HodTari.com

Hvordan man laver støkiometri

Alle kemiske reaktioner (og dermed alle kemiske ligninger) skal afbalanceres. Materiel kan ikke opbygges eller ødelægges, således at alle produkter, der stammer fra en ligning, skal svare til reaktanterne, der indtaster en reaktion, selvom de omorganiseres på en anden måde. Stoichiometri er en særlig færdighed, som kemikere bruger til at sikre, at en kemisk ligning er perfekt afbalanceret. Støkiometrien består af halvdelen af ​​matematik, halvdelen af ​​kemi, og alligevel drejer sig om et simpelt princip citeret ovenfor - det er aldrig noget tabt

eller vinder under en reaktion. Se trin 1 nedenfor for at komme i gang!

trin

Del 1
At lære de grundlæggende trin

Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 1
1
Lær delene af en kemisk ligning. At lave støkiometri kræver forståelse af visse kemiske grundprincipper. Det vigtigste af disse er ideen om kemisk ligning. En kemisk ligning er dybest set en måde at repræsentere en kemisk reaktion på med bogstaver, tal og symboler. I alle kemiske reaktioner, en eller flere reagenser er brudt, kombineret eller forarbejdet til at danne en eller flere produkter. Tænk på reagenser som "udgangsmaterialer" og produkterne som "slutresultat" af en kemisk reaktion. For at repræsentere en reaktion med en kemisk ligning, starter vi fra venstre, skriver vi først reaktanterne (med tegn på tilsætning mellem hver), vi introducerer derefter et tegn på ækvivalens (i enkle problemer, som regel en pil pegede til højre) Endelig skriver vi produkterne (som vi gjorde med reagenserne).
  • For eksempel er her en kemisk ligning: HNO3 + KOH → KNO3 + H2O. Denne kemiske ligning fortæller os, at to reagenser, HNO3 og KOH, kombineres til dannelse af to produkter, KNO3 og H2O.
  • Bemærk, at pilen midt i problemet kun er et af de ækvivalenssymboler, der anvendes af kemikere. Et andet ofte brugt symbol er den dobbelte pil, der peger i to vandrette retninger. Til simple støkiometriformål gør ækvivalens symboler normalt ikke forskel.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Step 2
    2
    Brug koefficienter til at specificere forskellige mængder af molekyler i ligningen. I ovennævnte eksempellig ligning blev alle reagenser og produkter anvendt i forholdet 1: 1. Det er, vi bruger en af hvert reagens til dannelse en af hvert produkt. Dette er dog ikke altid tilfældet. Nogle gange vil en ligning f.eks. Kræve mere end et reagens eller produkt - faktisk er det ikke ualmindeligt, at hver forbindelse i ligningen bruges mere end én gang. Til dette bruger vi koefficienter - hele tal tæt på reagenser eller produkter Koefficienterne angiver antallet af hvert tilsvarende molekyle produceret fra reaktionen (eller forbrugt i).
    • Lad os f.eks. Observere ligningen for forbrænding af metan: CH4 + 2 Den2 → CO2 + 2H2O. Bemærk koefficienterne "2" foran O2 og H2Denne ligning fortæller os, at et CH-molekyle4 og to fra o2 kombinere til dannelse af en CO2 og to af H2O.
  • Billede med titlen Stoichiometri Trin 3
    3
    Ved at det er muligt at formere "med" ligningen. Du er muligvis blevet bekendt med multiplikationsfordelens fordelingsegenskab: a (b + c) = ab + ac. Det samme er i det væsentlige sandt for kemiske ligninger. Hvis du ganger ligningen af ​​en numerisk konstant, får du en ligning, der, selv om de ikke i sin enkleste form, er lige gyldige. Ved at multiplicere ligning, multipliceres hver koefficient (aldrig den sænkede tal, som repræsenterer de mængder der er til stede i molekylet) på hver side af ligningen med en konstant. Denne teknik kan være nyttig i nogle mere avancerede støkiometriske situationer.
    • For eksempel, hvis vi tager ovenstående ligning (CH4 + 2 Den2 → CO2 + 2H2O) med 2, vil vi have 2CH4 + 4Det2 → 2CO2 + 4H2O som et resultat. Med andre ord multiplicerer vi koefficienten for hvert molekyle med 2, hvilket resulterer i dobbelt af alle kemikalierne i ligningerne. Når først de oprindelige proportioner er opretholdt, er ligningen stadig gyldig.
      • Bemærk at det kan være nyttigt at tænke på molekyler uden koefficienter som at have en implicit koefficient på "1". Derfor, i vores originale eksempel, CH4 bliver 1CH4 og så videre.

    • Del 2
    Balancering af en ligning med støkiometri

    Billede titled Do Stoichiometry Trin 4
    1
    Skriv din ligning. Måden støkiometri er gjort på, er noget som hvordan man løser et matematisk problem. For alle ligninger, bortset fra de enkleste, betyder det, at det er svært, om ikke næsten umuligt at gøre det i hovedet. Så til at begynde med, skriv din ligning (og lad plads være under for beregninger).
    • Til eksemplificeringsformål, lad os lave en simpelt ligning: H2SO4 + Fe → Tro2(SO4)3 + H2
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 5
    2
    Vær opmærksom på, og find ud af, om ligningen allerede er afbalanceret. Før man starter processen med at afbalancere en ligning gennem støkiometri, hvilket kan tage lidt tid, er det klogt at tjekke hurtigt, om den faktiske kendsgerning du har brug for balancering. Da en kemisk reaktion aldrig kan skabe eller ødelægge nyt materiale, vil en given ligning blive ubalanceret, hvis antallet (og typerne) af atomer på hver side af ligningen ikke svarer ens.
    • Lad os kontrollere, om ligningen ovenfor er afbalanceret. For at gøre det, vil vi tilføje antallet af atomer af hver type på hver side af pilen.
      • På venstre side af pilen har vi 2 H, 1 S, 4 O og 1 Fe.
      • På højre side af pilen har vi 2 Fe, 3 S, 12 O og 2 H.
      • Der er forskellige mængder af jern, svovl og oxygenatomer, så ligningen er bestemt ubalanceret. Stoichiometry vil hjælpe os med at afbalancere det!
  • Billede titled Do Stoichiometry Trin 6
    3
    Balancér eventuelle komplekse (polyatomiske) ioner oprindeligt. Hvis nogen polyatomic ioner (dem, der består af mere end ét atom) i reaktionen vises på begge sider af ligningen, er det generelt en god idé at matche dem først og fremmest, fordi at gøre det muligt at "slippe" flere atomer kun én gang. At balancere dele af dets ligning, multipliceres de tilsvarende molekyler på den ene side (eller begge) af ligningen for heltal koefficienter således at ion, atom eller funktionel gruppe, som ønskede balance også i samme mængde på begge sider af ligningen .
    • Dette bliver lettere at forstå med et eksempel. I vores ligning H2SO4 + Fe → Tro2(SO4)3 + H2, SO4 er den eneste polyatomiske ion til stede. Da det virker intakt på begge sider af ligningen, kan vi afbalancere hele ion, ikke kun enkelte atomer.
      • Der er 3 SO4 på højre side af pilen og kun 1 SO4 på venstre side. For at afbalancere SO`en4, vi vil formere molekylet som SO4 er en del af ligningens venstre side med 3, således: 3H2SO4 + Fe → Tro2(SO4)3 + H2.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 7
    4
    Balancere metallerne. Hvis din ligning indeholder metaller, skal du afbalancere dem. Multiplicér ethvert isoleret metalatom eller molekyler ved hjælp af heltalskoefficienter, således at det samme antal metaller fremkommer på hver side af ligningen. Hvis du ikke er sikker på, hvilke atomer der er metaller, henvis til et periodisk bord - generelt er metaller alle de resterende elementer i kolonne (kolonne) 12 / IIB, undtagen H, plus elementer i nederste venstre hjørne af "firkantet" del til højre for bordet.
    • I vores ligning er 3H2SO4 + Fe → Tro2(SO4)3 + H2, Tro er det eneste metal, så vi vil afbalancere det næste.
      • Der er 2 Fe på højre side af ligningen og kun 1 Fe på venstre side. Derfor vil vi give Fe på venstre side af ligningen en koefficient på 2 for at afbalancere den. Vores ligning ser nu sådan ud: 3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + H2.

  • Video: 9/11: EXPLOSIVE TESTIMONY EXCLUSIVE - AE911Truth.org - Mark Basile Chemical Engineer

    Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 8


    5

    Video: Ækvivalente mængde og begrænsende reaktant

    Balance ikke-metaller (ud over ilt og brint). Dernæst balance alle ikke-metaller til stede i ligningen, bortset fra hydrogen og ilt, som generelt er afbalanceret sidst. Denne del af balanceringsprocessen er normalt lidt vag, da de nøjagtige ikke-metalliske elementer i ligningen kan afvige væsentligt, baseret på den type reaktion, du udfører. Organiske reaktioner kan for eksempel have et stort antal molekyler C, N, S og P, der har brug for balance. Balancér disse atomer som beskrevet ovenfor.
    • Vores eksempel-ligning (3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + H2) har S elementer, men vi tæller dem allerede ved balancering af de polyatomiske ioner, som de er en del af. Så vi kan springe over dette trin. Det er værd at bemærke, at mange kemiske ligninger ikke kræver realisering af hvert trin i balanceringsprocessen beskrevet i denne artikel.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 9
    6
    Balancere iltatomer. Derefter balance eventuelle iltstoffer i ligningen. Ved balancering af kemiske ligninger overlades normalt atomer O og H til slutningen af ​​processen. Dette er fordi det er almindeligt, at de vises i mere end et molekyle på hver side af ligningen, hvilket gør det svært at vide, hvor de skal begynde, indtil balanceringen af ​​de andre dele er begyndt.
    • Heldigvis, i vores ligning, 3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + H2, Vi balancerede allerede iltet ved at balancere de polyatomiske ioner i begyndelsen.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 10
    7
    Balancer hydrogenatomerne. Endelig afslut processen ved at afbalancere eventuelle resterende H-atomer. Ofte, men ikke altid, kan det betyde at vedhæfte en koefficient til et diatomisk hydrogenmolekyle (H2) for at matche antallet af H-atomer med den anden side af ligningen.
    • Sådan er tilfældet med vores eksempelligning, 3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + H2.
      • På dette tidspunkt har vi 6 H på venstre side af pilen og 2 H på højre side, så vi vil give H2 på højre side af pilen er en koefficient på 3 for at passe til antallet af atomer H. Dette efterlader os med 3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + 3H2.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 11
    8
    Tjek ligningen og dens balance. Når det er overstået, er det klogt at gå tilbage og kontrollere den samlede balance af ligningen. Dette kan gøres på samme måde som ligningen blev fundet ubalanceret først - tilføj alle atomer på hver side af ligningen og kontroller for at se om de har perfekt ækvivalens.
    • Lad os se resten af ​​vores ligning, 3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + 3H2.
      • På venstre side af pilen er der 6 H, 3 S, 12 O og 2 Fe.
      • På højre side af pilen er der 2 Fe, 3 S, 12 O og 6 H.
      • Succes! Vores ligning er nu afbalanceret.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 12
    9
    Balancér altid ligningerne kun ved at ændre koefficienter og aldrig ændre abonnementsnumre. En fælles fejl ved at starte elever i kemi er at ændre abonneret tal, ikke den koefficienter af molekylerne i ligningen, når de forsøger at balancere dem. Dette ændrer sammensætningen af ​​molekylerne i reaktionen, ikke antallet af involverede molekyler, hvilket giver dig et helt andet resultat fra den indledende reaktion. For at være helt klart, Når du udfører støkiometri, veksler kun de store tal til venstre for hvert molekyle - aldrig de små i midten af ​​dem.
    • Lad os sige, at vi vil balancere Fe-atomer i vores ligning gennem denne fejlbehæftede tilgang. Vi kan se ligningen i øjeblikket (H2SO4 + Fe → Tro2(SO4)3 + H2) og tænk: "der er to tro på højre side og en på venstre side og så vil jeg ændre venstre til tro2".
      • Problemet med dette er, at det ændrer selve reagenset selv. Troen2 er det ikke mere af elementær Fe - dette er et helt andet molekyle. Derudover, fordi jern er et metal, er det aldrig skrevet i diatomisk form (Fe2) fordi det betyder, at det naturligt kan separeres i molekyler af to atomer - noget, som andre elementer gør i gasformen (dvs. H2, den2, den2, etc.), men ikke metaller.

    • Del 3
    Brug af de praktiske applikationer af en balanceret ligning

    Billede titled Do Stoichiometry Trin 13
    1
    Brug støkiometri til find den begrænsende reaktant af en reaktion. Balancering af en kemisk ligning åbner døre for meget mere. For eksempel ved at afbalancere din ligning med støkiometri, kan du bruge den til at bestemme, hvilke af dine reagenser der er begrænsende. Begrænsende reagenser er i det væsentlige de der vil "løbe ud" først - når de er udmattede, afbrydes reaktionen.
    • For at finde det begrænsende reagens i din balancerede ligning multiplicere mængden af ​​hvert reagens (i mol) ved forholdet mellem produktkoefficienten og reagenskoefficienten. Dette resulterer i mængden af ​​produkt, som hvert reagens er i stand til at producere - uanset hvilket reagens producerer, vil det mindste produkt være det begrænsende reagens.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 14
    2
    Brug støkiometri til at bestemme mængden af ​​genereret produkt. Når du har afbalanceret din ligning og bestemt det begrænsende reagens, skal du finde ud af det hvor mange Produktet vil blive produceret ved reaktionen er simpelthen et spørgsmål om at anvende det svar, der er opnået for at finde det begrænsende reagens i første omgang. Dvs. mængden (i mol) af et givet produkt findes ved multiplicering af mængden af ​​begrænsende reaktant (i mol) ved forholdet mellem produktkoefficienten og reaktantkoefficienten.
  • Billede med titlen Do Stoichiometry Trin 15
    3
    Brug balancerede ligninger til at oprette konverteringsfaktoreri deres reaktion. En afbalanceret ligning indeholder de korrekte koefficienter for hver tilstede tilstedeværelse, som kan anvendes til at konvertere stort set enhver mængde i reaktionen til en anden. Brug koefficienterne af forbindelserne i reaktionen til at starte fra et konverteringssystem fra begyndelsen (normalt mol eller gram reagens) til enden (normalt mol eller gram af produkt).
    • Lad os for eksempel bruge vores afbalancerede ligning ovenfor (3H2SO4 + 2Fe → Tro2(SO4)3 + 3H2) for at bestemme hvor mange mol Fe2(SO4)3 vil teoretisk blive produceret fra 1 mol 3H2SO4.
      • Lad os observere koefficienterne i den afbalancerede ligning. Der er 3 mol H2SO4 for hver 1 mol Fe2(SO4)3. Vi konverterer det som følger:
        • 1 mol H2SO4 × (1 mol Fe2(SO4)3) / (3 mol H2SO4) = 0,33 mol Fe2(SO4)3.
        • Bemærk at vi har de rigtige enheder, fordi nævneren af ​​vores konverteringsfaktor annullerer enhederne i vores oprindelige produkt.

    • Nødvendige materialer

    • Periodisk klassifikation af elementerne
    Del på sociale netværk:

    Relaterede
    © 2024 HodTari.com