Stoichiometrische berekeningen

Wat zijn stoichiometrische berekeningen?

De Stoichiometrische berekeningen Zij zijn die welke worden uitgevoerd op basis van de massale relaties van de elementen of verbindingen die betrokken zijn bij een chemische reactie.

De eerste stap om ze uit te voeren is om de chemische reactie van interesse in evenwicht te brengen. Evenzo moeten de juiste formules van de verbindingen die betrokken zijn bij het chemische proces bekend zijn.

Stoichiometrische berekeningen zijn gebaseerd op de toepassing van een reeks wetten, waaronder de volgende: de massabehoudswet; de wet van gedefinieerde verhoudingen of constante samenstelling; En ten slotte, de wet van meerdere verhoudingen.

De wet van behoud van de massa stelt dat in een chemische reactie de som van de massa's van de reagerende stoffen gelijk is aan de som van de massa's van de producten. In een chemische reactie blijft de totale massa constant.

De wet van gedefinieerde verhoudingen of constante samenstelling geeft aan dat u anders vertoont van elke pure verbinding, dezelfde elementen in dezelfde massa -verhoudingen hebben. Zuiver water is bijvoorbeeld hetzelfde, ongeacht de bron, of welk continent (of planeet) komt.

En de derde wet, die van meerdere verhoudingen, geeft aan dat wanneer twee elementen A en B meer dan één verbinding vormen, het aandeel van de massa van element B dat wordt gecombineerd met een gegeven massa element A, in elk van de verbindingen, kan worden uitgedrukt in termen van kleine hele getallen. Dat wil zeggen, voor een_NB_M N En M Het zijn hele getallen.

Wat zijn stoichiometrische berekeningen en hun fasen?

Het zijn berekeningen die zijn ontworpen om de verschillende vragen op te lossen die kunnen optreden wanneer een chemische reactie wordt bestudeerd. Hiervoor moet kennis van de chemische processen en wetten die hen besturen bezitten.

Met het gebruik van stoichiometrische berekening, bijvoorbeeld uit de massa van een reagerende stof, kan de onbekende massa van een ander reagens worden verkregen. U kunt ook de percentage samenstelling van de chemische elementen in een verbinding weten en daaruit de empirische formule van de compound verkrijgen.

Bijgevolg maakt de kennis van de empirische of minimale formule van een verbinding de oprichting van de moleculaire formule mogelijk.

Bovendien maakt de stoichiometrische berekening het mogelijk om in een chemische reactie te weten wat het beperkende reagens is, of als er een overtollig reagens is, evenals de massa hiervan.

Fasen

De fasen zijn afhankelijk van het type probleem dat op de hoogte wordt gebracht, evenals de complexiteit van het probleem.

Twee veel voorkomende situaties zijn:

• Twee elementen reageren om een ​​verbinding te veroorzaken en alleen de massa van een van de reagerende elementen is bekend.
• Het is gewenst om de onbekende massa van het tweede element te kennen, evenals de massa van de verbinding als gevolg van de reactie.

Over het algemeen moet in de resolutie van deze oefeningen de volgende volgorde van fasen worden gevolgd:

• Stel de chemische reactievergelijking vast.
• Breng de vergelijking in evenwicht.
• De derde fase is, door de atoomgewichten van de stoichiometrische elementen en coëfficiënten te gebruiken, het verkrijgen van het aandeel van de massa's van de reagerende elementen.
• Vervolgens, door de wet van de gedefinieerde verhoudingen te gebruiken, zodra de massa van een reagerend element bekend is en het aandeel waarmee het reageert met het tweede element, om de massa van het tweede element te kennen.
• En de vijfde en laatste fase, als de massa's van de reagerende elementen bekend zijn, stelt de som de massa van de in de reactie geproduceerde verbinding te berekenen. In dit geval wordt deze informatie verkregen op basis van de massa -behoudswet.

Het kan u van dienst zijn: alfa-zotoglutarate: eigenschappen, functies en toepassingen

Opgeloste oefeningen

-Oefening 1

Wat is het overtollige reagens wanneer 15 g Mg met 15 g S wordt gereageerd om MGS te vormen? En hoeveel gram mgs zal optreden in de reactie?

Gegevens:

-Mg en s = 15 g massa

-Atoomgewicht van mg = 24,3 g/mol.

-Atomisch gewicht van S = 32,06 g/mol.

