Стехиометрияны кантип жасоо керек (сүрөттөр менен)

2024 Автор: Jason Gerald | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-15 08:19

Химиялык реакцияда зат түзүлбөйт жана жок кылынбайт, ошондуктан реакциянын продуктылары реакциядагы реактивдердин санына барабар болушу керек. Стехиометрия - реакциядагы элементтердин сандык байланышын изилдөө, алар реакцияга кирүүчү заттардын жана алардагы продуктулардын массасын эсептөөнү камтыйт. Стехиометрия - бул математика менен химиянын айкалышы жана ал реакцияда зат эч качан көбөйбөйт же азайбайт деген бир жөнөкөй принциптин негизинде колдонулат. Ар кандай химиялык маселени чечүүнүн биринчи кадамы теңдемелерди тең салмакташтыруу.

Кадам

4 -жылдын 1 -бөлүгү: Химиялык теңдемелерди теңдөө

Кадам 1. Теңдеменин эки жагындагы ар бир кошулманы түзгөн атомдордун санын жазыңыз

Химиялык теңдемелер реакциядагы ар бир элементтин атомдорун аныктоого жардам берет. Химиялык реакцияда зат түзүлбөйт жана жок кылынбайт, андыктан теңдеменин эки жагындагы түзүүчү атомдордун саны (жана түрлөрү) бирдей болбосо, теңдеме тең эмес деп айтылат.

Эгерде бар болсо, атомдордун санын коэффициентке же сызыктын астындагы санга көбөйтүүнү унутпаңыз.
Мисалы, Х₂SO₄ + Fe - Fe₂(SO₄)₃ + H₂
Теңдеменин сол тарабында (реактивдер) 2 H, 1 S, 4 O жана 1 Fe бар.
Теңдеменин оң (продукт) тарабында 2 H, 3 S, 12 O жана 2 Fe бар.

Кадам 2. Теңдеменин эки тарабын тең салмакташтыруу үчүн кычкылтек менен суутектен башка элементтердин алдына коэффициенттерди кошуңуз

Теңдеменин эки тарабындагы атомдордун санын теңөө үчүн кычкылтек менен суутектен башка элементтердин эң кичине көптүгүн табыңыз.

Мисалы, 2ден 1ге чейинки эң кичине жалпы эсе (LCM) Fe үчүн 2. Ошентип, аны теңдөө үчүн сол жагындагы Fe элементинин алдына 2 санын кошуңуз.
3 менен 1дин ортосундагы LCM S элементи үчүн 3 болуп саналат. Ошентип, кошулманын алдына 3 санын кошуңуз₂SO₄ теңдеменин оң жана сол жактарын тең салмакташтыруу.
Бул этапта жогорудагы мисалдын теңдемеси мындай болот: 3 H₂SO₄ + 2 Fe - Fe₂(SO₄)₃ + H₂

3 -кадам. Суутек менен кычкылтек атомдорун тең салмакташтырыңыз

Суутек менен кычкылтек атомдорунун саны акыркы жолу тең салмактуу, анткени алар жалпысынан теңдеменин эки тарабындагы бир нече молекулада бар. Бул теңдеменин теңдештирүү кадамында, молекулалардын алдына коэффициенттерди кошкондон кийин атомдорду кайра эсептөөнү унутпаңыз.

Бул жердеги мисалда, H кошулмасынын алдына 3 санын кошобуз₂SO₄, ошондуктан азыр сол жагында 6 суутек атому бар, бирок теңдеменин оң жагында 2 гана суутек атому бар. Бизде дагы азыр сол жагында 12 кычкылтек атому жана оң жагында 12 кычкылтек атому бар, ошондуктан кычкылтек атомдору барабар.
Биз H алдында 3 санын кошуу менен суутек атомдорун тең салмактай алабыз₂.
Балансташтыруудан кийинки акыркы теңдеме 3 H₂SO₄ + 2 Fe - Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂.

Кадам 4. Теңдеменин эки жагындагы атомдорду кайра санап, алар бирдей сан экенине ынануу үчүн

Бүткөндөн кийин, кайра эсептөө жана теңчиликти эки жолу текшерүү туура кадам. Сиз муну теңдеменин эки тарабындагы бардык атомдорду кошуп, бирдей экенине ынануу менен жасай аласыз.

