edilir (şəkillərlə)

2024 Müəllif: Jason Gerald | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-15 08:09

Kimyəvi reaksiyada maddə nə yaradıla bilər, nə də məhv edilə bilər, buna görə də reaksiyanın məhsulları reaksiyadakı reaktivlərin sayına bərabər olmalıdır. Stokiometriya, reaksiya verən maddələrin və tərkibindəki məhsulların kütləsinin hesablanmasını ehtiva edən bir reaksiyadakı elementlərin kəmiyyət əlaqəsini öyrənən bir elmdir. Stexiometriya riyaziyyat və kimya birləşməsidir və maddənin heç bir reaksiyada artmadığı və ya azalmadığı sadə bir prinsipə əsaslanaraq tətbiq olunur. Hər hansı bir kimya problemini həll etmək üçün ilk addım tənlikləri tarazlaşdırmaqdır.

Addım

4 -cü hissə 1: Kimyəvi Tənliklərin Balanslaşdırılması

Addım 1. Tənliyin hər iki tərəfindəki hər bir birləşməni təşkil edən atomların sayını yazın

Kimyəvi tənliklər hər bir elementin atomlarını müəyyən etməyə kömək edə bilər. Kimyəvi reaksiyada maddə nə yaradıla, nə də məhv edilə bilməz, buna görə də tənliyin hər iki tərəfindəki qurucu atomların sayı (və növləri) tam olaraq eyni deyilsə, tənliyin qeyri -bərabər olduğu deyilir.

• Əgər varsa, atom sayını əmsalla və ya xəttin altındakı rəqəmlə vurmağı unutmayın.
• Məsələn, H.₂BELƏ Kİ₄ + Fe - Fe₂(BELƏ Kİ₄)₃ + H₂
• Tənliyin sol tərəfində (reaktivlər) 2 H, 1 S, 4 O və 1 Fe var.
• Tənliyin sağ (məhsul) tərəfində 2 H, 3 S, 12 O və 2 Fe var.

Addım 2. Tənliyin hər iki tərəfini tarazlaşdırmaq üçün oksigen və hidrogendən başqa elementlərin qarşısına əmsallar əlavə edin

Tənliyin hər iki tərəfindəki atom sayını bərabərləşdirmək üçün oksigen və hidrogendən başqa elementlərin ən kiçik ortaq çoxluğunu tapın.

• Məsələn, 2 ilə 1 arasındakı ən az ümumi çoxluq (LCM) Fe üçün 2 -dir. Beləliklə, balanslaşdırmaq üçün sol tərəfdəki Fe elementinin qarşısına 2 rəqəmini əlavə edin.
• 3 ilə 1 arasındakı LCM, S elementi üçün 3 -dir. Beləliklə, H birləşməsinin qarşısına 3 rəqəmini əlavə edin₂BELƏ Kİ₄ tənliyin sağ və sol tərəflərini tarazlaşdırmaq.
• Bu mərhələdə yuxarıdakı nümunənin tənliyi belə olacaq: 3 H₂BELƏ Kİ₄ + 2 Fe - Fe₂(BELƏ Kİ₄)₃ + H₂

Addım 3. Hidrogen və oksigen atomlarını tarazlaşdırın

Hidrogen və oksigen atomlarının sayı son olaraq balanslaşdırılır, çünki ümumiyyətlə tənliyin hər iki tərəfindəki bir neçə molekulda olur. Bu tənliyin balanslaşdırma addımında, molekulların qarşısına əmsallar əlavə etdikdən sonra atomları yenidən hesablamağı unutmayın.

• Buradakı nümunədə, H birləşməsinin qarşısına 3 rəqəmini əlavə edirik₂BELƏ Kİ₄, indi sol tərəfdə 6 hidrogen atomu var, ancaq tənliyin sağ tərəfində yalnız 2 hidrogen atomu var. Hal -hazırda sol tərəfdə 12 oksigen atomu və sağ tərəfdə 12 oksigen atomu var, buna görə oksigen atomları ekvivalentdir.
• H -nin qarşısına 3 rəqəmini əlavə edərək hidrogen atomlarını tarazlaşdıra bilərik₂.
• Balansdan sonra son tənlik 3 saatdır₂BELƏ Kİ₄ + 2 Fe - Fe₂(BELƏ Kİ₄)₃ + 3 saat₂.