Stap 1: Reactievergelijking

Mg +s => mgs (het is al in balans)

Stap 2: Stel van het aandeel waarin de Mg en de S worden gecombineerd om de MGS te produceren

Om te vereenvoudigen kunt u het atoomgewicht van de mg afsluiten bij 24 g/mol en het atoomgewicht van S bij 32 g/mol. Dan is het aandeel waarin de S en de MG worden gecombineerd 32:24, waardoor de 2 termen door 8 worden gedeeld, wordt het aandeel verlaagd tot 4: 3.

In wederzijds is het aandeel waarin de mg wordt gecombineerd met de S gelijk aan 3: 4 (mg/s)

Stap 3: Discussie en berekening van het overtollige reagens en de massa ervan

De massa van Mg en S is 15 g voor beide, maar het aandeel waarin de Mg en de S reageren is 3: 4 en nr. 1: 1. Vervolgens kan worden afgeleid dat het overtollige reagens de MG is, omdat het in mindere verhouding is met betrekking tot de S.

Deze conclusie kan op de test worden getroffen door de massa MG te berekenen die reageert met 15 g S.

g van mg = 15 g van S x (3 g mg)/mol)/(4 g s/mol)

11,25 g Mg

Superant mg ​​massa = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Stap 4: MGS -massa gevormd in de reactie op basis van de wet van massabehoud

Mgs massa = mg massa + massa van s

11.25 g + 15 g.

26, 25 g

Een oefening voor didactische doeleinden kan als volgt worden gedaan:

Bereken de gram van S die reageren met 15 g mg, met behulp van in dit geval een deel van 4: 3.

g van S = 15 g mg x (4 g s/mol)/(3 g mg/mol)

20 g

Als de situatie in dit geval zou worden gepresenteerd, was te zien dat de 15 g van S niet volledig zou kunnen reageren met de 15 g Mg, waarbij 5 g ontbrak. Dit bevestigt dat het overtollige reagens de MG is en de S het beperkende reagens is bij de vorming van MGS, wanneer beide reactieve elementen dezelfde massa hebben.

Kan u bedienen: magnesiumfluoride: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

-Oefening 2

Bereken de massa natriumchloride (NaCl) en onzuiverheden in 52 g NaCl met een zuiverheidspercentage van 97,5%.

Gegevens:

-Voorbeeldmassa: 52 g NaCl

-Percentage van zuiverheid = 97,5%.

Stap 1: Berekening van de pure massa van NaCl

NaCl -massa = 52 g x 97,5%/100%

50,7 g

Stap 2: Berekening van de massa onzuiverheden

% onzuiverheden = 100% - 97,5%

2,5%

Massa van onzuiverheden = 52 g x 2,5%/100%

1.3 g

Daarom zijn van de 52 g zout 50,7 g pure NaCl -kristallen en 1,3 g onzuiverheden (zoals andere ionen of organische stof).

-Oefening 3

Welke zuurstofmassa (O) bevindt zich in 40 g salpeterzuur (HNO₃), wetende dat het molecuulgewicht 63 g/mol is en het atoomgewicht van de O is 16 g/mol?

Gegevens:

-Hno massa₃ = 40 g

-Atoomgewicht van o = 16 g/mol.

-Molecuulgewicht van de HNO₃

Stap 1: Bereken het aantal mol hno₃ aanwezig in een massa van 40 g zuur

Mol hno₃ = 40 g hno₃ x 1 mol HNO₃/63 g hno₃

0,635 mol

Stap 2: Bereken het aantal mol of aanwezig of aanwezig

De HNO -formule₃ Geeft aan dat er 3 mol of voor elke mol HNO zijn_3.

Mol o = 0,635 mol hno₃ X 3 mol O/mol HNO₃

1,905 mol O

Stap 3: Berekening van de massa of aanwezig in 40 g HNO₃

G van o = 1.905 mol O x 16 g o/mol O o

30.48 g

Dat wil zeggen die van de 40 g van HNO₃, 30.48G zijn uitsluitend te wijten aan het gewicht van mol zuurstofatomen. Dit grote deel van de zuurstof is typerend voor oxoanions of hun tertiaire zouten (nano₃, Bijvoorbeeld).

