Что такое стехиометрический расчет

Стехиометрические расчеты, в чем они состоят, решены этапы, упражнения

стехиометрические расчеты те, которые сделаны на основе массовых отношений элементов или соединений, которые участвуют в химической реакции.

Стехиометрические расчеты основаны на применении ряда законов, среди которых: закон сохранения массы; закон определенных пропорций или постоянной композиции; и, наконец, закон множественных пропорций.

Закон сохранения массы указывает на то, что в химической реакции сумма масс реагентов равна сумме масс продуктов. В химической реакции общая масса остается постоянной.

Закон определенных пропорций или постоянного состава гласит, что разные образцы любого чистого соединения имеют одинаковые элементы в одинаковых массовых пропорциях. Например, чистая вода одинакова независимо от ее источника или континента (или планеты)..

Каковы стехиометрические расчеты и их этапы?

Это расчеты, предназначенные для решения различных вопросов, которые могут возникнуть при изучении химической реакции. Для этого вы должны знать химические процессы и законы, которые их регулируют..

С помощью стехиометрического расчета можно получить, например, из массы реагента неизвестную массу другого реагента. Также можно узнать процентный состав химических элементов, присутствующих в соединении, и из него получить эмпирическую формулу соединения.

Следовательно, знание эмпирической или минимальной формулы соединения позволяет установить его молекулярную формулу.

Кроме того, стехиометрический расчет позволяет узнать в химической реакции, что является ограничивающим реагентом, или есть ли избыточный реагент, а также массу этого..

этапы

Этапы будут зависеть от типа поставленной проблемы, а также ее сложности.

Две общие ситуации:

-Реагируйте на два элемента, чтобы получить соединение и знать только массу одного из реагентов..

-Желательно знать неизвестную массу второго элемента, а также массу соединения, полученного в результате реакции..

Как правило, при выполнении этих упражнений должен соблюдаться следующий порядок этапов:

-Установить уравнение химической реакции.

-Третий этап, с использованием атомных весов элементов и стехиометрических коэффициентов, для получения доли масс реагентов.

-Затем, используя закон определенных пропорций, узнав массу элемента-реагента и пропорцию, с которой он реагирует со вторым элементом, узнают массу второго элемента..

-И пятая и последняя стадия, если мы знаем массы элементов-реагентов, их сумма позволяет нам рассчитать массу соединения, образующегося в реакции. В этом случае эта информация получается на основе закона сохранения массы.

Решенные упражнения

-Упражнение 1

Каков оставшийся реагент, когда 15 г Mg взаимодействует с 15 г S с образованием MgS? И сколько граммов MgS будет произведено в реакции?

-Масса Mg и S = ​​15 г

-Атомная масса Mg = 24,3 г / моль.

-Атомный вес S = 32,06 г / моль.

Шаг 1: уравнение реакции

Mg + S => MgS (уже сбалансирован)

Шаг 2: Установить соотношение, в котором Mg и S объединяются для производства MgS

Для простоты атомная масса Mg может быть округлена до 24 г / моль, а атомная масса S до 32 г / моль. Тогда пропорция, в которой S и Mg объединены, будет 32:24, деля 2 члена на 8, пропорция уменьшается до 4: 3..

Во взаимной форме пропорция, в которой Mg соединяется с S, равна 3: 4 (Mg / S).

Шаг 3: обсуждение и расчет оставшегося реагента и его массы

Масса Mg и S для обоих составляет 15 г, но доля, в которой реагируют Mg и S, составляет 3: 4, а не 1: 1. Затем можно сделать вывод, что оставшимся реагентом является Mg, поскольку он в меньшей пропорции по отношению к S.

Этот вывод можно проверить, рассчитав массу Mg, который реагирует с 15 г S..

г Mg = 15 г S x (3 г Mg) / моль) / (4 г S / моль)

Стадия 4: масса MgS, образовавшегося в реакции, основана на законе сохранения массы

Масса MgS = масса Mg + масса S

Упражнение с дидактическими целями можно выполнить следующим образом:

Рассчитайте граммы S, которые реагируют с 15 г Mg, используя в этом случае соотношение 4: 3..

