İçlerinde stokiyometrik hesaplamalar, oluştukları aşamalar, çözülen egzersizler

stokiyometrik hesaplamalar kimyasal reaksiyona giren elementlerin veya bileşiklerin kütle ilişkileri temelinde yapılanlar.

Onları gerçekleştirmenin ilk adımı, ilgilenilen kimyasal reaksiyonu dengelemek. Ayrıca, kimyasal proseste yer alan bileşiklerin doğru formüllerinin bilinmesi gerekir..

Stokiyometrik hesaplamalar, aralarında aşağıdakiler bulunan bir dizi kanunun uygulanmasına dayanmaktadır: Kütlenin korunumu yasası; belirli oranlarda veya sabit Kompozisyon yasası; ve son olarak, çoklu oranlar yasası.

Kütlenin korunumu yasası, kimyasal bir tepkimede, tepkenlerin kütlelerinin toplamının, ürünlerin kütlelerinin toplamına eşit olduğunu gösterir. Kimyasal bir reaksiyonda toplam kütle sabit kalır.

Belirli oranlar veya sabit kompozisyon yasası, herhangi bir saf bileşiğin farklı numunelerinin aynı kütle oranlarında aynı elementlere sahip olduğunu belirtir. Örneğin, saf su kaynağı ne olursa olsun veya hangi kıtadan (veya gezegenden) geliyorsa aynıdır.

Ve üçüncü yasa, çoklu oranların, iki A ve B elementinin birden fazla bileşik oluşturduğunda, bileşiklerin her birinde, belirli bir A elementi kütlesi ile birleşen B elementinin kütlesinin oranının , küçük tam sayılarla ifade edilebilir. Yani, A_nB_m n ve m onlar tam sayılardır.

indeks

• 1 Stokiyometrik hesaplamalar ve aşamaları nelerdir??
  • 1.1 Aşamaları
• 2 Çözülen Egzersizler
  • 2.1-Egzersiz 1
  • 2.2-Egzersiz 2
  • 2.3-Egzersiz 3
  • 2.4-Egzersiz 4
  • 2.5 - Egzersiz 5
  • 2.6-Egzersiz 6
• 3 Kaynakça

Stokiyometrik hesaplamalar nelerdir ve aşamaları?

Kimyasal bir reaksiyon incelendiğinde ortaya çıkabilecek farklı soruları çözmek için tasarlanmış hesaplardır. Bunun için kimyasal işlemler ve onları yöneten yasalar hakkında bilgi sahibi olmalısınız.

Stokiyometrik hesaplamanın kullanılmasıyla, örneğin bir tepkenin kütlesinden, bir başka tepkenin bilinmeyen kütlesi elde edilebilir. Ayrıca, bir bileşikte bulunan kimyasal elementlerin yüzde kompozisyonunu da biliyor ve ondan bileşiğin ampirik formülünü elde edebilirsiniz..

Sonuç olarak, bir bileşiğin ampirik veya minimum formülünü bilmek, moleküler formülünün oluşturulmasına izin verir..

Ek olarak, stokiyometrik hesaplama, sınırlayıcı reaktif olan kimyasal bir reaksiyonda veya artı reaktif olup olmadığını ve bunun kütlesinin bilinmesini sağlar..

aşamaları

Aşamalar, ortaya konan sorunun türüne ve karmaşıklığına bağlı olarak değişecektir..

İki yaygın durum:

-Bir bileşiği oluşturmak ve reaktiflerden birinin kütlesini bilmek için iki elementi reaksiyona sokun.

-İkinci elementin bilinmeyen kütlesinin yanı sıra reaksiyondan sonuçlanan bileşiğin kütlesini bilmek istenir.

Genel olarak, bu alıştırmaların çözümünde aşağıdaki aşamaların sırası takip edilmelidir:

-Kimyasal reaksiyon denklemini ayarlayın.

-Denklemi dengelemek.

-Üçüncü aşama, elementlerin atomik ağırlıkları ve stokiyometrik katsayıları kullanarak, reaktiflerin kütlelerinin oranını elde etmektir..

-Daha sonra, tanımlanan oranlar yasasını kullanarak, bir tepken elemanın kütlesi ve ikinci eleman ile tepkimeye girdiği oran bilindiğinde, ikinci elemanın kütlesini bilin.

-Ve beşinci ve son aşama, eğer reaktan elementlerin kütlelerini bilirsek, toplamları reaksiyonda üretilen bileşiğin kütlesini hesaplamamıza izin verir. Bu durumda, bu bilgi kütlenin korunumu yasasına dayanarak elde edilir..

Çözülmüş egzersizler

-Egzersiz 1

MgS oluşturmak için 15 g Mg 15 g S ile reaksiyona girdiğinde kalan reaktif nedir? Ve reaksiyonda kaç gram MgS üretileceği?

veriler:

-Mg kütlesi ve S = 15 g

-Mg atom ağırlığı = 24.3 g / mol.