-Oefening 4

Hoeveel gram kaliumchloride (KCL) wordt geproduceerd door 20 g kaliumchloraat te ontleden (KCLO₃))?, Wetende dat het molecuulgewicht van de KCL 74,6 g/mol is en het molecuulgewicht van de KCLO₃ is 122,6 g/mol

Gegevens:

-KCLO Mass₃ = 20 g

-Molecuulgewicht van KCl = 74,6 g/mol

-KCLO -molecuulgewicht₃ = 122,6 g/mol

Stap 1: Reactievergelijking

2kclo₃ => 2kcl + 3o₂

Stap 2: KCLO -massaberekening₃

G van KCLO₃ = 2 mol x 122,6 g/mol

245.2 g

Stap 3: KCL Mass Berekening

G van KCl = 2 mol x 74,6 g/mol

149.2 g

Stap 4: Berekening van de KCL -massa geproduceerd door ontleding

245 g KCLO₃ Ze worden geproduceerd door ontleding 149, 2 g KCL. Dit aandeel (stoichiometrische coëfficiënt) kan dus worden gebruikt om de KCL -massa te vinden die optreedt vanaf 20 g KCLO₃:

G van KCl = 20 g KCLO₃ x 149 g KCL / 245.2 g KCLO₃

12,17 g

Merk op hoe de massatrelatie van de O₂ In de KCLO₃. Van de 20 g KCLO₃, Iets minder dan de helft is te wijten aan zuurstof dat deel uitmaakt van Oxoanion Chlorate.

-Oefening 5

Zoek de percentage samenstelling van de volgende stoffen: a) DOPA, C₉H_elfNEE₄ en b) ijdelillina, c₈H₈OF₃.

Kan u dienen: dimethylanyline: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

a) dopa

Stap 1: Zoek het molecuulgewicht van DPA C₉H_elfNEE₄

Hiervoor wordt het atoomgewicht van de elementen die aanwezig zijn in de samenstelling van mol worden weergegeven door hun subscripties aanvankelijk vermenigvuldigd. Om het molecuulgewicht te vinden, worden de gram bijgedragen door de verschillende elementen toegevoegd.

Koolstof (C): 12 g/mol x 9 mol = 108 g

Waterstof (h): 1 g/mol x 11 mol = 11 g

Stikstof (n): 14 g/mol x 1 mol = 14 g

Zuurstof (O): 16 g/mol x 4 mol = 64 g

Molecuulgewicht van DOP = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

Stap 2: Zoek de percentage samenstelling van de elementen die aanwezig zijn in de DOPA

Om dit te doen, wordt het molecuulgewicht (197 g) genomen als 100%.

% van C = 108 g/197 g x 100%

54,82%

% h = 11 g/197 g x 100%

5,6 %

% van n = 14 g/197 g x 100%

7,10%

% o = 64 g/197 g

32,48%

b) ijdel

Deel 1: Berekening van het molecuulgewicht van vanilline C₈H₈OF₃

Om dit te doen, wordt het atoomgewicht van elk element vermenigvuldigd met het aantal aanwezige mol

C: 12 g/mol x 8 mol = 96 g

H: 1 g/mol x 8 mol = 8 g

O: 16 g/mol x 3 mol = 48 g

Molecuulgewicht = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Deel 2: Zoek het % van de verschillende elementen die aanwezig zijn in Vainillina

Er wordt aangenomen dat het molecuulgewicht (152 g/mol) 100% vertegenwoordigt.

% C = 96 g /152 g x 100%

63,15%

% h = 8 g / 152 g x 100%

5,26%

% o = 48 g/152 g x 100%

31, 58 %

-Oefening 6

De massaspercentagesamenstelling van een alcohol is als volgt: koolstof (C) 60%, waterstof (H) 13% en zuurstof (O) 27%.  Verkrijg uw minimale formule of empirische formule.

Gegevens:

Atoomgewichten: C 12 g/mol, H 1G/mol en zuurstof 16 g/mol.

Stap 1: Berekening van het aantal mol van de elementen die aanwezig zijn in alcohol

Er wordt aangenomen dat de massa alcohol 100 g is. Bijgevolg is de massa van de C 60 g, de massa van H is 13 g en de zuurstofmassa is 27 g.

Berekening van het aantal mol:

Aantal mol = massa van het elementelement/gewicht

mol C = 60 g/(12 g/mol)

5 mol

mol h = 13 g/(1 g/mol)

13 mol

mol o = 27 g/(16 g/mol)

1.69 mol

Stap 2: het verkrijgen van de minimale of empirische formule

Om dit te doen, wordt het aandeel van het gehele getal tussen het aantal mollen gevonden. Dit dient om het aantal atomen van de elementen in de minimale formule te verkrijgen. Hiertoe worden de mol van de verschillende elementen verdeeld tussen het aantal mol van het element in een lagere verhouding.

C = 5 mol/1.69 mol

C = 2,96

H = 13 mol/1.69 mol

H = 7,69

O = 1,69 mol/1.69 mol

O = 1

Rond deze cijfers af, de minimale formule is: C₃H₈OF. Deze formule komt overeen met die van propanol, ch₃Ch₂Ch₂Oh. Deze formule is echter ook de samengestelde CH₃Ch₂Och₃, Ethylmethylether.