Биздин теңдеменин теңдигин кайра текшериңиз, 3 H₂SO₄ + 2 Fe - Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂.
Жебенин сол тарабында 6 H, 3 S, 12 O жана 2 Fe бар.
Жебенин оң жагында 2 Fe, 3 S, 12 O жана 6 H бар.
Оң жана сол жактардагы атомдордун саны такыр окшош, ошондуктан бул теңдеме буга чейин эквивалент болуп саналат.

4 ичинен 2 -бөлүк: Граммдарды жана Молду Конвертациялоо

1 -кадам. Берилген кошулманын массасынын молярдык массасын грамм менен эсептегиле

Молярдык масса - бир моль кошулмасындагы граммдын саны (g). Бул бирдик кошулманын граммы менен молун оңой алмаштырууга мүмкүндүк берет. Молярдык массаны эсептөө үчүн, курамында элементтин канча молекуласы бар экенин, ошондой эле кошулмада ар бир элементтин атомдук массасын билүү керек.

Ар бир элементтин атомдорунун санын табыңыз. Мисалы, глюкоза С₆H₁₂О₆жана 6 көмүртек атомунан, 12 суутек атомунан жана 6 кычкылтек атомунан турат.
Атомдук массаны ар бир атомдун граммына (г/моль) табыңыз. Глюкозаны түзгөн элементтердин атомдук массалары: көмүртек, 12.0107 г/моль; суутек, 1,007 г/моль; жана кычкылтек, 15,9994 г/моль.
Ар бир атомдун массасын кошулмада болгон атомдордун санына көбөйтүү. Көмүртек: 12.0107 x 6 = 72.0642 г/моль; суутек: 1.007 x 12 = 12.084 г/моль; кычкылтек: 15.9994 х 6 = 95.9964 г/моль.
Жогорудагы бардык продукциянын суммасы кошулманын молярдык массасы. 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 г/моль. Же башкача айтканда, бир глюкоза молекуласынын массасы 180,14 грамм.

2 -кадам. Молярдык массаны колдонуу менен кошулманын массасын мольго айландырыңыз

Молярдык массаны конверсиялоочу фактор катары колдонсо болот, андыктан сиз граммдын үлгүсүндөгү молалардын санын эсептей аласыз. Белгилүү массаны (g) молярдык массага (г/моль) бөлүңүз. Сиздин эсептөөлөрүңүздү текшерүүнүн оңой жолу - бул бирдиктердин бири -бирин жокко чыгарышына жана мольдерди гана калтырышына ынануу.

Мисалы: 8,2 грамм водород хлоридинде (HCl) канча моль бар?
H атомдук массасы 1.0007 жана Cl 35.453, ошондуктан жогорудагы кошулманын молярдык массасы 1.007 + 35.453 = 36.46 г/моль.
Грамдын санын молярдык массасына бөлүү 8,2 г / (36,46 г / моль) = 0,255 моль HCl берет.

3 -кадам. Реактивдүү заттардын молярдык катышын аныктаңыз

Реакцияда өндүрүлгөн продукциянын көлөмүн аныктоо үчүн молярдык катышты аныктоо керек. Молярдык катыш - бул бири -бири менен реакцияга кирүүчү кошулмалардын катышы жана эквиваленттүү болгон реакциядагы бирикмелердин коэффициенттери менен көрсөтүлөт.

Мисалы, KClO молярдык катышы кандай₃ О менен₂ 2 KClO реакциясында₃ - 2 KCl + 3 O₂.
Биринчиден, жогорудагы теңдемелер эквиваленттүү экенин текшериңиз. Бул кадамды эч качан унутпаңыз, болбосо молярдык катыш туура эмес болуп калат. Бул мисалда, теңдеменин эки тарабындагы ар бир элементтин суммасы бирдей, андыктан реакция тең салмактуу.
KClO ортосундагы катыш₃ О менен₂ 2/3 болуп саналат. Сиз көйгөй боюнча тиешелүү кошулманы билдирип турса, каалаган сандын үстүнө жана астына коюңуз.