-S = 32.06 g / mol atom ağırlığı.

Adım 1: reaksiyon denklemi

Mg + S => MgS (zaten dengeli)

2. Adım: Mg ve S'nin MgS üretmek için birleştiği oranın belirlenmesi

Basit olması için, Mg'nin atom ağırlığı 24 g / mol'e ve S ila 32 g / mol'ün atom ağırlığı yuvarlanabilir. Daha sonra, S ve Mg'nin birleştirildiği oran, 2 terimi 8'e bölen 32:24 olur, oran 4: 3'e düşürülür..

Karşılıklı formda, Mg'nin S ile birleştirildiği oran 3: 4'e (Mg / S) eşittir.

Adım 3: Kalan reaktif ve kütlesinin tartışılması ve hesaplanması

Mg ve S kütlesi her ikisi için de 15 g'dır, ancak Mg ve S'nin reaksiyona girme oranı 3: 4'tür ve 1: 1'dir. Sonra, kalan reaktifin Mg olduğu düşünülebilir, çünkü S'ye göre daha küçük bir orandadır..

Bu sonuç, 15 g S ile reaksiyona giren Mg kütlesi hesaplanarak test edilebilir..

g Mg = 15 g S x (3 g Mg) / mol) / (4 g S / mol)

11.25 g Mg

Mg fazla kütlesi = 15 g - 11.25 g

3.75 g.

Adım 4: Kütlenin korunumu yasasına dayanarak reaksiyonda oluşan MgS kütlesi

MgS kütlesi = Mg + S kütlesi

11.25 g + 15 g.

26, 25 g

Didaktik amaçlı bir egzersiz şu şekilde yapılabilir:

Bu durumda 4: 3 oranını kullanarak 15 g Mg ile reaksiyona giren S gramını hesaplayın..

S = 15 g Mg x (4 g S / mol) / (3 g Mg / mol)

20 g

Bu durumda durum ortaya çıkarsa, 15 g S'nin 5 g eksik olan 15 g Mg ile tam olarak reaksiyona giremediği görülebilir. Bu, kalan reaktifin Mg olduğunu ve S'nin her iki reaktif elementin aynı kütleye sahip olması durumunda, MgS oluşumunda sınırlayıcı reaktif olduğunu onaylar..

-Egzersiz 2

% 97.5 saflık yüzdesiyle 52 g NaCl içindeki sodyum klorür (NaCl) ve safsızlık kütlesini hesaplayın.

veriler:

-Numunenin kütlesi: 52 g NaCl

-Saflık yüzdesi = 97.5%.

Adım 1: Saf NaCl kütlesinin hesaplanması

NaCl kütlesi = 52 g x% 97.5 /% 100

50,7 g

Adım 2: Safsızlık kütlesinin hesaplanması

kirliliklerin yüzdesi =% 100 -% 97,5

% 2.5

Safsızlık kütlesi = 52 g x% 2.5 /% 100

1,3 g

Bu nedenle, 52 g tuzdan, 50.7 g NaCl saf kristalleri ve 1.3 g safsızlıktır (diğer iyonlar veya organik madde gibi).

-Egzersiz 3

Hangi oksijen kütlesi (O) 40 gr nitrik asit (HNO) içinde₃) moleküler ağırlığının 63 g / mol ve O'nun atom ağırlığının 16 g / mol olduğunu bilmek?

veriler:

-HNO kütlesi₃ = 40 g

-O = 16 g / mol atom ağırlığı.

-HNO'nun moleküler ağırlığı₃

Adım 1: HNO'nun mol sayısını hesaplayın₃ 40 g asit kütlede mevcut

HNO'nun Molleri₃ = 40 g HNO₃ x 1 mol HNO₃/ 63 g HNO₃

0.635 mol

Adım 2: Mevcut O mol sayısını hesaplayın

HNO'nun formülü₃ HNO'nun her molü için 3 mol O olduğunu belirtir._3.

O = 0,635 mol HNO molü₃ X3 mol O / mol HNO₃

1.905 mol O

Adım 3: 40 g HNO'da mevcut O kütlesini hesaplayın₃

g = 0 = 1.905 mol O x 16 g O / mol O

30,48 g

Yani, 40 gr HNO’nun₃, 30.48 g, yalnızca oksijen atomlarının mol ağırlığına bağlıdır. Oksijenin bu büyük kısmı, oksoanyonların veya üçüncül tuzlarının tipik bir örneğidir (NaNO).₃, örneğin).