г S = 15 г Mg x (4 г S / моль) / (3 г Mg / моль)

Если представить ситуацию в этом случае, можно увидеть, что 15 г S не дойдут до полной реакции с 15 г Mg, пропуская 5 г. Это подтверждает, что оставшийся реагент представляет собой Mg, а S является ограничивающим реагентом в образовании MgS, когда оба реакционноспособных элемента имеют одинаковую массу.

-Упражнение 2

Рассчитайте массу хлорида натрия (NaCl) и примесей в 52 г NaCl с процентной чистотой 97,5%..

-Масса образца: 52 г NaCl

-Процент чистоты = 97,5%.

Шаг 1: Расчет чистой массы NaCl

Масса NaCl = 52 г х 97,5% / 100%

Шаг 2: расчет массы примесей

Масса примесей = 52 г х 2,5% / 100%

Следовательно, из 52 г соли 50,7 г представляют собой чистые кристаллы NaCl и 1,3 г примесей (таких как другие ионы или органические вещества)..

-Упражнение 3

Какая масса кислорода (O) содержится в 40 г азотной кислоты (HNO₃), зная, что его молекулярная масса составляет 63 г / моль, а атомная масса О составляет 16 г / моль?

-Атомный вес О = 16 г / моль.

-Молекулярный вес HNO₃

Шаг 1: Рассчитайте количество молей HNO₃ присутствует в массе 40 г кислоты

Родинки ХНО₃ = 40 г HNO₃ х 1 моль HNO₃/ 63 г HNO₃

Шаг 2: Рассчитайте количество молей присутствующего О

Формула ХНО₃ указывает на то, что на каждый моль HNO приходится 3 моля O_3.

Кроты O = 0,635 моль HNO₃ X 3 моль O / моль HNO₃

Шаг 3: Рассчитайте массу O, присутствующего в 40 г HNO₃

г О = 1,905 моль О х 16 г О / моль О

То есть, из 40 г HNO₃, 30,48 г обусловлено исключительно весом молей атомов кислорода. Эта большая доля кислорода характерна для оксоанионов или их третичных солей (NaNO₃, например).

-Упражнение 4

Сколько граммов хлорида калия (KCl) образуется при разложении 20 г хлората калия (KClO)?₃), зная, что молекулярная масса KCl составляет 74,6 г / моль, а молекулярная масса KClO₃ это 122,6 г / моль

-Молекулярный вес KCl = 74,6 г / моль

-Молекулярный вес KClO₃ = 122,6 г / моль

Шаг 1: уравнение реакции

Шаг 2: Расчет массы KClO₃

г KClO₃ = 2 моль х 122,6 г / моль

Шаг 3: Рассчитайте массу KCl

г KCl = 2 моль х 74,6 г / моль

Шаг 4: расчет массы KCl, полученного в результате разложения

245 г KClO₃ 149,2 г KCl получают разложением. Затем это соотношение (стехиометрический коэффициент) можно использовать для определения массы KCl, получаемой из 20 г KClO.₃:

г KCl = 20 г KClO₃ х 149 г KCl / 245,2 г KClO₃

Обратите внимание, каково массовое соотношение О₂ внутри KClO₃. Из 20 г KClO₃, немного меньше половины происходит из-за кислорода, который является частью хлората оксоаниона.

-Упражнение 5

Найти процентный состав следующих веществ: а) допа, с₉H₁₁НЕТ₄ и б) Вайлин, С₈H₈О₃.

а) допа

Шаг 1: Найти молекулярную массу допа С₉H₁₁НЕТ₄

Для этого атомный вес элементов, присутствующих в соединении, сначала умножается на число молей, представленных их индексами. Чтобы определить молекулярную массу, добавьте граммы, предоставленные различными элементами..

Углерод (С): 12 г / моль х 9 моль = 108 г

Водород (H): 1 г / моль х 11 моль = 11 г

Азот (N): 14 г / моль х 1 моль = 14 г

Кислород (O): 16 г / моль х 4 моль = 64 г

Молекулярный вес допа = (108 г + 11 г + 14 г + 64 г)

Шаг 2: Найти процентный состав элементов, присутствующих в допе

Для этого его молекулярная масса (197 г) принимается за 100%..