Кадам 4. Крестти молярдык катышка көбөйтүп, башка реактивдин молдарынын санын табыңыз

Реакцияда өндүрүлгөн же талап кылынган кошулманын мол санын эсептөө үчүн, молярдык катышты колдонсоңуз болот. Химия көйгөйлөрү, адатта, белгилүү бир реактивдин массасынан (граммынан) керектүү же реакцияда өндүрүлгөн моль санын аныктоону суранат.

Мисалы, реакция теңдемесинде Н.₂ + 3 H₂ - 2 NH₃ канча моль NH₃ натыйжасында 3.00 грамм Н.₂ Х менен реакция кылат₂ жетиштүү санда?
Бул мисалда, Х₂ жетиштүү санда бар жана маселени чечүү үчүн аларды саноонун кажети жок.
Биринчиден, грамм N бирдиктерин алмаштырыңыз₂ мол бол. Азоттун атомдук массасы 14.0067 г/моль, ошондуктан молярдык массасы Н.₂ 28.0134 г/моль болот. Массалык жана молярдык массанын бөлүнүшү 3,00 г/28,0134 г/моль = 0,107 моль берет.
Маселенин катышын эсептеңиз: NH₃: Н.₂ = x/0, 107 моль.
Cross бул катышты NH молярдык катышына көбөйтөт₃ менен Н.₂: 2: 1 x/0, 107 моль = 2/1 = (2 x 0, 107) = 1x = 0.214 моль.

Кадам 5. Бул моль санын кошулманын молярдык массасын колдонуп кайра массага айландырыңыз

Сиз кайра молярдык массаны колдоносуз, бирок азыр молярдык массаны моль санын граммга кайтаруу үчүн мультипликатор катары керек. Кошулманын туура молярдык массасын колдонууну унутпаңыз.

NH молярдык массасы₃ 17.028 г/моль болот. Ошентип, 0.214 моль х (17.028 грамм/моль) = 3.647 грамм NH₃.

4 -бөлүктүн 3 -бөлүгү: Газ менен молдун литрин айландыруу

Кадам 1. Реакциянын стандарттык басымда жана температурада (STP) жүрүп жатканын билиңиз

STP - 1 моль идеалдуу газдын 22.414 литр (л) көлөмүн толтурууга мүмкүндүк берген шарттардын жыйындысы. Стандарттык температура 273, 15 Kelvin (K) жана стандарттык басым 1 атмосфера (атм).

Жалпысынан алганда, көйгөйлөрдө реакция 1 атм жана 273 К, же СТПда өтөт деп айтылат

2 -кадам. Газдын литрин моль газга айландыруу үчүн 22414 л/моль конверсия коэффициентин колдонуңуз

Эгерде реакция STP шартында ишке ашса, 22.414 л/моль менен газдын белгилүү көлөмүндөгү моль санын эсептей аласыз. Газдын көлөмүн (l) ушул конверсиялык факторго бөлүп, моль санын табыңыз.

Мисалы, 3,2 литр Н.₂ мольге газ: 3,2 л/22, 414 л/моль = 0,143 моль.

Кадам 3. STP шартында болбосо, газдын литрин айландыруу үчүн идеалдуу газ мыйзамын колдонуңуз

Эгерде маселедеги реакция STP шартында ишке ашпаса, анда реакциядагы моль санын эсептөө үчүн идеалдуу газ закону PV = nRTти колдонуу керек. P-атмосфералык бирдиктердеги басым, V-көлөмдөгү литр, n-моль саны, R-газ законунун туруктуу, 0,0821 л-атм/моль градус, Т-температура Кельвин градусунда.

Бул теңдеме молдерди эсептөө үчүн кайра түзүлүшү мүмкүн: n = RT/PV.
Газ константасынын бирдиктери бардык башка бирдиктердин өзгөрмөлөрүн жок кылуу үчүн иштелип чыккан.
Мисалы, 2,4 литр Одогу моль санын аныктаңыз₂ 300 K жана 1,5 атм. Теңдемеге өзгөрмөлөрдү киргизип, биз: n = (0.0821 x 300)/(1, 5 x 2) = 24, 63/3, 6 = 6, 842 mol O₂.

4 ичинен 4 -бөлүк: Суюктуктун жана молдун литрин айландыруу

Кадам 1. Суюктуктун тыгыздыгын эсептеңиз

Кээде, химиялык теңдемелер сизге суюк реактивдин көлөмүн берет жана реакцияга керектүү граммдын же мольдун санын эсептеп берүүнү суранат. Суюктуктун көлөмүн граммга айландыруу үчүн суюктуктун тыгыздыгы керек. Тыгыздык масса/көлөм бирдиктеринде көрсөтүлөт.

Эгерде тыгыздык көйгөйдө белгисиз болсо, анда аны окуу китебинен же интернеттен издөөгө туура келиши мүмкүн

Кадам 2. Көлөмдү миллилитрге (мл) айландырыңыз

Суюктуктун көлөмүн массага (г) айландыруу үчүн анын тыгыздыгын колдонуу керек. Тыгыздык миллилитрге грамм менен көрсөтүлөт (г/мл), андыктан аны эсептөө үчүн суюктуктун көлөмү да миллилитр менен көрсөтүлүшү керек.

Белгилүү көлөмдү билип алыңыз. Мисалы, маселени айталы, Х.нын көлөмү белгилүү₂О - 1 литр. Аны млге айландыруу үчүн, аны 1000ге көбөйтүү керек, анткени 1 литр сууда 1000 мл бар.

Кадам 3. Көлөмдү тыгыздыкка көбөйтүңүз

Көлөмдү (мл) тыгыздыгына (г/мл) көбөйткөндө, мл бирдиктери жоголот жана калганы кошулманын граммдарынын саны.

Мисалы, тыгыздыгы H₂О - 18.0134 г/мл. Эгерде химиялык теңдеме 500 мл H бар десе₂О, кошулмада граммдын саны 500 мл x 18.0134 г/мл же 9006, 7 г.

4 -кадам. Реактивдүү заттардын молярдык массасын эсептөө

Молярдык масса - бир моль кошулмасындагы граммдын саны (g). Бул бирдик кошулмадагы грамм менен моль бирдигин өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Молярдык массаны эсептөө үчүн, кошулмада элементтин канча молекуласы бар экенин, ошондой эле ар бир элементтин атомдук массасын аныктоо керек.

Ар бир элементтин атомдорунун санын аныктаңыз. Мисалы, глюкоза С₆H₁₂О₆жана 6 көмүртек атомунан, 12 суутек атомунан жана 6 кычкылтек атомунан турат.
Атомдук массаны ар бир атомдун граммына (г/моль) табыңыз. Глюкозада элементтердин атомдук массалары: көмүртек, 12.0107 г/моль; суутек, 1,007 г/моль; жана кычкылтек, 15,9994 г/моль.
Ар бир элементтин атомдук массасын кошулмада болгон атомдордун санына көбөйтүү. Көмүртек: 12.0107 x 6 = 72.0642 г/моль; суутек: 1.007 x 12 = 12.084 г/моль; кычкылтек: 15.9994 х 6 = 95.9964 г/моль.
72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 г/моль болгон молярдык массаны алуу үчүн жогорудагы көбөйтүүнүн жыйынтыктарын кошуңуз. Ошентип, бир моль глюкозанын массасы 180,14 граммды түзөт.

5 -кадам. Молярдык массаны колдонуп, граммдын санын мольго айландырыңыз

Молярдык массаны конверсиялоочу фактор катары колдонуп, сиз граммдын үлгүсүндөгү молалардын санын эсептей аласыз. Белгилүү кошулманын грамм (g) санын молярдык массага (г/моль) бөлүңүз. Эсептөөлөрүңүздү текшерүүнүн оңой жолу - бул бирдиктердин бири -бирин жокко чыгарышына жана мольдерди гана калтырышына ынануу.

Мисалы: 8,2 грамм водород хлоридинде (HCl) канча моль бар?
H атомдук массасы 1.0007 жана Cl 35.453, ошондуктан кошулманын молярдык массасы 1.007 + 35.453 = 36.46 г/моль.
Кошулманын граммынын санын молярдык массага бөлүү 8,2 г/(36,46 г/моль) = 0,255 моль HCl берет.