-Egzersiz 4

20 g potasyum kloratın (KClO) ayrışması ile kaç gram potasyum klorür (KCl) üretilir?₃), KCl'nin moleküler ağırlığının 74.6 g / mol ve KClO'nun moleküler ağırlığının bilinmesi₃ 122.6 g / mol

veriler:

-KClO kütlesi₃ = 20 g

-KCl'nin moleküler ağırlığı = 74.6 g / mol

-KClO'nun moleküler ağırlığı₃ = 122.6 g / mol

Adım 1: reaksiyon denklemi

2KClO₃ => 2KCl + 3O₂

Adım 2: KClO kütlesinin hesaplanması₃

KClO₃ = 2 mol x 122.6 g / mol

245.2 g

Adım 3: KCl kütlesini hesaplayın

KCI = 2 mol x 74.6 g / mol

149.2 g

Adım 4: Ayrıştırma ile üretilen KCl kütlesinin hesaplanması

245 g KClO₃ Ayrışma yoluyla 149.2 g KCI üretilir. Daha sonra, bu oran (stokiyometrik katsayısı), 20 g KClO'dan üretilen KCl kütlesini bulmak için kullanılabilir.₃:

KCl = 20 gr KClO₃ x 149 g KCl / 245.2 g KClO₃

12.17 g

O'nun kütle oranı nasıl olduğuna dikkat edin₂ KClO içinde₃. 20g KClO'dan₃, yarısından biraz daha az, oksoanyon kloratın bir parçası olan oksijenden kaynaklanır.

-Alıştırma 5

Aşağıdaki maddelerin yüzde bileşimini bulun: a) dopa, C₉'H₁₁HAYIR₄ ve b) Vainillina, C₈'H₈Ey₃.

a) Dopa

Adım 1: Dopa C'nin moleküler ağırlığını bulun₉'H₁₁HAYIR₄

Bunu yapmak için, bileşikte bulunan elementlerin atom ağırlığı, başlangıçta kendi aboneleri tarafından temsil edilen mol sayısı ile çarpılır. Moleküler ağırlığı bulmak için, farklı elementler tarafından sağlanan gramları ekleyin..

Karbon (C): 12 gr / mol x 9 mol = 108 gr

Hidrojen (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g

Azot (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g

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

Dopa'nın moleküler ağırlığı = (108 g + 11 g + 14 g + 64 g)

197 g

Adım 2: Dopada bulunan elementlerin yüzde kompozisyonunu bulun

Bunun için moleküler ağırlığı (197 g)% 100 olarak alınmıştır..

% C = 108 g / 197 g x% 100

54.82%

H =% 11 g / 197 g x% 100

% 5.6

% N = 14 g / 197 g x% 100

% 7.10

O% 64 = 197 g

% 32.48

b) Vanilin

Bölüm 1: vanilin C'nin moleküler ağırlığının hesaplanması₈'H₈Ey₃

Bunu yapmak için, her bir elementin atom ağırlığı, mevcut elementlerin sayısı ile çarpılarak farklı elementlerin katkısını toplar.

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

Moleküler ağırlık = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

2. Bölüm: Vanilin'de bulunan farklı elementlerin yüzdesini bulun

Moleküler ağırlığının (152 g / mol)% 100'ü temsil ettiği varsayılmaktadır..

% 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

-Alıştırma 6

Bir alkolün kütle yüzdesi bileşimi aşağıdaki gibidir: karbon (C)% 60, hidrojen (H)% 13 ve oksijen (O)% 27. Asgari formülünüzü veya ampirik formülünüzü alın.

veriler:

Atom ağırlıkları: C 12 g / mol, H 1 g / mol ve oksijen 16 g / mol.

Adım 1: Alkolde bulunan elementlerin mol sayısının hesaplanması

Alkol kütlesinin 100 g olduğu varsayılmaktadır. Sonuç olarak, C kütlesi 60 g, H kütlesi 13 g ve oksijen kütlesi 27 g'dır..

Mol sayısının hesaplanması:

Mol sayısı = elementin kütlesi / elementin atom ağırlığı

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

5 mol

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

13 mol

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

1.69 mol

2. Adım: Asgari veya ampirik formülü alın

Bunu yapmak için, mol sayıları arasındaki tamsayıların oranını buluruz. Bu, minimum formül içindeki elementlerin atomlarının sayısını elde etmeye yarar. Bu amaçla, farklı elemanların molleri, daha küçük bir oranda elemanın mol sayısına bölünür..

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

Bu rakamları yuvarlamak için minimum formül: C₃'H₈O. Bu formül, propanol, CH'ye karşılık gelir.₃CH₂CH₂OH. Bununla birlikte, bu formül aynı zamanda CH bileşiğininkidir.₃CH₂OCH₃, etil metil eter.

referanslar

1. Dominguez Arias M. J. (s.f.). Kimyasal reaksiyonlarda hesaplamalar. Kurtarıldı: uv.es
2. Kimyasal Formüller ve Denklemlerle Hesaplamalar. [PDF]. Alındığı kaynak: 2.chemistry.msu.edu
3. SparkNotes. (2018). Stokiyometrik Hesaplama. Alınan kaynak: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (N.D.). Stokiyometri Modülü: Genel Stokiyometri. Aldığı kaynak: chem.wisc.edu
5. Flores, J. Química (2002) Editör Santillana.
6. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme.