Stechiometrické výpočty
Přihlásit se
Stechiometrické výpočty (2/11) · 13:35

Příklad na stechiometrii 1 Výpočet počtu gramů reaktantů a produktů pro reakci fosforu a chlóru.

Navazuje na Vyčíslování chemických rovnic.
Víme, že fosfor v pevném skupenství bude reagovat s plynným chlórem a bude samovolně vznikat chlorid fosforitý, kapalný chlorid fosforitý. A máme zadáno, že máme 1,45 gramů fosforu v pevném skupenství. A ptají se nás, kolik gramů chlóru je potřeba, abychom vypotřebovali všechen fosfor, co tu máme. A kolik gramu chloridu fosforitého bude vytvořeno. Předtím, než se pustíte do těchto stechiometrických příkladů. „Stechiometrický“ je fajnové slovo pro příklady s výpočtem, kolik je potřeba určitého reaktantu nebo kolik vznikne nějakého produktu. Než začnete takový příklad řešit, ujistěte se, že je vaše rovnice vyčíslena. Takže pojďme se o tom ujistit. Na levé straně se tato molekula fosforu skládá ze čtyř atomů. Takže na levé straně mají všechny reaktanty dohromady 4 atomy fosforu. Takže produkty musí mít také 4 atomy fosforu. Ale tak, jak to je zapsáno nyní, máme atom fosforu jen jeden. Taže to tady znásobím čtyřmi. Nyní mám 4 atomy fosforu na obou stranách rovnice. Pojďme nyní vyřešit chlór. Na levé straně mám jen 2 atomy chlóru. Tato molekula chlóru má v sobě 2 atomy. Zde má každá molekula chloridu fosforitého 3 atomy chlóru. A mám 4 molekuly této látky. Takže 4 krát 3, mám 12 atomů chlóru na pravé straně. Takže 12 na pravé straně, potřebuji mít 12 i nalevo. Tady mám pouze 2. Znásobím to tedy 6. 6 krát 2 je 12. 4 krát 3 je 12. Nyní je naše rovnice vyčíslena. 4 fosfory na každé straně a 12 chlórů. Naším dalším úkolem, když máme tuto rovnici vyčíslenou a můžeme se pustit do samotného příkladu, je zjistit, kolik tu máme molů fosforu. Protože jakmile známe počet molů, můžeme využít stechiometrických poměrů. V zásadě si řekneme: Za každý mol tohoto potřebuji 6 molů tohohle. A za každý mol tohoto vytvořím 4 moly tohohle. Takže to všechno chceme získat v molech. Tak pojďme zjistit, s kolika moly fosforu tu máme tu čest. Podívejme se do periodické tabulky. U této periodické tabulky musíme řádně zmínit jejího autora. Vytvořil ji Le Van Han Cedric. Mám ji z Wikimedia Creative Commons. V rámci licence se zmíněním autora. Jinak ji můžeme používat bez omezení. A pojďme k fosforu. Fosfor je tady, má atomovou hmotnost 30,974. Zaokrouhlíme to na 31. Zapíšu to sem. Takže fosfor má atomovou hmotnost 31. Což nám říká, že mol fosforu bude vážit 31 gramů. Pamatujte si, že mol je 6,02 krát 10 na 23. Je to obrovský počet atomů. Pokud máte tolik atomů fosforu, budou vážit 31 gramů. Pokud hledáme atomovou hmotnost P4, neboli molekuly se 4 atomy, bude čtyřnásobná. Takže to bude mít atomovou hmotnost... No, 4 krát 31? To je 124... atomovou hmotnost 124. Což znamená, že 1 mol... Napíšu to sem. To nám říká, že 1 mol fosforu v pevném skupenství bude mít... No, protože to děláme v gramech, měl bych říci, že bude vážit 124 gramů. Takže využijeme tuto informaci a zjistíme, kolik máme molů molekul fosforu. Molekul fosforu v pevném skupenství. Takže začnu tady. Máme 1,45 gramů – napíšu to takto – molekul fosforu, každá má 4 atomy. A můžeme provést rozměrovou analýzu a ujistit se, že se vše vykrátí. Krát tato informace zde. Máme 1 mol molekul fosfor za každých jeho 124 gramů. Napíšu to sem, abychom si pamatovali, že jsme o tom mluvili. 1 mol molekul fosforu za každých 124 gramů molekul fosforu. A toto se vykrátí. Takže se jednotky alespoň vykrátí. Gramy fosforu. A potom máme 1,45 krát 1/124 molů molekul fosforu. A to můžeme spočítat. Vezměme si naší kalkulačku. Je to 1,45... mohli bychom říct děleno 124, že? To je to samé jako násobit 1/124. Takže děleno 124 je 0,011... Jen to zaokrouhlím, 7. Takže je to 0,0117 molů fosforu. S tím tedy začínáme. To je těchto 1,45 gramů. A to dává smysl. Pokud bychom měli celý mol molekul fosforu, vážil by 124 gramů. My máme jen 1,45 gramů. Takže je to o trochu více než 1/100, což dává smysl. Toto číslo zde je o něco více než 1/100. Nyní se musíme zamyslet, pro každý