% С = 108 г / 197 г х 100%

% Н = 11 г / 197 г х 100%

% N = 14 г / 197 г х 100%

б) ванилин

Часть 1: расчет молекулярной массы ванилина С₈H₈О₃

Для этого атомный вес каждого элемента умножается на количество его существующих молей, добавляя массу, вносимую различными элементами.

С: 12 г / моль х 8 моль = 96 г

H: 1 г / моль х 8 моль = 8 г

O: 16 г / моль х 3 моль = 48 г

Молекулярный вес = 96 г + 8 г + 48 г

Часть 2: Найти% различных элементов, присутствующих в ванилине

Предполагается, что его молекулярная масса (152 г / моль) составляет 100%..

% С = 96 г / 152 г х 100%

% Н = 8 г / 152 г х 100%

% О = 48 г / 152 г х 100%

-Упражнение 6

Массовый процентный состав спирта следующий: углерод (С) 60%, водород (Н) 13% и кислород (О) 27%. Получите минимальную формулу или эмпирическую формулу.

Атомный вес: C 12 г / моль, H 1 г / моль и кислород 16 г / моль.

Шаг 1: подсчет количества молей элементов, присутствующих в спирте

Предполагается, что масса спирта составляет 100 г. Следовательно, масса С составляет 60 г, масса Н составляет 13 г, а масса кислорода составляет 27 г..

Расчет количества родинок:

Количество молей = масса элемента / атомный вес элемента

моль C = 60 г / (12 г / моль)

моль Н = 13 г / (1 г / моль)

моль O = 27 г / (16 г / моль)

Шаг 2: Получить минимальную или эмпирическую формулу

Для этого мы находим соотношение целых чисел между числами родинок. Это служит для получения количества атомов элементов в минимальной формуле. Для этого родинки различных элементов делятся на количество родинок элемента в меньшей пропорции..

C = 5 моль / 1,69 моль

H = 13 молей / 1,69 молей

O = 1,69 моль / 1,69 моль

Округляя эти цифры, минимальная формула: C₃H₈О. Эта формула соответствует формуле пропанола, СН₃СН₂СН₂ОН. Однако эта формула также является формулой соединения СН₃СН₂ОСН₃, этилметиловый эфир.

Источник

Стехиометрические расчёты

Содержание:

Одним из важнейших химических понятий, на котором основываются стехио­метрические расчёты, является химическое количество вещества. Количество некоторого вещества X обозначается n(X). Единицей измерения количества вещества является моль.

Моль – это количество вещества, в котором содержится 6,02·10 23 молекул, атомов, ионов или других структурных единиц, из которых состоит вещество.

На странице -> решение задач по химии собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам химии.

Стехиометрические расчёты

Стехиометрическими расчетами называют нахождение значений количества, масс и объемов веществ (реагентов и продуктов), участвующих в химических реакциях. Формульное количество вещества B (nB) и масса этого вещества (mB) связаны между собой соотношением.

Решение задач по уравнениям химических реакций

Вспомните! Уравнения химических реакций. Закон сохранения массы вещества. Составление и решение пропорции

По уравнениям химических реакций можно решать множество количественных задач. Мы остановимся на расчетных задачах по нахождению массы (m) и числа молей продуктов реакции по известной массе участвующих в реакции веществ.

Решение задач осуществляется по следующему алгоритму:

Внимательно прочитать и коротко записать условие задачи.

Составить уравнение соответствующей химической реакции.

В соответствии с коэффициентами вычислить количество , молярную массу (M), массу (m) веществ и записать эти данные под формулами этих веществ в уравнении.

Данные по условию задачи и искомые величины (х) записать над формулами этих веществ.

Составить пропорцию и найти неизвестную величину (х).

Записать ответ.

Задача 1. Сколько граммов хлорида натрия образуется при взаимодействии 92 г натрия с хлором?

Ответ: 234 г NаCl.

Задача 2. Сколько молей углекислого газа образуется при горении 36 г углерода?

Ответ: 3 моля

Задача 3. Вычислите массу цинка (Zn), который должен взаимодействовать с соляной кислотой с выделением 10 г водорода.

Ответ: 325 г Zn.

Задача 4. Рассчитайте количество веществ оксида меди (CuO) и углекислого газа, полученных при разложении 5 г малахита а также их массу.

