חישובים Stoichiometric במה הם מורכבים, שלבים, תרגילים נפתרה

ה חישובים stoichiometric הן אלה המבוצעות על בסיס יחסי המסה של האלמנטים או התרכובות המעורבים בתגובה כימית.

הצעד הראשון למימושם הוא לאזן את התגובה הכימית של עניין. כמו כן, הנוסחאות הנכונות של המרכיבים המעורבים בתהליך הכימי חייבים להיות ידועים.

החישובים הסטויכיומטרי מבוססים על יישום של מערכת חוקים, וביניהם: חוק שימור המסה; חוק פרופורציות מוגדרות או הרכב קבוע; ולבסוף, החוק של פרופורציות מרובות.

חוק שימור המסה מעיד על כך שבתגובה כימית מסה של המוני המגיבים שווה לסכום המוני ההמונים. בתגובה כימית המסה הכוללת נשארת קבועה.

החוק של פרופורציות מובהקות או הרכב קבוע קובע כי דגימות שונות של כל תרכובת טהורה יש את אותם מרכיבים באותו פרופורציות המונית. לדוגמה, מים טהורים זהים לא משנה מה המקור שלה, או איזו יבשת (או כוכב הלכת) זה בא.

והחוק השלישי, זה של פרופורציות מרובות, מצביע על כך שכאשר שני אלמנטים A ו- B יוצרים יותר מתרכובת אחת, שיעור המסה של אלמנט B המשלב עם מסה נתונה של אלמנט A, בכל אחד מהמרכיבים , יכול לבוא לידי ביטוי במונחים של מספרים שלמים קטנים. כלומר, עבור A_nב_מ n ו מ הם מספרים שלמים.

אינדקס

• 1 מהם החישובים הסטואיצ'יומטריים והשלבים שלהם??
  • 1.1 שלבים
• 2 תרגילים נפתרו
  • 2.1 -Exercise 1
  • 2.2 -Exiseise 2
  • 2.3 -Excise 3
  • 2.4 -אחוז 4
  • 2.5 תרגיל 5
  • 2.6 -Exercise 6
• 3 הפניות

מה הם החישובים stoichiometric ואת השלבים שלהם?

הם חישובים שנועדו לפתור את השאלות השונות שעלולות להתעורר כאשר מתגלה תגובה כימית. לשם כך, אתה חייב להיות ידע של תהליכים כימיים החוקים השולטים בהם.

בעזרת החישוב הסטואיצ'יומטרי אפשר להשיג, למשל, ממסה של מגיבה, המסה הלא ידועה של מגיב אחר. אתה יכול גם לדעת את אחוז הרכב של היסודות הכימיים הקיימים במתחם וממנו, להשיג את הנוסחה האמפירית של המתחם.

כתוצאה מכך, הידע של הנוסחה האמפירית או המינימלית של המתחם מאפשר הקמת נוסחה מולקולרית שלה.

בנוסף, חישוב stoichiometric מאפשר לדעת תגובה כימית אשר מגיב מגביל, או אם יש מגיב עודף, כמו גם את המסה של זה.

שלבים

השלבים יהיו תלויים בסוג הבעיה המתעוררת, כמו גם במורכבותה.

שני מצבים נפוצים הם:

-תגובש שני אלמנטים כדי ליצור מתחם ולדעת רק את המסה של אחד המגיבים.

-רצוי לדעת את המסה לא ידוע של האלמנט השני, כמו גם את המסה של המתחם הנובע התגובה.

בדרך כלל, בהחלטה של ​​התרגילים האלה יש לבצע את השלבים הבאים:

-הגדר את משוואת התגובה הכימית.

-לאזן את המשוואה.

-השלב השלישי הוא, באמצעות משקולות האטום של האלמנטים ואת מקדמי stoichiometric, כדי להשיג את חלקם של המונים של המגיבים.

-לאחר מכן, על פי חוק הפרופורציות המוגדרות, כאשר מסה של אלמנט מגיב והיחס שבו הוא מגיב עם האלמנט השני ידוע, דע את המסה של האלמנט השני.

-והשלב החמישי והאחרון, אם נדע את המוני המרכיבים המגיבים, הסכום שלהם מאפשר לנו לחשב את המסה של המתחם המיוצר בתגובה. במקרה זה, מידע זה מתקבל על בסיס חוק שימור המסה.

תרגילים נפתרים

-תרגיל 1

מהו מגיב הנותרים כאשר 15 גרם של מג הם הגיבו עם 15 גרם של S כדי ליצור MGS? וכמה גרמים של MGS ייווצרו בתגובה?

נתונים:

-MG מסה ו- S = 15 גרם

-MG משקל אטומי = 24.3 g / mol.

-משקל אטומי של S = 32.06 גרם / מול.

שלב 1: משוואת תגובה

Mg + S => MGS (מאוזן כבר)

שלב 2: לקבוע את היחס שבו Mg ו- S לשלב לשלב MgS

לפשטות, משקל האטום של Mg יכול להיות מעוגל ל 24 גרם / מול ואת המשקל האטומי של S עד 32 גרם / מול. אז היחס שבו S ו- Mg משולבים יהיה 32:24, חלוקת 2 במונחים של 8, היחס מופחת ל 4: 3.

