Πώς καθορίζετε την στοιχειομετρία μιας αντίδρασης;

Ο προσδιορισμός της στοιχειομετρίας μιας αντίδρασης είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση των ποσοτικών σχέσεων μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων. Ακολουθεί ένας οδηγός βήμα προς βήμα:

1. Γράψτε την ισορροπημένη χημική εξίσωση:

* Προσδιορίστε τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα: Αυτό συνήθως δίνεται στο πρόβλημα ή μπορεί να χρειαστεί να τα συμπεράνετε από την περιγραφή της αντίδρασης.

* Γράψτε την μη ισορροπημένη εξίσωση: Χρησιμοποιήστε τους χημικούς τύπους των αντιδραστηρίων και των προϊόντων, που χωρίζονται από ένα βέλος που δείχνει από αντιδραστήρια σε προϊόντα.

* Εξισορρόπηση της εξίσωσης: Ρυθμίστε τους συντελεστές (αριθμοί μπροστά από κάθε χημικό τύπο) για να διασφαλίσετε ότι ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου είναι ο ίδιος και στις δύο πλευρές της εξίσωσης. Αυτό εξασφαλίζει ότι η μάζα διατηρείται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Παράδειγμα:

Μη ισορροπημένη:CH4 + O2 → CO2 + H2O

Ισορροπημένη:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

2. Ερμηνεύστε τους συντελεστές:

Οι συντελεστές στην ισορροπημένη εξίσωση αντιπροσωπεύουν τις στοιχειομετρικές αναλογίες των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.

* Αναλογίες μόνων: Οι συντελεστές υποδεικνύουν τον αριθμό των γραμμομορίων κάθε ουσίας που εμπλέκεται στην αντίδραση. Στο παραπάνω παράδειγμα, 1 mole του CH4 αντιδρά με 2 moles O2 για να παράγει 1 mole των CO2 και 2 moles του H2O.

* Αναλογίες μάζας: Μπορείτε να μετατρέψετε τις αναλογίες mole σε αναλογίες μάζας χρησιμοποιώντας τις μοριακές μάζες των ουσιών.

3. Stoichiometric υπολογισμοί:

Μόλις έχετε την ισορροπημένη εξίσωση, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να υπολογίσετε την ποσότητα των αντιδραστηρίων ή των προϊόντων που εμπλέκονται σε μια δεδομένη αντίδραση. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση των στοιχειομετρικών αναλογιών για μετατροπή μεταξύ διαφορετικών μονάδων (π.χ. moles, γραμμάρια, λίτρα).

Παράδειγμα:

* Ερώτηση: Πόσα γραμμάρια CO2 παράγονται όταν 10 γραμμάρια CH4 αντιδρούν εντελώς με οξυγόνο;

* Λύση:

* Μετατροπή γραμμάρια CH4 σε moles: 10 g CH4 / 16.04 g / mol =0.624 mol CH4

* Χρησιμοποιήστε την αναλογία mole από την ισορροπημένη εξίσωση: 0.624 mol CH4 * (1 mol CO2 / 1 mol CH4) =0.624 mol CO2

* Μετατρέψτε τις γραμμομορείς CO2 σε γραμμάρια: 0.624 mol CO2 * 44.01 g/mol =27.4 g CO2

4. Προσδιορισμός του περιοριστικού αντιδραστηρίου (εάν ισχύει):

* Περιορισμός αντιδραστηρίου: Το αντιδραστήριο που καταναλώνεται πλήρως σε μια αντίδραση και περιορίζει την ποσότητα του προϊόντος που μπορεί να σχηματιστεί.

* υπερβολικό αντιδραστήριο: Το αντιδραστήριο που δεν καταναλώνεται πλήρως.

Για να προσδιορίσετε το περιοριστικό αντιδραστήριο:

1. Υπολογίστε τις γραμμομορείς κάθε αντιδραστηρίου.

2. Διαιρέστε τα γραμμομόρια κάθε αντιδραστηρίου με τον αντίστοιχο συντελεστή του στην ισορροπημένη εξίσωση.

3. Το αντιδραστήριο με το μικρότερο αποτέλεσμα είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.

5. Υπολογισμός της θεωρητικής απόδοσης:

* Θεωρητική απόδοση: Η μέγιστη ποσότητα προϊόντος που μπορεί να σχηματιστεί σε μια αντίδραση με βάση την στοιχειομετρία και την ποσότητα του περιορισμού του αντιδραστηρίου.

* Πραγματική απόδοση: Η ποσότητα του προϊόντος που πραγματικά λαμβάνεται από μια αντίδραση.

* Ποσοστό απόδοσης: (Πραγματική απόδοση / θεωρητική απόδοση) * 100%

Περίληψη:

Η κατανόηση της στοιχειομετρίας είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη της ποσότητας των αντιδραστηρίων και των προϊόντων που εμπλέκονται σε μια χημική αντίδραση. Με την εξισορρόπηση της εξίσωσης, την ερμηνεία των συντελεστών και τη χρήση των αναλογιών mole, μπορείτε να εκτελέσετε στοιχειομετρικούς υπολογισμούς για να προβλέψετε το αποτέλεσμα των αντιδράσεων και να βελτιστοποιήσετε τη διαδικασία.