Addım 4. Tənliyin hər iki tərəfindəki atomları eyni sayda olduğundan əmin olmaq üçün onları yenidən sayın

Tamamlandıqdan sonra yenidən hesablayın və bərabərliyin doğru addım olduğunu iki dəfə yoxlayın. Bunu tənliyin hər iki tərəfindəki bütün atomları əlavə edərək eyni olduqlarından əmin olaraq edə bilərsiniz.

• Tənlikimizin bərabərliyini yenidən yoxlayın, 3 H₂BELƏ Kİ₄ + 2 Fe - Fe₂(BELƏ Kİ₄)₃ + 3 saat₂.
• Okun sol tərəfində 6 H, 3 S, 12 O və 2 Fe var.
• Okun sağ tərəfində 2 Fe, 3 S, 12 O və 6 H var.
• Sağ və sol tərəfdəki atomların sayı tam eynidır, ona görə də bu tənlik artıq ekvivalentdir.

4 -cü hissənin 2 -si: Qramları və Molu çevirmək

Addım 1. Verilmiş birləşmənin kütləsinin molar kütləsini qramlarla hesablayın

Molar kütlə, bir molun tərkibindəki qram (g) sayıdır. Bu vahid bir maddənin qram və mollarını asanlıqla çevirməyə imkan verir. Molar kütləsini hesablamaq üçün, birləşmədə neçə elementin molekulunu, həm də birləşmədə hər bir elementin atom kütləsini bilmək lazımdır.

• Bir birləşmədə hər bir elementin atom sayını tapın. Məsələn, qlükoza C -dir₆H₁₂O₆və 6 karbon atomu, 12 hidrogen atomu və 6 oksigen atomundan ibarətdir.
• Atom kütləsini hər bir atomun mol başına (q/mol) qramla tapın. Qlükozanı təşkil edən elementlərin atom kütlələri bunlardır: karbon, 12.0107 q/mol; hidrogen, 1.007 g/mol; və oksigen, 15,9994 g/mol.
• Hər bir atomun kütləsini birləşmədə mövcud olan atom sayına vurun. Karbon: 12.0107 x 6 = 72.0642 g/mol; hidrogen: 1.007 x 12 = 12.084 g/mol; oksigen: 15.9994 x 6 = 95.9964 g/mol.
• Yuxarıdakı bütün məhsulların cəmi birləşmənin molar kütləsidir. 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 g/mol. Və ya başqa sözlə, bir qlükoza molekulunun kütləsi 180,14 qramdır.

Addım 2. Molar kütlədən istifadə edərək bir birləşmənin kütləsini mollara çevirin

Molar kütlə bir dönüşüm faktoru olaraq istifadə edilə bilər, buna görə də müəyyən bir qram nümunədə mol sayını hesablaya bilərsiniz. Məlum kütləni (g) molar kütləyə (g/mol) bölün. Hesablamalarınızı yoxlamağın asan bir yolu, vahidlərin bir -birini ləğv etdiyinə və yalnız molları buraxdığına əmin olmaqdır.

• Məsələn: 8,2 qram hidrogen xloriddə (HCl) neçə mol var?
• H atom kütləsi 1.0007 və Cl 35.453 olduğu üçün yuxarıdakı birləşmənin molar kütləsi 1.007 + 35.453 = 36.46 q/mol təşkil edir.
• Birləşmənin qram sayını molar kütləsinə bölməklə 8.2 g / (36.46 g / mol) = 0.225 mol HCl verir.

Addım 3. Reaktivlər arasındakı molar nisbətini təyin edin

Bir reaksiyada istehsal olunan məhsulun miqdarını təyin etmək üçün molar nisbətini təyin etməlisiniz. Molar nisbət, bir -biri ilə reaksiya verən birləşmələrin nisbətidir və reaksiyadakı birləşmələrin ekvivalent olan əmsalları ilə göstərilir.

• Məsələn, KClO -nun molar nisbəti nədir₃ O ilə₂ 2 KClO reaksiyasında₃ - 2 KCl + 3 O₂.
• Əvvəla, yuxarıdakı tənliklərin ekvivalent olduğuna əmin olun. Bu addımı heç vaxt unutma, əks halda alınan molar nisbət səhv olar. Bu nümunədə, tənliyin hər iki tərəfindəki hər bir elementin miqdarı bərabərdir, buna görə də reaksiya balanslaşdırılmışdır.
• KClO arasındakı nisbət₃ O ilə₂ 2/3 -dir. Problem boyunca uyğun birləşməni təmsil etdiyi müddətcə hər hansı bir rəqəmi yuxarı və altına qoya bilərsiniz.

