Стехіометричні розрахунки за рівняннями реакцій


На основі закона збереження маси і закону сталості складу для незворотної (повністю протікає в одному напрямку) реакції можна розрахувати за відомим значенням маси однієї з речовин (реагента або продукту) значення маси всіх інших речовин які беруть участь у реакції. Розрахунки за рівнянням хімічної реакції є предметом розділу хімії, під назвою стехіометрія.
Стехіометричні розрахунки за рівняннями реакцій засновані на співвідношенні:

mA / mB= nA · MA / nB · MB

де
А – формула речовини в реакції;
mA – відома маса речовини А;
В – формула будь-якої іншої речовини (реагенту, продукту) у реакції;
mВ – значення маси речовини В яку необхідно знайти;
nA і nB – кількості речовин, чисельно рівні стехіометричним коефіцієнтам при формулах відповідних речовин в рівнянні реакції.

Невідому величину mВ розраховують з рівняння:

mВ= mA · nВ · MВ / nА · MА

Рішення типового завдання по знаходженню маси одного з реагентів (або продуктів) включає наступні етапи.

1. Складають і перевіряють рівняння химичної реакції

3Fe3O4+ 8Al = 9Fe + 4Al2O < sub> 3

2. За умовою задачі встановлюють, маса якої речовини задана і масу яких речовин потрібно визначити. Наприклад, для наведеної реакції, необхідно визначити масу реагентів (Fe3O4і Al), якщо відома маса одного з продуктів – заліза (500 г).

3. Розраховують значення молярної маси речовин, що беруть участь в реакції.

M(Al) = 26.98 г / моль; M (Fe3O4) = 231.54 г / моль; M(Fe) = 55.85 г / моль

4. Встановлюють значення стехіометричних кількостей тих же речовин.

n(Al) = 8 моль; n(Fe3O4) = 3 моль; n(Fe) = 9 моль

5. Записують розрахункові формули, підставляють значення відомих величин і знаходять значення невідомих величин

m(Al) = m(Fe) · n(Al) · M(Al) / n(Fe) · M(Fe) = 500 г · 8 моль · 26,8 г / моль / 9 моль · 55,85 г / моль = 214,7 г

m(Fe3O4) = m(Fe) · n(Fe3O4) · M(Fe3O4) / n(Fe) · M(Fe) = 500 г · 3 моль · 231,54 г / моль / 9 моль · 55,85 г / моль = 691,0 г

6. Формулюють відповідь завдання. У даному прикладі для отримання 500 г заліза у відповідності зі стехіометрією даної реакції необхідно взяти 214,7 г Al і 691,0 г Fe3O4).

Якщо учасниками реакції є гази, то для спрощення стехіометричних розрахунків (при заданому або невідомому значенні обсягу газу) використовують значення молярного обсягу газу VM замість його молярної маси.


Comments are closed.