Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.1: Щоденна стехіометрія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19004

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Визначення кількості лабораторного обладнання є формою стехіометрії
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Користувач:Скейтбайкер/Вікіпедія; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schott-duran_glassware.PNG(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Скільки обладнання потрібно для експерименту?

    Ви відповідаєте за встановлення лабораторного обладнання для хімічного експерименту. Якщо у вас є двадцять студентів в лабораторії (і вони будуть працювати в командах по два) і експеримент вимагає три мензурки і дві пробірки, скільки посуду вам потрібно встановити? Визначення цього включає в себе тип збалансованого рівняння і роду розрахунків, які ви б зробити для хімічної реакції.

    Щоденна стехіометрія

    Ви дізналися про хімічні рівняння та методи, що використовуються для їх збалансування. Хіміки використовують збалансовані рівняння, щоб дозволити їм кількісно маніпулювати хімічними реакціями. Перш ніж ми розглянемо хімічну реакцію, розглянемо рівняння для ідеального бутерброда з шинкою.

    Шинка, пісок якої.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Ідеальний бутерброд з шинкою. (Кредит: CK-12 Фонд; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CK-12 Навчальні матеріали ліцензія)

    Наш бутерброд з шинкою складається з 2 скибочок шинки\(\left( \ce{H} \right)\), скибочки сиру\(\left( \ce{C} \right)\), скибочки помідора\(\left( \ce{T} \right)\), 5 солоних огірків\(\left( \ce{P} \right)\) та 2 скибочок хліба\(\left( \ce{B} \right)\). Рівняння для нашого бутерброда таке:

    \[2 \ce{H} + \ce{C} + \ce{T} + 5 \ce{P} + 2 \ce{B} \rightarrow \ce{H_2CTP_5B_2}\nonumber \]

    Тепер давайте припустимо, що у вас є деякі друзі, і вам потрібно зробити п'ять бутербродів з шинкою. Скільки кожного інгредієнта сендвіча вам потрібно? Ви берете кількість кожного інгредієнта, необхідного для одного бутерброда (його коефіцієнт в наведеному вище рівнянні) і множимо на п'ять. Використовуючи в якості прикладів шинку і сир, і використовуючи коефіцієнт перерахунку, можна обчислити:

    \[5 \ce{H_2CTP_5B_2} \times \frac{2 \: \ce{H}}{1 \ce{H_2CTP_5B_2}} = 10 \: \ce{H}\nonumber \]

    \[5 \ce{H_2CTP_5B_2} \times \frac{1 \ce{C}}{1 \ce{H_2CTP_5B_2}} = 5 \: \ce{C}\nonumber \]

    Коефіцієнти перетворення містять коефіцієнт кожного конкретного інгредієнта як чисельника та формулу одного сендвіча як знаменника. Результат - це те, що ви очікуєте. Для того щоб зробити п'ять бутербродів з шинкою, знадобиться 10 скибочок шинки і 5 скибочок сиру.

    Цей вид розрахунку демонструє використання стехіометрії. Стехіометрія - це розрахунок кількості речовин в хімічній реакції з збалансованого рівняння. Зразок проблеми нижче - ще одна проблема стехіометрії, що включає інгредієнти ідеального бутерброда з шинкою.

    Приклад\(\PageIndex{1}\): Ham Sandwich Stoichiometry

    Кім дивиться в холодильник і виявляє, що у неї 8 скибочок шинки. Для того щоб зробити якомога більше бутербродів, скільки солоних огірків їй потрібно? Скористайтеся рівнянням вище.

    Рішення
    Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.
    • Є 8 скибочок шинки\(\left( \ce{H} \right)\)
    • \(2 \: \ce{H} = 5 \: \ce{P}\)(коефіцієнт перетворення)
    Невідомий
    • Скільки потрібно маринованих огірків (P)?

    Коефіцієнти для двох реагентів (інгредієнтів) використовуються для перетворення коефіцієнта між скибочками шинки та соліннями.

    Крок 2: Вирішіть.

    \[8 \: \ce{H} \times \frac{5 \: \ce{P}}{2 \: \ce{H}} = 20 \: \ce{P}\nonumber \]

    Оскільки 5 солінь поєднуються з 2 скибочками шинки в кожному бутерброді, потрібно 20 солінь, щоб повністю з'єднати з 8 скибочками шинки.

    Крок 3: Подумайте про свій результат.

    8 скибочок шинки зроблять 4 бутерброди з шинкою. З 5 соліннями на бутерброд 20 солінь використовуються в 4 бутербродах.

    Резюме

    • Наведено приклад побутової стехіометрії.

    Рецензія

    1. Смузі містить 1 банан (B), 4 полуниці (St), 1 контейнер йогурту (Y) та 3 кубики льоду (Ic). Напишіть збалансоване рівняння, щоб описати взаємозв'язок.
    2. Напишіть коефіцієнт перетворення, щоб показати взаємозв'язок між кількістю кубиків льоду та кількістю вироблених смузі.
    3. Скільки полуниці потрібно було б зробити 12 смузі?