Addım 4. Digər reaktivin mol sayını tapmaq üçün xaçı molar nisbətinə vurun

Bir reaksiyada istehsal olunan və ya tələb olunan bir birləşmənin mol sayını hesablamaq üçün molar nisbətindən istifadə edə bilərsiniz. Kimya problemləri ümumiyyətlə müəyyən bir reaktivin kütləsindən (qram) lazım olan və ya bir reaksiyada istehsal olunan mol sayını təyin etməyinizi xahiş edəcək.

• Məsələn, reaksiya tənliyində N₂ + 3 saat₂ - 2 NH₃ neçə mol NH₃ nəticədə 3.00 qram N.₂ H ilə reaksiya verir₂ kifayət qədər miqdarda?
• Bu nümunədə H.₂ kifayət qədər miqdarda mövcuddur və problemi həll etmək üçün onları saymaq lazım deyil.
• Əvvəlcə N qram vahidlərini dəyişdirin₂ mol olmaq. Azotun atom kütləsi 14.0067 q/mol olduğu üçün molar kütləsi N -dir₂ 28.0134 g/mol təşkil edir. Kütlə və molar kütlə arasında bölünmə 3.00 g/28.0134 g/mol = 0.107 mol verir.
• Problemdəki nisbəti hesablayın: NH₃: N₂ = x/0, 107 mol.
• Bu nisbəti NH molar nisbəti ilə çarpın₃ N ilə₂: 2: 1 x/0, 107 mol = 2/1 = (2 x 0, 107) = 1x = 0.214 mol.

Addım 5. Bu sayda molu, birləşmənin molar kütləsini istifadə edərək yenidən kütlə halına gətirin

Yenə molar kütləsini istifadə edəcəksiniz, ancaq indi mol sayını qrama qaytarmaq üçün molar kütləsinə çarpan olaraq ehtiyac var. Birləşmənin düzgün molar kütləsini istifadə etdiyinizə əmin olun.

Molar kütlə NH₃ 17.028 q/mol təşkil edir. 0.214 mol x (17.028 qram/mol) = 3.647 qram NH₃.

4 -dən 3 -cü hissə: Litr qaz və molu çevirmək

Addım 1. Reaksiyanın standart təzyiq və temperaturda (STP) baş verib -vermədiyini öyrənin

STP, 1 mol ideal qazın 22.414 litr (l) həcmini doldurmasına imkan verən şərtlər toplusudur. Standart temperatur 273, 15 Kelvin (K) və standart təzyiq 1 atmosferdir (atm).

Ümumiyyətlə, problemlərdə reaksiyanın 1 atm və 273 K -də və ya STP -də baş verdiyi bildiriləcəkdir

Addım 2. Qazın litr sayını mol qazına çevirmək üçün 22.414 l/mol dönüşüm əmsalından istifadə edin

Reaksiya STP şərtlərində baş verərsə, bilinən bir qaz həcmindəki mol sayını hesablamaq üçün 22.414 l/mol istifadə edə bilərsiniz. Mol sayını tapmaq üçün qazın həcmini (l) bu dönüşüm əmsalına bölün.

Məsələn, 3.2 litr N çevirmək₂ mollara qaz: 3.2 l/22, 414 l/mol = 0.143 mol.

Addım 3. STP şərtlərində olmasa, litr qazı çevirmək üçün ideal qaz qanunundan istifadə edin

Problemdəki reaksiya STP şərtlərində baş vermirsə, reaksiyada mol sayını hesablamaq üçün ideal qaz qanunu PV = nRT istifadə etməlisiniz. P-atmosfer vahidlərindəki təzyiq, V-litr həcmi, n-mol sayı, R-qaz qanunu sabitidir, 0.0821 l-atm/mol-dərəcə, T-Kelvin dərəcəsindəki temperaturdur.

• Bu tənlik molları hesablamaq üçün yenidən təşkil edilə bilər: n = RT/PV.
• Qaz sabitinin vahidləri bütün digər vahid dəyişənlərini aradan qaldırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.
• Məsələn, 2.4 litr O -da mol sayını təyin edin₂ 300 K və 1,5 atm. Dəyişənləri tənliyə qoşaraq əldə edirik: n = (0.0821 x 300)/(1, 5 x 2) = 24, 63/3, 6 = 6, 842 mol O₂.

4 -dən 4 -cü hissə: Litreləri maye və molə çevirmək

Addım 1. Mayenin sıxlığını hesablayın

Bəzən kimyəvi tənliklər sizə maye reaktivin həcmini verir və reaksiya üçün lazım olan qram və ya mol sayını hesablamanızı xahiş edir. Bir mayenin həcmini qrama çevirmək üçün mayenin sıxlığına ehtiyacınız var. Sıxlıq kütlə/həcm vahidləri ilə ifadə olunur.

Problemdə sıxlıq bilinmirsə, onu bir dərslikdə və ya internetdə axtarmalı ola bilərsiniz

Addım 2. Həcmi mililitrə (ml) çevirin

Bir mayenin həcmini kütləyə (g) çevirmək üçün sıxlığını istifadə etməlisiniz. Sıxlıq mililitr başına qramla ifadə olunur (g/ml), buna görə də bir mayenin həcmini hesablamaq üçün mililitrlə də ifadə edilməlidir.

Məlum həcmi tapın. Məsələn, problemdə deyək ki, H -in həcmi məlumdur₂O 1 litrdir. Onu ml -ə çevirmək üçün sadəcə 1000 -ə vurmaq lazımdır, çünki 1 litr suda 1000 ml var.

Addım 3. Həcmi sıxlığa vurun

Həcmi (ml) sıxlığına (g/ml) vuranda ml vahidləri itirilir və qalıq birləşmənin qram sayıdır.

Məsələn, sıxlıq H₂O 18.0134 q/ml -dir. Kimyəvi tənlik 500 ml H olduğunu söyləyirsə₂O, birləşmədə qramların sayı 500 ml x 18.0134 g/ml və ya 9006, 7 g -dir.

Addım 4. Reaktivlərin molar kütləsini hesablayın

Molar kütlə, bir molun tərkibindəki qram (g) sayıdır. Bu vahid bir birləşmədə qram və mol vahidlərini dəyişdirməyə imkan verir. Molar kütləsini hesablamaq üçün, bir maddənin tərkibində neçə elementin molekulunu, həm də birləşmədə olan hər bir elementin atom kütləsini təyin etməlisiniz.

• Bir birləşmədə hər bir elementin atom sayını təyin edin. Məsələn, qlükoza C -dir₆H₁₂O₆və 6 karbon atomu, 12 hidrogen atomu və 6 oksigen atomundan ibarətdir.
• Atom kütləsini hər bir atomun mol başına (q/mol) qramla tapın. Qlükozadakı elementlərin atom kütlələri bunlardır: karbon, 12.0107 q/mol; hidrogen, 1.007 g/mol; və oksigen, 15,9994 g/mol.
• Hər bir elementin atom kütləsini birləşmədə mövcud olan atom sayına vurun. Karbon: 12.0107 x 6 = 72.0642 g/mol; hidrogen: 1.007 x 12 = 12.084 g/mol; oksigen: 15.9994 x 6 = 95.9964 g/mol.
• 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 g/mol olan birləşmənin molar kütləsini əldə etmək üçün yuxarıdakı çarpma nəticələrini əlavə edin. Beləliklə, bir mol qlükozanın kütləsi 180,14 qramdır.

Addım 5. Molar kütlədən istifadə edərək bir qramın miqdarını mollara çevirin

Molar kütləni bir dönüşüm faktoru olaraq istifadə edərək, müəyyən bir qram nümunədə mövcud olan mol sayını hesablaya bilərsiniz. Bilinən birləşmənin qram (g) sayını molar kütləsinə (g/mol) bölün. Hesablamalarınızı yoxlamağın asan bir yolu, vahidlərin bir -birini ləğv etdiyinə və yalnız molları buraxdığına əmin olmaqdır.

• Məsələn: 8,2 qram hidrogen xloriddə (HCl) neçə mol var?
• H atom kütləsi 1.0007 və Cl 35.453 olduğu üçün birləşmənin molar kütləsi 1.007 + 35.453 = 36.46 q/mol təşkil edir.
• Birləşmənin qram sayını molar kütləsinə bölməklə 8.2 g/(36.46 g/mol) = 0.225 mol HCl verir.