Расчет количества вещества:

Расчет по уравнению реакции:
а) 1 моль (м-т) : 2 моля (CuO) = 0,0225 моль (м-т) : х моль (CuO)
х = 0,045 моль (CuO)

Ответ: 0,045 моль CuO, 3,6 г CuO.
0,0225 моль 0,99 г

Закон авогадро и молярный объем газов

Какие газы вы знаете? Что такое плотность?

Отсюда:

В таблице 8 приведены некоторые величины, характеризующие известные вам газы.

Рассчитаем объем 1 моля каждого газа (при н.у.):

Как видно из этих расчетов, объемы одного моля различных газов при нормальных условиях (н. у.), т. е. при температуре 0°С и давлении 1 атм (101,3 кПа), примерно одинаковы и составляют 22,4 л. При стандартных условиях (t = 25°С, p = 101,3 кПа) молярный объем составляет 24 л. Эта величина называется молярным объемом и обозначается (рис. 20). Молярным объемом газов называют отношение объема газа (V) при н. у. к
количеству вещества

В 1 моль любых веществ, в том числе и газах, содержится одинаковое число молекул, которое называется числом Авогадро моль

В равных объемах газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул. Этот закон был сформулирован итальянским ученым Авогадро в 1811 году.

Плотностью газа при н. у. называется отношение молярной массы газа на молярный объем.

Плотность газа при нормальных условиях:

Доказательство закона Авогадро

Найдите число молекул и массы кислорода и углекислого газа объемом 50 л, взятых при нормальных условиях (н. у.).

Число молекул равных объемов (50 л) газов, взятых при одинаковых условиях (н. у.), одинаково.

Массы газов разные.

Определение плотности газов

Найдите плотности кислорода и углекислого газа при нормальных условиях.

Нахождение объема, числа молекул, количества вещества по известной массе газа и обратные задачи

а) Определите объем, число молекул, количество вещества 8,8 г углекислого газа при н. у.

б) Рассчитайте массу, количество вещества и число молекул 67,2 л кислорода при н. у.

в) Рассчитать объем, массу, число молекул в 0,5 моль аммиака (н. у.).

г) Определите объем (н. у), массу и количество вещества сернистого газа числом молекул

Нормальные и стандартные условия, молярный объем, число и закон Авогадро.

Относительная плотность газов

Кроме плотности веществ, в химии часто применяют понятие относительная плотность.

Относительной плотностью (D) одного газа по отношению к другому газу называется отношение масс газов, взятых в равных объемах при одинаковых условиях.

Часто относительную плотность различных газов определяют по отношению к водороду или воздуху.

По формулам относительных плотностей можно рассчитать значение молярной массы газов.

Нахождение относительной плотности

Рассчитайте относительные плотности кислорода и углекислого газа по водороду и воздуху

Расчет молярных масс газов по относительным плотностям газов

Рассчитать молярные массы газов, если известны относительные плотности:

Расчет массы неизвестного газа по значению относительной плотности

Рассчитайте массу 50 л (н. у.) неизвестного газа, если относительная плотность этого газа по воздуху равна 0,586. Какова относительная плотность по водороду?

Закон объемных отношений

Напишем уравнение реакции между газообразными веществами, когда в результате реакции также образуется газ:

Отношение количеств реагирующих и образовавшихся веществ выглядит следующим образом: 2 : 1 : 2. Теперь возьмем отношение объемов этих газов при нормальных условиях:

Как видим, отношения объемов газов соответствуют отношениям коэффициентов перед формулами веществ в уравнении.

При одинаковых условиях объемы реагирующих газов и газообразных продуктов реакции относятся между собой как небольшие целые числа. Это закон объемных отношений Гей-Люссака.

Из рассмотренных примеров можно сделать вывод, что при решении задач удобно пользоваться коэффициентами, т.к. они в уравнениях химических реакций указывают объемные отношения веществ.

Определите объем кислорода, необходимого для окисления 60 л оксида серы (IV) до оксида серы (VI) по уравнению:

Закон объемных отношений.

Услуги по химии:

Лекции по химии:

Лекции по неорганической химии:

Лекции по органической химии:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник