Av Jack Brubaker – Uppdaterad 30 augusti 2022
I varje laboratorium utför kemister exakta beräkningar för att bestämma de exakta mängderna reaktanter och produkter som krävs för en given reaktion. Denna disciplin, känd som stökiometri, förlitar sig på begreppet mullvad – en grundläggande enhet som representerar 6,022×10 23 formelenheter för ett ämne. Molen definieras så att en mol av en förening väger exakt sin formelvikt i gram, där formelvikten är summan av atomvikterna för alla atomer i molekylformeln. Till exempel har natriumklorid (NaCl) en formelvikt på 58,44 gmol -1 , vilket betyder att 58,44 g NaCl innehåller 6,022×10 23 formelenheter.
Börja med att utarbeta en balanserad ekvation för reaktionen av intresse. En balanserad ekvation innehåller samma antal av varje typ av atom på båda sidor om pilen. Till exempel reaktionen mellan kalciumhydroxid (Ca(OH)2 ) och saltsyra (HCl) skrivs som:
Ca(OH)2 + HCl → CaCl2 + H2 O
Denna version är obalanserad:den vänstra sidan har två syreatomer och en kloratom, medan den högra sidan har två kloratomer och en syreatom. Den korrekt balanserade ekvationen är:
Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2 O
Nu visas varje element i lika antal på båda sidor.
Beräkna sedan formelvikten för varje förening i den balanserade ekvationen. Formelvikt erhålls genom att summera atomvikterna för alla närvarande atomer. Till exempel kalciumklorid (CaCl2 ) innehåller en kalciumatom (40,08 gmol -1 ) och två kloratomer (35,45 gmol -1 vardera), vilket ger:
(1×40,08) + (2×35,45) =100,98 gmol ‑1
När du vet massan av en reaktant eller produkt, omvandla den massan till mol genom att dividera med dess formelvikt. Använd den balanserade reaktionen ovan, anta att du har 10 g kalciumhydroxid. Formelvikten för Ca(OH)2 är 74,10 gmol -1 , så molerna av Ca(OH)2 närvarande är:
10g÷74,10gmol ‑1 =0,135 mol (≈0,13 mol)
Använd koefficienterna från den balanserade ekvationen för att relatera de kända molerna till de okända molerna. I Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2 O, det stökiometriska förhållandet mellan HCl och Ca(OH)2 är 2:1. Därför:
0,135 molCa(OH)2 ×(2molHCl÷1molCa(OH)2 ) =0,270 molHCl
Således krävs 0,270 mol HCl för att reagera fullständigt med 10 g Ca(OH)2 .
Genom att följa dessa systematiska steg kan du exakt bestämma de molmängder som är nödvändiga för alla kemiska reaktioner, vilket säkerställer exakta stökiometriska beräkningar i laboratoriet.