mol... Pojďme sem dolů. Ovšem nechci přijít o svou rovnici. Nemusíme přemýšlet o každém molu. Napíšu to tedy sem, máme 0,0117 molů molekul fosforu. A pro každý mol fosforu, kolik potřebujeme molů chlóru? Napíšu to sem. Takže pro 6 molů plynného chlóru... ...udělám to modrou... Za každých 6 molů plynného chlóru potřebujeme 1 mol molekul fosforu. Píšu to takto, místo jednoho molu fosforu za každých 6 molů plynného chlóru, proto, že se chci ujistit, že se jednotky vykrátí. A to by vám také intuitivně mělo dávat smysl. Pokud mám 1 tohoto, budu potřebovat 6 tohohle. Pokud mám 0,0117 tohoto, budu potřebovat 6krát více plynného chlóru. A jednotky vyjdou. Toto se vykrátí s tímto. A v zásadě jen násobím 6. Takže budeme mít 6 krát 0,0117. Myslím, že to mám stále ve své kalkulačce. Ano, je to tady. Takže krát 6, to je 0,07. Nechám si to, protože pak je to opět 0. Takže toto se rovná 0,07 molů plynného chlóru. A to můžu zapsat sem. Napíšu sem „potřebujeme“. „Potřebujeme“ v čitateli, „potřebujeme“ ve jmenovateli. To dává trochu větší smysl nebo to věci lépe objasňuje. Za každých 6 molů plynného chlóru, které potřebujeme, je třeba 1 mol fosforu, pevného fosforu. Nebo se dá říct, že na každý mol fosforu je nutné mít 6 molů plynného chlóru. To jsme jednoduše získali z původní rovnice. Takže to napíšu sem dolů, „potřebujeme“. Máme téměř hotovo. Zjistili jsme, že potřebujeme 0,07 molů plynného chlóru. Ale chceme zjistit, kolik potřebujeme gramů plynného chlóru. Takže musíme zjistit, kolik gramů je to na jeden mol. Pojďme to vypočítat. Podívejme se na chlór. Chlór je tady vpravo. Toto je obrovská periodická tabulka. Chlór je tady, s atomovou hmotností 35,453. Takže chlór má atomovou hmotnost 35,453. Průměr hmotností všech izotopů chlóru na Zemi. Takže plynný chlór, který má 2 atomy, bude mít dvojnásobnou hmotnost. To můžeme spočítat z hlavy. Takže kolik to tak asi bude? 70,9? Použiju kalkulačku. Nechci udělat nějakou hloupou matematickou chybu. 35,453 krát 2 je 70,906. Ani jsem nepotřeboval kalkulačku. Takže je to rovno 70,906. Má paměť je špatná... 70,906. Atomová hmotnost je 70,906. To nám říká, že... No, napíšu tu informaci sem dolů. Měli jsme mít 0,07 molů plynného chlóru. To je to, co potřebujeme. A pojďme to znásobit. Chceme použít moly ve jmenovateli. Takže chceme moly zde ve jmenovateli. Takže 1 mol plynného chlóru. Kolik bude hmotnost na jeden mol? No, pokud je atomová hmotnost plynného chlóru 70,906, znamená to, že jeden mol bude vážit 70,906 gramů. Tedy za každý mol máme 70,906 gramů. Máme 0,07 molů. Takže znásobíme 0,07 krát 70, abychom spočetli, kolik máme gramů. A jednotky se vykrátí. Máme moly plynného chlóru a získáme požadovaný počet gramů. Takže tohle bude rovno 70 krát 0,07 gramů, které potřebujeme. Takže to přepišme sem. Takže máme již 70,906 krát 0,07, to je rovno 4,96 gramů. Takže 4,96 gramů... Takže to je 4,96 gramů plynného chlóru. Napíšu to sem. Takže potřebujeme tolik gramů plynného chlóru. I slovo „potřebujeme“ sedí s rozměrovou analýzou. A odpověděli jsme na první část otázky. Pokud máme 1,45 gramů fosforu jako jednoho z reaktantů, potom budeme potřebovat 4,96 gramů... Budeme potřebovat 4,96 gramů chlóru. Naší druhou otázkou nyní je, kolik vznikne chloridu fosforitého? Teď se nabízí dva způsoby, jak toto vyřešit. Jednoduchý a složitý. Jednoduchým způsobem je říci, že se zachovává hmotnost. Máme gramy, celková hmotnost na jedné straně stejná jako na druhé. To je jednoduchý způsob. O něco složitější by bylo udělat to samé, co jsme dělali s chlórem. To samé můžete udělat s chloridem fosforitým. Můžete si říci: Fajn, za každý moc tohoto potřebuji 4 moly tohohle. A potom spočítat hmotnost jednoho molu a znásobit ji a tak dále. Ale pojďme to udělat jednoduše. Víme, že máme 1,45 gramů tohoto reaktantů a 4,96 gramů tohohle reaktantu. Takže toto, jediný produkt, tento produkt musí mít celkovou hmotnost reaktantů, protože bude reagovat zcela. Pojďme to vyřešit. Máme 4,96. Zaokrouhlím na 4,96 plus 1,45, to je 6,41 gramů chloridu fosforitého. 6,41 gramů. A máme hotovo.
video