Dela med sig:
Stoichiometric beräkningar i vad de består, etapper, lösningar lösas
den stökiometriska beräkningar är de som är gjorda på grundval av massrelationerna mellan de element eller föreningar som är inblandade i en kemisk reaktion.
Det första steget att realisera dem är att balansera den kemiska reaktionen av intresse. Även de korrekta formlerna av föreningarna som är involverade i den kemiska processen måste vara kända.
De stökiometriska beräkningarna är baserade på tillämpningen av en uppsättning lagar, bland annat följande: Massens bevarandeslag lagen om bestämda proportioner eller konstant sammansättning; och slutligen lagen av flera proportioner.
Massens bevarandeslag indikerar att i en kemisk reaktion är summan av massorna av reaktanterna lika med summan av massorna av produkterna. I en kemisk reaktion förblir den totala massan konstant.
Lagen om bestämda proportioner eller konstant komposition säger att olika prover av någon ren förening har samma element i samma massproportioner. Till exempel är rent vatten detsamma oavsett vilket dess källa, eller vilken kontinent (eller planet) den kommer ifrån.
Och den tredje lagen, den med flera proportioner, indikerar att när två element A och B bildar mer än en förening, motsvarar andelen av massan av element B som kombinerar med en given massa av element A i var och en av föreningarna , kan uttryckas i form av små heltal. Det är för AnBm n och m de är heltal.
index
- 1 Vad är de stökiometriska beräkningarna och deras steg??
- 1.1 steg
- 2 övningar löst
- 2.1 -Exercise 1
- 2.2 -Exercise 2
- 2.3 -Exercise 3
- 2.4 -Exercise 4
- 2,5 - övning 5
- 2.6 -Exercise 6
- 3 referenser
Vad är de stökiometriska beräkningarna och deras steg?
De är beräkningar för att lösa de olika frågorna som kan uppstå när en kemisk reaktion studeras. För detta måste du ha kännedom om kemiska processer och de lagar som styr dem.
Med användning av den stökiometriska beräkningen kan man exempelvis erhålla från massan av en reaktant, den okända massan av en annan reaktant. Du kan också veta procentuella sammansättningen av de kemiska element som finns i en förening och från den, erhålla den empiriska formeln av föreningen.
Således medger kunskap om den empiriska eller minsta formeln för en förening upprättandet av dess molekylformel.
Dessutom tillåter den stökiometriska beräkningen att känna till i en kemisk reaktion som är det begränsande reagenset, eller om det finns ett överskott av reagens, liksom massan av denna.
stadier
Stegen kommer att bero på vilken typ av problem som uppstår, liksom dess komplexitet.
Två vanliga situationer är:
-Reagera två element för att härleda en förening och känna bara massan av en av reaktanterna.
-Det är önskvärt att känna den okända massan av det andra elementet, såväl som massan av föreningen som erhålles från reaktionen.
I allmänhet måste följande steglösning följas i upplösningen av dessa övningar:
-Ställ in den kemiska reaktionsekvationen.
-Balansera ekvationen.
-Det tredje steget är att, genom att använda elementets atomvikter och de stökiometriska koefficienterna, för att erhålla andel av massorna av reaktanterna.
-Sedan, genom att man använder lagen av de definierade proportionerna, när massan av ett reaktantelement och den andel med vilken det reagerar med det andra elementet är känt, känner man massan av det andra elementet.
-Och det femte och sista steget, om vi känner massorna av reaktantelementen, tillåter deras summa oss att beräkna massan av den förening som produceras i reaktionen. I det här fallet erhålls denna information utifrån lagen om bevarande av massan.
Lösta övningar
-Övning 1
Vad är det återstående reagenset när 15 g Mg omsätts med 15 g S för att bilda MgS? Och hur många gram MgS kommer att produceras i reaktionen?
data:
-Mg massa och S = 15 g
-Mg atomvikt = 24,3 g / mol.
-Atomvikten S = 32,06 g / mol.
Steg 1: reaktionsekvation
Mg + S => MgS (redan balanserad)
Steg 2: Fastställa förhållandet där Mg och S kombinerar för att producera MgS
För enkelhet kan atomvikt Mg avrundas till 24 g / mol och atomvikt S till 32 g / mol. Därefter är andelen i vilken S och Mg kombineras 32:24, dividande de 2 termerna med 8, andelen reduceras till 4: 3.
I ömsesidig form är andelen i vilken Mg kombineras med S lika med 3: 4 (Mg / S)
Steg 3: Diskussion och beräkning av resterande reagens och dess massa
Massan av Mg och S är 15 g för båda, men andelen i vilken Mg och S reagerar är 3: 4 och inte 1: 1. Därefter kan man härleda att resterande reagens är Mg, eftersom det ligger i en mindre andel med avseende på S.
Denna slutsats kan testas genom att beräkna massan av Mg som reagerar med 15 g S.
g Mg = 15 g Sx (3 g Mg) / mol) / (4 g S / mol)
11,25 g Mg
Mg överskottsmassa = 15 g - 11,25 g
3,75 g.
Steg 4: Massa av MgS som bildas i reaktionen baserat på massens bevarande lag
Massa av MgS = massa av Mg + massa av S
11,25 g + 15 g.
26, 25 g
En övning med didaktiska syften kan göras på följande sätt:
Beräkna gram S som reagerar med 15 g Mg, varvid i detta fall användes ett förhållande av 4: 3.
g S = 15 g Mg x (4 g S / mol) / (3 g Mg / mol)
20 g
Om situationen presenterades i detta fall kunde man se att 15 g av S inte skulle nå för att reagera fullständigt med 15 g Mg, saknar 5 g. Detta bekräftar att det kvarvarande reagenset är Mg och S är det begränsande reagenset vid bildandet av MgS, när båda reaktiva elementen har samma massa.
-Övning 2
Beräkna massan av natriumklorid (NaCl) och föroreningar i 52 g NaCl med en renhetsgrad av 97,5%.
data:
-Provets massa: 52 g NaCl
-Renhetsgrad = 97,5%.
Steg 1: Beräkning av den rena massan av NaCl
NaCl-massa = 52 g x 97,5% / 100%
50,7 g
Steg 2: beräkning av föroreningarna
% orenheter = 100% - 97,5%
2,5%
Mängden föroreningar = 52 g x 2,5% / 100%
1,3 g
Därför är 50,7 g av de 52 g salta rena kristaller av NaCl och 1,3 g orenheter (såsom andra joner eller organiska ämnen).
-Övning 3
Vilken mängd syre (O) finns i 40 g salpetersyra (HNO3), med vetande att dess molekylvikt är 63 g / mol och atomvikten av O är 16 g / mol?
data:
-HNO-massa3 = 40 g
-Atomvikten O = 16 g / mol.
-Molekylvikten av HNO3
Steg 1: Beräkna antalet mol HNO3 närvarande i en massa av 40 g syra
Mol HNO3 = 40 g HNO3 x 1 mol HNO3/ 63 g HNO3
0,635 mol
Steg 2: Beräkna antalet mol O närvarande
Formeln för HNO3 indikerar att det finns 3 mol O för varje mol HNO3.
Moles O = 0,635 mol HNO3 X 3 mol O / mol HNO3
1,905 mol O
Steg 3: Beräkna massan av O närvarande i 40 g HNO3
g av O = 1,905 mol O x 16 g O / mol O
30,48 g
Det vill säga den av 40g HNO3, 30,48 g beror uteslutande på vikten av molen syreatomer. Denna stora andel syre är typisk för oxoanjoner eller deras tertiära salter (NaNO3, till exempel).
