Mini-kurzus
Sztöchiometria
A sztöchiometria a kiegyenlített kémiai egyenlet mennyiségi tartalmát használja fel: megmutatja, milyen mólarányban fogynak a reagensek és képződnek a termékek. A számolás kulcsa nem a grammok közvetlen összehasonlítása, hanem a tömeg → mól → reakcióarány → mól → tömeg útvonal.
Először egyenlítsd ki az egyenletet
A 2H₂ + O₂ → 2H₂O egyenlet azt mondja, hogy két H₂-részecske vagy két mol H₂ egy O₂-részecskével vagy egy mol O₂-vel reagál. Az együtthatók arányok, nem tömegek. Ha az egyenlet nincs helyesen kiegyenlítve, minden későbbi számítás hibás alapra épül.
Mól mint közös nyelv
A laborban többnyire grammot mérünk, a reakcióegyenlet viszont részecskearányt ír le. Ezért a mért tömeget a moláris tömeggel alakítjuk móllá: n=m/M. A kívánt anyag mólját ezután a sztöchiometriai együtthatók arányával kapjuk, majd szükség esetén visszaalakítjuk tömeggé.
Példa: vízképződés
4,00 mol H₂ teljes elégetéséhez a 2:1 arány miatt 2,00 mol O₂ kell, és ideális esetben 4,00 mol H₂O keletkezik. Ha tömeget kérünk, 4,00 mol × 18,015 g/mol ≈72,1 g víz. A számolás során minden lépésnél érdemes feltüntetni az egységeket.
Limitáló reagens
Ha több reagensből megadott mennyiség áll rendelkezésre, nem feltétlenül mind fogy el. Mindegyikből számítsd ki, mennyi termék képződhetne; amelyik a legkevesebbet engedi, az a limitáló reagens. A többi reagens feleslegben marad. A „kisebb tömegű” anyag nem automatikusan limitáló.
Elméleti és tényleges hozam
A sztöchiometria a limitáló reagensből elméleti maximális termékmennyiséget ad. Valós kísérletben mellékreakciók, egyensúly, veszteségek vagy nem teljes átalakulás miatt kevesebb terméket nyerhetünk. A százalékos hozam = tényleges hozam / elméleti hozam ×100%.
Oldatoknál
Ha koncentrációt és térfogatot ismerünk, a mólszám n=cV, feltéve hogy V megfelelő egységben szerepel. Sav-bázis titrálásnál például a mólarányt a kiegyenlített reakció adja, nem az a feltételezés, hogy a két oldat térfogata vagy koncentrációja azonos.
Dimenzióellenőrzés
Írd az átváltásokat törtek formájában úgy, hogy a nem kívánt egységek kiesjenek. Ha g → mol → mol → g útvonalon a végén nem gramm marad, valahol hibás tényezőt használtál. Ez a módszer különösen jól kiszűri a moláris tömeggel való rossz irányú szorzást vagy osztást.
Próbáld ki
A 2H₂ + O₂ → 2H₂O reakcióban 3,0 mol O₂ és 4,0 mol H₂ áll rendelkezésre. Melyik a limitáló reagens, és hány mol víz képződhet?
Megoldás
4,0 mol H₂-höz 2,0 mol O₂ kell, tehát O₂ feleslegben van. H₂ a limitáló reagens, és 4,0 mol H₂O képződhet.