MGA KALKULASYON NG STOICHIOMETRIC: MGA YUGTO AT PAGSASANAY NA LUTASIN - CHEMISTRY - 2025

Ang mga pagkalkula ng stoichiometric ay ang mga ginawa sa batayan ng mga ratios ng masa ng mga elemento o compound na kasangkot sa isang reaksiyong kemikal.

Ang unang hakbang upang maisagawa ang mga ito ay balansehin ang reaksiyong kemikal ng interes. Gayundin, ang tamang mga formula ng mga compound na kasangkot sa proseso ng kemikal ay dapat malaman.

Pinagmulan: Pixabay

Ang mga kalkulasyon ng Stoichiometric ay batay sa aplikasyon ng isang hanay ng mga batas, bukod sa kung saan ang mga sumusunod: Ang batas ng pag-iingat ng masa; ang batas ng tiyak na mga proporsyon o palagiang komposisyon; at sa wakas, ang batas ng maraming proporsyon.

Ang batas ng pag-iingat ng masa ay nagsasaad na sa isang reaksyong kemikal ang kabuuan ng masa ng mga reaksyon ay katumbas ng kabuuan ng masa ng mga produkto. Sa isang reaksyon ng kemikal ang kabuuang masa ay nananatiling pare-pareho.

Ang batas ng tiyak na mga proporsyon o patuloy na komposisyon ay nagsasabi na ang iba't ibang mga halimbawa ng anumang purong tambalan ay may parehong mga elemento sa parehong sukat ng masa. Halimbawa, ang dalisay na tubig ay pareho kahit ano ang pinagmulan nito, o kung ano ang kontinente (o planeta) na nagmula.

At ang ikatlong batas, na ng maraming proporsyon, ay nagpapahiwatig na kapag ang dalawang elemento A at B ay bumubuo ng higit sa isang tambalan, ang proporsyon ng masa ng elemento B na pinagsama sa isang naibigay na masa ng elemento A, sa bawat isa sa mga compound , maaaring maipahayag sa mga tuntunin ng maliit na buong numero. Iyon ay, para sa A _n B _m n at m ay mga integer.

Ano ang mga pagkalkula ng stoichiometric at ang kanilang mga yugto?

Ang mga ito ay mga kalkulasyon na idinisenyo upang malutas ang iba't ibang mga katanungan na maaaring lumabas kapag pinag-aaralan ang isang reaksiyong kemikal. Para sa mga ito, dapat kang magkaroon ng kaalaman sa mga proseso ng kemikal at ang mga batas na namamahala sa kanila.

Sa paggamit ng pagkalkula ng stoichiometric posible upang makakuha, halimbawa, mula sa masa ng isang reaktor, ang hindi kilalang masa ng isa pang reaktor. Maaari mo ring malaman ang porsyento ng porsyento ng mga elemento ng kemikal na naroroon sa isang compound at mula dito, makuha ang empirical formula ng compound.

Dahil dito, ang kaalaman sa empirical o minimal na formula ng isang compound ay nagbibigay-daan sa pagtatatag ng molekula na formula.

Bilang karagdagan, ang pagkalkula ng stoichiometric ay nagbibigay-daan sa malaman sa isang reaksiyong kemikal na kung saan ang paglilimita ng reagent, o kung mayroong labis na reagent, pati na rin ang masa nito.

Mga yugto

Ang mga yugto ay depende sa uri ng problema na naiulat, pati na rin ang pagiging kumplikado.

Dalawang karaniwang sitwasyon ay:

-Ang dalawang elemento ay gumanti upang lumikha ng isang tambalan at tanging ang masa ng isa sa mga reaksyon na elemento ay alam.

-Gusto nating malaman ang hindi kilalang masa ng pangalawang elemento, pati na rin ang masa ng tambalang nagreresulta mula sa reaksyon.

Sa pangkalahatan, sa paglutas ng mga pagsasanay na ito ang sumusunod na pagkakasunud-sunod ng mga yugto ay dapat sundin:

-Pagtatag ng equation ng reaksiyong kemikal.

-Balance ang equation.

-Ang pangatlong yugto ay, sa pamamagitan ng paggamit ng mga timbang na atom ng mga elemento at mga koepisyentong stoichiometric, upang makuha ang proporsyon ng masa ng mga nagre-react na elemento.

-Kaya, sa pamamagitan ng paggamit ng batas ng tinukoy na mga sukat, sa sandaling ang masa ng isang reaksyon na elemento ay kilala at ang proporsyon na kung saan ito ay tumugon sa pangalawang elemento, alam ang masa ng pangalawang elemento.

-Ang ikalimang at huling yugto, kung ang masa ng mga elemento ng reaksyon ay kilala, ang kanilang kabuuan ay nagbibigay-daan upang makalkula ang masa ng tambalang ginawa sa reaksyon. Sa kasong ito, ang impormasyong ito ay nakuha batay sa batas ng pag-iingat ng masa.

Malutas na ehersisyo

-Ehersisyo 1

Ano ang natitirang reagent kapag ang 15 g ng Mg ay gumanti sa 15 g ng S upang mabuo ang MgS? At ilang gramo ng MgS ang magagawa sa reaksyon?

Data:

- Mass ng Mg at S = 15 g

-Atomikong bigat ng Mg = 24.3 g / mol.

-Atomikong bigat ng S = 32.06 g / mol.

Hakbang 1: equation ng reaksyon

Mg + S => MgS (balanseng)

Hakbang 2: Itaguyod ang ratio kung saan pinagsama ang Mg at S upang makabuo ng MgS

Para sa pagiging simple, ang bigat ng atom ng Mg ay maaaring bilugan sa 24 g / mol at ang atomic na bigat ng S hanggang 32 g / mol. Kaya ang ratio kung saan pinagsama ang S at Mg ay magiging 32:24, na naghahati sa 2 term sa pamamagitan ng 8, binabawasan ang ratio sa 4: 3.

Ang reciprocally, ang ratio na pinagsama ng Mg sa S ay katumbas ng 3: 4 (Mg / S)

Hakbang 3: talakayan at pagkalkula ng labis na reaktor at masa

Ang masa ng Mg at S ay 15 g para sa pareho, ngunit ang ratio kung saan ang reaksyon ng Mg at S ay 3: 4 at hindi 1: 1. Pagkatapos, maaari itong maibawas na ang labis na reaksyon ay Mg, dahil natagpuan ito sa isang mas mababang proporsyon na may paggalang kay S.

Ang konklusyon na ito ay maaaring masuri sa pamamagitan ng pagkalkula ng masa ng reaksyon ng Mg na may 15 g ng S.

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

11.25 g ng Mg

Mass ng labis na Mg = 15 g - 11.25 g

3.75 g.

Hakbang 4: Mass ng MgS nabuo sa reaksyon batay sa batas ng pag-iingat ng masa

Mass ng MgS = mass ng Mg + mass ng S

11.25 g + 15 g.

26, 25 g

Ang isang ehersisyo para sa mga layuning pang-edukasyon ay maaaring gawin tulad ng sumusunod:

Kalkulahin ang gramo ng S na gumanti sa 15 g ng Mg, gamit sa kasong ito isang ratio ng 4: 3.

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

20 g

Kung ang sitwasyon ay ang iniharap sa kasong ito, makikita na ang 15 g ng S ay hindi sapat upang ganap na gumanti sa 15 g ng Mg, nawawala 5 g. Kinukumpirma nito na ang labis na reagent ay Mg at S ay ang paglilimita ng reagent sa pagbuo ng MgS, kung ang parehong mga reaktibo na elemento ay may parehong masa.

-Exercise 2

Kalkulahin ang masa ng sodium klorido (NaCl) at mga impurities sa 52 g ng NaCl na may porsyento na kadalisayan na 97.5%.

Data:

-Sample mass: 52 g ng NaCl

-Pagtataya ng porsyento = 97.5%.

Hakbang 1: kalkulahin ang purong masa ng NaCl

NaCl mass = 52 gx 97.5% / 100%

50.7 g

Hakbang 2: pagkalkula ng masa ng mga dumi

% impurities = 100% - 97.5%

2.5%

Mass ng mga impurities = 52 gx 2.5% / 100%

1.3 g

Samakatuwid, sa 52 g ng asin, 50.7g ay purong NaCl crystals, at 1.3g ng mga impurities (tulad ng iba pang mga ions o organikong bagay).

-Exercise 3

Anong masa ng oxygen (O) ang mayroon sa 40 g ng nitric acid (HNO ₃ ), na nalalaman na ang timbang ng molekula ay 63 g / mol at ang atomic na bigat ng O ay 16 g / mol?

Data:

-Mass of HNO ₃ = 40 g

-Atomikong bigat ng O = 16 g / mol.

-Molecular na bigat ng HNO ₃

Hakbang 1: Kalkulahin ang bilang ng mga moles ng HNO

Moles HNO ₃ = 40 g ng HNO ₃ x 1 Mol ng HNO ₃ /63 g ng HNO ₃

0.635 moles

Hakbang 2: kalkulahin ang bilang ng mga moles ng O ngayon

Ang pormula para sa HNO _{3 ay} nagpapahiwatig na mayroong 3 moles ng O para sa bawat nunal ng HNO _3.

Mga taling ng O = 0.635 moles ng HNO ₃ X 3 mol ng O / nunal ng HNO ₃

1.905 moles ng O

Hakbang 3: kalkulahin ang masa ng O na naroroon sa 40 g ng HNO

g ng O = 1.905 moles ng O x 16 g ng O / nunal ng O

30.48 g

Sa madaling salita, sa 40g ng HNO ₃ , 30.48g ay dahil sa eksklusibo sa bigat ng mga moles ng mga atomo ng oxygen. Ang malaking proporsyon ng oxygen ay pangkaraniwang ng mga oxoanions o ang kanilang mga tersiyaryong asing-gamot (NaNO ₃ , halimbawa).

-Exercise 4

Gaano karaming gramo ng potassium chloride (KCl) ang ginawa kapag 20 g ng potassium chlorate (KClO ₃ ) nabubulok ? Alam na ang molekular na bigat ng KCl ay 74.6 g / mol at ang molekular na bigat ng KClO ₃ ay 122.6 g / mol

Data:

-Mass ng KClO ₃ = 20 g

-Molecular na bigat ng KCl = 74.6 g / mol

-Molecular na bigat ng KClO ₃ = 122.6 g / mol

Hakbang 1: equation ng reaksyon

2KClO ₃ => 2KCl + 3O ₂

Hakbang 2: kalkulahin ang masa ng KClO

g ng KClO ₃ = 2 moles x 122.6 g / nunal

245.2 g

Hakbang 3: kalkulahin ang masa ng KCl

g ng KCl = 2 moles x 74.6 g / nunal

149.2 g

Hakbang 4: kalkulahin ang masa ng KCl na ginawa ng agnas

Ang 245 g ng KClO ₃ ay ginawa sa pamamagitan ng agnas 149.2 g ng KCl. Pagkatapos ang ratio na ito (koepisyentong stoichiometric) ay maaaring magamit upang mahanap ang masa ng KCl na ginawa mula sa 20 g ng KClO ₃ :

g ng KCl = 20 g ng KClO ₃ x 149 g ng KCl / 245.2 g ng KClO ₃

12.17 g

Tandaan kung paano ang mass ratio ng O _{2 sa} loob ng KClO ₃ . Sa 20g ng KClO ₃ , sa ilalim lamang ng kalahati ay dahil sa oxygen na bahagi ng oxoanion chlorate.

-Exercise 5

Hanapin ang porsyento ng komposisyon ng mga sumusunod na sangkap: a) dopa, C ₉ H ₁₁ HINDI ₄ at b) Vanillin, C ₈ H ₈ O ₃ .

a) Dopa

Hakbang 1: hanapin ang bigat ng molekular ng dopa C

Upang gawin ito, ang bigat ng atom ng mga elemento na naroroon sa compound ay una na pinarami ng bilang ng mga moles na kinakatawan ng kanilang mga subskripsyon. Upang mahanap ang bigat ng molekular, ang gramo na naambag ng iba't ibang mga elemento ay idinagdag.

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

Ang hydrogen (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g

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

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

Dopa molekular na timbang = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 g

Hakbang 2: Hanapin ang porsyento ng komposisyon ng mga elemento na naroroon sa dopa

Para sa mga ito, ang molekular na timbang (197 g) ay kinuha bilang 100%.

% ng C = 108 g / 197g x 100%

54,82%

% H = 11 g / 197g x 100%

5.6%

% ng N = 14 g / 197 gx 100%

7.10%

% O = 64 g / 197 g

32.48%

b) Vanillin

Bahagi 1: ang pagkalkula ng molekular na bigat ng vanillin C

Upang gawin ito, ang bigat ng atom ng bawat elemento ay pinarami ng bilang ng mga moles na naroroon, pagdaragdag ng masa na naiambag ng iba't ibang mga elemento

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

Timbang ng molekular = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Bahagi 2: Hanapin ang% ng iba't ibang mga elemento sa vanillin

Ang timbang ng molekular nito (152 g / mol) ay ipinapalagay na kumakatawan sa 100%.

% ng C = 96 g / 152 gx 100%

63.15%

% ng H = 8 g / 152 gx 100%

5.26%

% O = 48 g / 152 gx 100%

31.58%

-Exercise 6

Ang porsyento ng komposisyon sa pamamagitan ng masa ng isang alkohol ay ang mga sumusunod: carbon (C) 60%, hydrogen (H) 13% at oxygen (O) 27%. Kunin ang iyong minimum na formula o empirical formula.

Data:

Mga timbang ng atom: C 12 g / mol, H 1g / mol at oxygen 16 g / mol.

Hakbang 1: pagkalkula ng bilang ng mga moles ng mga elemento na naroroon sa alkohol

Ang masa ng alkohol ay ipinapalagay na 100g. Dahil dito, ang masa ng C ay 60 g, ang masa ng H ay 13 g, at ang masa ng oxygen ay 27 g.

Pagkalkula ng bilang ng mga moles:

Bilang ng mga moles = masa ng elemento / atom na bigat ng elemento

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

5 moles

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

13 moles

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

1.69 mol

Hakbang 2: kunin ang minimum o empirical formula

Upang gawin ito, hanapin ang ratio ng buong mga numero sa pagitan ng mga bilang ng mga mol. Naghahain ito upang makuha ang bilang ng mga atomo ng mga elemento sa minimum na pormula. Para sa layuning ito, ang mga moles ng iba't ibang mga elemento ay nahahati sa bilang ng mga moles ng elemento sa isang mas mababang sukat.

C = 5 moles / 1.69 mol

C = 2.96

H = 13 moles / 1.69 mol

H = 7.69

O = 1.69 moles / 1.69 mol

O = 1

Ang pag-ikot ng mga figure na ito, ang minimum na pormula ay: C ₃ H ₈ O. Ang pormula na ito ay tumutugma sa propanol, CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH. Gayunpaman, ang formula na ito ay din ng tambalang CH ₃ CH ₂ OCH ₃ , etil methyl eter.

Mga Sanggunian

1. Dominguez Arias MJ (sf). Pagkalkula sa mga reaksyon ng kemikal. Nabawi mula sa: uv.es
2. Pagkalkula sa Chemical Formula at Equation. . Kinuha mula sa: 2.chemistry.msu.edu
3. Mga sparknotes. (2018). Pagkalkula ng Stoichiometric. Nabawi mula sa: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (sf). Stoichiometry Module: Pangkalahatang Stoichiometry. Nabawi mula sa: chem.wisc.edu
5. Flores, J. Química (2002) Editoryal na Santillana.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.