-Övning 4
Hur många gram kaliumklorid (KCl) produceras genom sönderdelning av 20 g kaliumklorat (KClO)?3) med vetskap att molekylvikten för KCl är 74,6 g / mol och molekylvikten för KClO3 det är 122,6 g / mol
data:
-Massa av KClO3 = 20 g
-Molekylvikt av KCl = 74,6 g / mol
-Molekylvikt av KClO3 = 122,6 g / mol
Steg 1: reaktionsekvation
2KClO3 => 2KCl + 3O2
Steg 2: Beräkning av KClO-massa3
g KClO3 = 2 mol x 122,6 g / mol
245,2 g
Steg 3: Beräkna massan av KCl
g KCl = 2 mol x 74,6 g / mol
149,2 g
Steg 4: beräkning av massan av KCl som produceras genom sönderdelning
245 g KClO3 149,2 g KCl produceras genom sönderdelning. Därefter kan detta förhållande (stökiometrisk koefficient) användas för att hitta massan av KCl som produceras från 20 g KClO3:
g KCl = 20 g KClO3 x 149 g KCl / 245,2 g KClO3
12,17 g
Lägg märke till hur är massans viktförhållande2 inuti KClO3. Av 20 g KClO3, något mindre än hälften beror på syre som ingår i oxoanionkloratet.
-Övning 5
Hitta procentuell sammansättning av följande ämnen: a) dopa, C9H11NEJ4 och b) Vainillina, C8H8O3.
a) Dopa
Steg 1: Hitta molekylvikten för dopa C9H11NEJ4
För att göra detta multipliceras initialvärdet av elementen närvarande i föreningen initialt med antalet mol representerade av deras abonnenter. För att hitta molekylvikten, lägg till gramet som tillhandahålls av de olika elementen.
Kol (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g
Vätgas (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g
Kväve (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g
Syre (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g
Molekylvikt av dopa = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)
197 g
Steg 2: Hitta procentuell sammansättning av de element som finns i dopa
För detta tas dess molekylvikt (197 g) som 100%.
% C = 108 g / 197g x 100%
54,82%
% av H = 11 g / 197g x 100%
5,6%
% av N = 14 g / 197 g x 100%
7,10%
% av O = 64 g / 197 g
32,48%
b) Vanillin
Del 1: Beräkning av molekylvikten hos vanillin C8H8O3
För att göra detta multipliceras varje viktens atomvikt med antalet dess nuvarande molar och lägger till massan som bidrar med de olika elementen
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
Molekylvikt = 96 g + 8 g + 48 g
152 g
Del 2: Hitta% av de olika elementen som finns i vanillin
Det antas att dess molekylvikt (152 g / mol) representerar 100%.
% av C = 96 g / 152 g x 100%
63,15%
% H = 8 g / 152 g x 100%
5,26%
% av O = 48 g / 152 g x 100%
31, 58%
-Övning 6
Mängden procentandelskomposition av en alkohol är följande: kol (C) 60%, väte (H) 13% och syre (O) 27%. Få din minsta formel eller empiriska formel.
data:
Atomvikter: C 12 g / mol, H 1g / mol och syre 16 g / mol.
Steg 1: Beräkning av antalet mol av de ämnen som finns i alkohol
Det antas att massan av alkoholen är 100 g. Följaktligen är massan av C 60 g, massen av H är 13 g och syrgasmassan är 27 g.
Beräkning av antalet mol:
Antal molar = massa av elementets element / atomvikt
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
Steg 2: Hämta den minsta eller empiriska formeln
För att göra detta finner vi andelen heltal mellan antalet mol. Detta tjänar till att erhålla antalet atomer av elementen i minimumsformeln. För detta ändamål delas molerna av de olika elementen del av antalet mol av elementet i en mindre andel.
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
Runda dessa siffror, minsta formel är: C3H8O. Denna formel motsvarar den för propanol, CH3CH2CH2OH. Denna formel är emellertid också den för CH-föreningen3CH2OCH3, etylmetyleter.
referenser
- Dominguez Arias M. J. (s.f.). Beräkningar i kemiska reaktioner. Återställd från: uv.es
- Beräkningar med kemiska formler och ekvationer. [PDF]. Hämtad från: 2.chemistry.msu.edu
- SparkNotes. (2018). Stoichiometrisk beräkning. Hämtad från: sparknotes.com
- ChemPages Netorials. (N.D.). Stoichiometry Modul: Allmän stökiometri. Hämtad från: chem.wisc.edu
- Flores, J. Química (2002) Editorial Santillana.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.