בצורה הדדית, היחס שבו Mg משולב עם S שווה ל -3: 4 (Mg / S)

שלב 3: דיון וחישוב של מגיב הנותרים המסה שלה

המסה של Mg ו- S היא 15 g לשניהם, אך היחס שבו Mg ו- S מגיב הוא 3: 4 ולא 1: 1. אז, ניתן להסיק כי מגיב הנותר הוא Mg, שכן הוא נמצא ביחס קטן ביחס S.

מסקנה זו ניתן לבדוק על ידי חישוב המסה של מג שמגיב עם 15 גרם של S.

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

11.25 גרם של MG

מסה עודפת = 15 g - 11.25 גרם

3.75 גרם.

שלב 4: מסה של MGS נוצר בתגובה מבוסס על חוק שימור המסה

מסה של MGS = מסה של MG + מסה של S

11.25 גרם + 15 גרם.

26, 25 גר '

תרגיל עם מטרות דידקטיות יכול להיעשות באופן הבא:

חישוב גרם של S כי מגיבים עם 15 גרם של Mg, באמצעות במקרה זה יחס של 4: 3.

G של S = 15 גרם של MG x (4 גרם של S / mol) / (3 גרם של Mg / mol)

20 גרם

אם המצב הוצג במקרה זה, ניתן לראות כי 15 גרם של S לא תגיע להגיב במלואה עם 15 גרם של MG, חסר 5 גרם. זה מאשר כי מגיב הנותרים הוא MG ו- S הוא מגיב מגביל היווצרות של MGS, כאשר שני גורמים תגובתי יש את אותה מסה.

-תרגיל 2

לחשב את המסה של נתרן כלורי (NaCl) וזיהומים ב 52 גרם של NaCl עם אחוז טוהר של 97.5%.

נתונים:

-מסה של המדגם: 52 גרם של NaCl

-אחוז הטוהר = 97.5%.

שלב 1: חישוב המסה הטהורה של NaCl

מסת NaCl = 52 גרם x 97.5% / 100%

50.7 גרם

שלב 2: חישוב מסה של זיהומים

% של זיהומים = 100% - 97.5%

2.5%

מסה של זיהומים = 52 גרם x 2.5% / 100%

1.3 גרם

לכן, של 52 גרם של מלח, 50.7 גרם הם גבישים טהורים של NaCl, ו 1.3 גרם של זיהומים (כגון יונים אחרים או חומר אורגני).

-תרגיל 3

מה מסה של חמצן (O) הוא 40 גרם של חומצה חנקתית (HNO₃), בידיעה כי המשקל המולקולרי שלה הוא 63 גרם / מול ואת המשקל האטומי של O הוא 16 גרם / מול?

נתונים:

-מסה HNO₃ 49 g

-משקל אטומי של O = 16 גרם / מול.

-משקל מולקולרי של HNO₃

שלב 1: חישוב מספר שומות של HNO₃ נוכח מסה של 40 גרם חומצה

שומות של HNO₃ = 40 גרם של HNO₃ x 1 mol של HNO₃/ 63 גרם של HNO₃

0.635 שומות

שלב 2: לחשב את מספר חפרסות O הנוכחי

הנוסחה של HNO₃ מציין כי ישנם 3 שומות של O עבור כל שומה של HNO_3.

שומות של O = 0.635 שומות של HNO₃ X 3 שומות O / מול HNO₃

1,905 שומות של O

שלב 3: חישוב המסה של O נוכח ב 40 גרם של HNO₃

גרם של O = 1.905 שומות של O x 16 גרם של O / mol של O

30.48 גרם

כלומר, זה של 40 גרם של HNO₃, 30.48 גרם הם אך ורק בשל משקל של חפרפרות של אטומי חמצן. זה חלק גדול של חמצן אופייני oxoanions או מלחים השליש שלהם (NaNO₃, לדוגמה).

-תרגיל 4

כמה גרמים של אשלגן כלורי (KCl) מיוצרים על ידי הפירוק של 20 גרם של כלור אשלגן (KClO)?₃), בידיעה כי משקל מולקולרי של KCl הוא 74.6 גרם / מול ואת המשקל המולקולרי של KClO₃ הוא 122.6 גרם / mol

נתונים:

-מסה של KClO₃ = 20 גרם

-משקל מולקולרי של KCl = 74.6 g / mol

-משקל מולקולרי של KClO₃ = 122.6 גרם / mol

שלב 1: משוואת תגובה

2KClO₃ => 2KCl + 3O₂

שלב 2: חישוב המסה KClO₃

G של KClO₃ = 2 שומות x 122.6 g / mol

245.2 גרם

שלב 3: חישוב המסה של KCl

g של KCl = 2 moles x 74.6 g / mol

149.2 גרם

שלב 4: חישוב המסה של KCl המיוצר על ידי הפירוק

245 גרם של KClO₃ 149.2 גרם של KCl מיוצרים על ידי פירוק. לאחר מכן, יחס זה (מקדם stoichiometric) ניתן להשתמש כדי למצוא את המסה של KCl המיוצר מ 20 גרם של KClO₃You

g של KCl = 20 גרם של KClO₃ x 149 גרם של KCl / 245.2 גרם של KClO₃

12.17 g

שימו לב איך היחס המסה של O₂ בתוך KClO₃. של 20 גרם של KClO₃, מעט פחות ממחצית נובע החמצן כי הוא חלק chlorate oxoanion.

