12.3: Стехіометрія маси кротів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18963

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

Потрібні цвяхи?

Коли ви робите великий будівельний проект, ви маєте гарне уявлення про те, скільки цвяхів вам знадобиться (багато!). Коли ви йдете в господарський магазин, вам не хочеться сидіти там і рахувати кілька сотень цвяхів. Ви можете купити нігті на вагу, так що ви визначаєте, скільки нігтів в фунті, розрахувати, скільки фунтів вам потрібно, і ви на вашому шляху, щоб почати будівництво.

У той час як моль співвідношення постійно присутній у всіх розрахунках стехіометрії, кількість речовин в лабораторії найчастіше вимірюється масою. Тому нам потрібно використовувати розрахунки моль-маси в поєднанні з мольними співвідношеннями для вирішення декількох різних типів задач стехіометрії на основі маси.

Маса до проблем кротів

При цьому виді проблеми дається маса однієї речовини, як правило, в грамах. З цього ви повинні визначити кількість в молі іншої речовини, яка буде або вступати в реакцію з даною речовиною, або вироблятися з нього.

\[\text{mass of given} \rightarrow \text{moles of given} \rightarrow \text{moles of unknown}\nonumber \]

Маса даної речовини перетворюється в молі за допомогою молярної маси цієї речовини з таблиці Менделєєва. Потім молі даної речовини перетворюються в молі невідомого за допомогою мольного співвідношення з збалансованого хімічного рівняння.

Приклад\(\PageIndex{1}\): Mass-Mole Stoichiometry

Метал олова реагує з фторидом водню з отриманням фториду олова (II) та газоподібного водню відповідно до наступного збалансованого рівняння.

\[\ce{Sn} \left( s \right) + 2 \ce{HF} \left( g \right) \rightarrow \ce{SnF_2} \left( s \right) + \ce{H_2} \left( g \right)\nonumber \]

Скільки молів фтористого водню потрібно для\(75.0 \: \text{g}\) повної реакції з оловом?

Рішення:

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

Дано:\(75.0 \: \text{g} \: \ce{Sn}\)
Молярна маса\(\ce{Sn} = 118.69 \: \text{g/mol}\)
\(1 \: \text{mol} \: \ce{Sn} = 2 \: \ce{mol} \: \ce{HF}\)(Моль співвідношення)

Невідомий

моль ВЧ

Використовуйте молярну масу,\(\ce{Sn}\) щоб перетворити грами\(\ce{Sn}\) на родимки. Потім використовуйте моль співвідношення для перетворення з\(\text{mol} \: \ce{Sn}\) в\(\text{mol} \: \ce{HF}\). Це буде зроблено в одному двоетапному розрахунку.

\(\text{g} \: \ce{Sn} \rightarrow \text{mol} \: \ce{Sm} \rightarrow \text{mol} \: \ce{HF}\)

Крок 2: Вирішіть.

\[75.0 \: \text{g} \: \ce{Sn} \times \frac{1 \: \text{mol} \: \ce{Sn}}{118.69 \: \text{g} \: \ce{Sn}} \times \frac{2 \: \text{mol} \: \ce{HF}}{1 \: \text{mol} \: \ce{Sn}} = 1.26 \: \text{mol} \: \ce{HF}\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Маса олова менше одного моля, але співвідношення 1:2 означає, що для реакції потрібно більше одного моля.\(\ce{HF}\) Відповідь має три значущі цифри, оскільки дана маса має три значущі цифри.

Кроти до масових проблем

При цьому виді проблеми кількість однієї речовини відводиться в кротах. З цього ви повинні визначити масу іншої речовини, яка буде або вступати в реакцію з даною речовиною, або вироблятися з неї.

\[\text{moles of given} \rightarrow \text{moles of unknown} \rightarrow \text{mass of unknown}\nonumber \]

Молі даної речовини спочатку перетворюються в молі невідомого за допомогою мольного співвідношення з збалансованого хімічного рівняння. Потім молі невідомого перетворюються в масу в грамах за допомогою молярної маси цієї речовини з таблиці Менделєєва.

Приклад\(\PageIndex{2}\): Mole-Mass Stoichiometry

Сірководневий газ спалює в кисні з утворенням діоксиду сірки та водяної пари:

\[2 \ce{H_2S} \left( g \right) + 3 \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{SO_2} \left( g \right) + 2 \ce{H_2O} \left( g \right)\nonumber \]

Яка маса газу кисню витрачається в реакції, яка виробляє\(4.60 \: \text{mol} \: \ce{SO_2}\)?

Рішення:

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

Дано:\(4.60 \: \text{mol} \: \ce{SO_2}\)
\(2 \: \text{mol} \: \ce{SO_2} = 3 \: \text{mol} \: \ce{O_2}\)(Моль співвідношення)
Молярна маса\(\ce{O_2} = 32.00 \: \text{g/mol}\)

Невідомий

маса O ₂ =? г

Використовуйте моль співвідношення для перетворення з\(\text{mol} \: \ce{SO_2}\) в\(\text{mol} \: \ce{O_2}\). Потім переведіть\(\text{mol} \: \ce{O_2}\) в грами. Це буде зроблено в одному двоетапному розрахунку.

\(\text{mol} \: \ce{SO_2} \rightarrow \text{mol} \: \ce{O_2} \rightarrow \text{g} \: \ce{O_2}\)

Крок 2: Вирішіть.

\[4.60 \: \text{mol} \: \ce{SO_2} \times \frac{3 \: \text{mol} \: \ce{O_2}}{2 \: \text{mol} \: \ce{SO_2}} \times \frac{32.00 \: \text{g} \: \ce{O_2}}{1 \: \text{mol} \: \ce{O_2}} = 221 \: \text{g} \: \ce{O_2}\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

За мольним співвідношенням,\(6.90 \: \text{mol} \: \ce{O_2}\) випускається з масою\(221 \: \text{g}\). Відповідь має три значущі цифри, оскільки дане число родимок має три значущі цифри.

Резюме

Описано розрахунки, що включають перетворення маси в кроти і молі в масу.

Рецензія

У першій задачі, що буде, якщо помножити грам Sn на 118,69 грам/моль Sn?
Навіщо потрібне збалансоване рівняння?
Чи має значення фізична форма матеріалу для цих розрахунків?