-תרגיל 5

מצא את אחוז ההרכב של החומרים הבאים: א) dopa, C₉ח₁₁לא₄ ב) Vainillina, C₈ח₈הו₃.

א) דופה

שלב 1: מצא את המשקל המולקולרי של dopa C₉ח₁₁לא₄

כדי לעשות זאת, המשקל האטומי של האלמנטים הנוכחיים במתחם מוכפל בתחילה במספר החפרפרות המיוצגות על ידי התמליל. כדי למצוא את המשקל המולקולרי, להוסיף את גרם המסופקים על ידי אלמנטים שונים.

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

מימן (H): 1 גרם / מול x 11 מול = 11 גרם

חנקן (N): 14 גרם / mol x 1 mol = 14 g

חמצן (O): 16 גרם / מול x 4 מול = 64 גרם

משקל מולקולרי של dopa = (108 גרם + 11 גרם + 14 גרם + 64 גרם)

197 g

שלב 2: מצא את אחוז הרכב של האלמנטים הנוכחי dopa

לשם כך, המשקל המולקולרי שלה (197 גרם) נלקח כ -100%.

% C = 108 g / 197g x 100%

54.82%

% H = 11 גרם / 197 גרם x 100%

5.6%

% N = 14 g / 197 g x 100%

7.10%

% O = 64 g / 197 g

32.48%

ב) ונילין

חלק 1: חישוב המשקל המולקולרי של ונילין C₈ח₈הו₃

כדי לעשות זאת, המשקל האטומי של כל אלמנט מוכפל במספר החפרפרות הנוכחיות שלו, ומוסיף את המסה שתרמו על ידי האלמנטים השונים

C: 12 גרם / mol x 8 mol = 96 גרם

H: 1 גרם / mol x 8 mol = 8 g

O: 16 גרם / mol x 3 mol = 48 גרם

משקל מולקולרי = 96 גרם + 8 גרם + 48 גרם

152 גרם

חלק 2: מצא את% של אלמנטים שונים הנוכחי ונילין

ההנחה היא כי המשקל המולקולרי שלה (152 g / mol) מייצג 100%.

% 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%

-תרגיל 6

אחוז ההרכב ההמוני של אלכוהול הוא כדלקמן: פחמן (C) 60%, מימן (H) 13% וחמצן (O) 27%. קבל את הנוסחה המינימלית או הנוסחה האמפירית.

נתונים:

משקלים אטומיים: C 12 גרם / mol, H 1g / mol וחמצן 16 גרם / mol.

שלב 1: חישוב של מספר חפרפרות של האלמנטים הנוכחים אלכוהול

ההנחה היא כי המוני של אלכוהול הוא 100 גרם. כתוצאה מכך, המסה של C הוא 60 גרם, המסה של H הוא 13 גרם ואת המסה של חמצן הוא 27 גרם.

חישוב מספר השומות:

מספר שומות = מסה של האלמנט / המשקל האטומי של האלמנט

שומות של C = 60 גרם / (12 גרם / מול)

5 שומות

שומות של H = 13 גרם / (1 גרם / מול)

13 שומות

שומות של O = 27 גרם / (16 גרם / מול)

1.69 שומות

שלב 2: השגת את הנוסחה המינימלית או האמפירית

כדי לעשות זאת, אנו מוצאים את היחס של מספרים שלמים בין מספר שומות. זה משמש כדי להשיג את מספר האטומים של האלמנטים של הנוסחה המינימלית. לשם כך חפרפרות האלמנטים השונים מחולקות במספר החפרפרות של האלמנט בשיעור קטן יותר.

C = 5 שומות / 1.69 שומות

C = 2.96

H = 13 שומות / 1.69 שומות

H = 7.69

O = 1.69 שומות / 1.69 שומות

O = 1

עיגול נתונים אלה, הנוסחה המינימלית היא: ג₃ח₈O. נוסחה זו תואמת את זה של propanol, CH₃CH₂CH₂הו. עם זאת, נוסחה זו היא גם של המתחם CH₃CH₂OCH₃, אתר אתיל מתיל.

הפניות

1. דומינגז אריאס מ. ג. (ש '). חישובים בתגובות כימיות. שוחזר מ: uv.es
2. חישובים עם נוסחאות כימיות ומשוואות. [PDF] נלקח מ: 2.chemistry.msu.edu
3. זיקוקים. (2018). חישוב סטוכיומטרי. מקור: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (s.f.). Stoichiometry מודול: כללי Stoichiometry. מקור: chem.wisc.edu
5. פלורס, ג 'ק Química (2002) עריכה Santillana.
6. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). למידה CNGAGE.