- Tính toán phân tích và các giai đoạn của chúng là gì?
- Các giai đoạn
- Bài tập đã giải
- -Bài tập 1
- Bước 1: phương trình phản ứng
- Bước 2: Lập tỉ lệ Mg và S kết hợp để tạo ra MgS
- Bước 3: thảo luận và tính toán lượng dư phản ứng và khối lượng của nó
- Bước 4: Khối lượng của MgS tạo thành trong phản ứng dựa vào định luật bảo toàn khối lượng
- -Bài tập 2
- Bước 1: Tính khối lượng NaCl nguyên chất
- Bước 2: Tính khối lượng tạp chất
- -Bài tập 3
- Bước 1: Tính số mol HNO
- Bước 2: Tính số mol O có
- Bước 3: Tính khối lượng O có trong 40 g HNO
- -Bài tập 4
- Bước 1: phương trình phản ứng
- Bước 2: Tính khối lượng của KClO
- Bước 3: Tính khối lượng KCl
- Bước 4: Tính khối lượng KCl sinh ra khi phân hủy
- -Bài tập 5
- a) Dopa
- Bước 1: Tìm khối lượng phân tử của dopa C
- Bước 2: Tìm thành phần phần trăm của các nguyên tố có trong dopa
- b) Vanillin
- Phần 1: Tính khối lượng phân tử của vanilin C
- Phần 2: Tìm% của các nguyên tố khác nhau trong vanillin
- -Bài tập 6
- Bước 1: Tính số mol các nguyên tố có trong rượu
- Bước 2: Lấy công thức tối thiểu hoặc thực nghiệm
- Người giới thiệu
Các phép tính phân tích là những phép tính được thực hiện trên cơ sở tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố hoặc hợp chất tham gia vào một phản ứng hóa học.
Bước đầu tiên để thực hiện chúng là cân bằng phản ứng hóa học cần quan tâm. Tương tự như vậy, công thức chính xác của các hợp chất tham gia vào quá trình hóa học phải được biết.
Nguồn: Pixabay
Các phép tính Stoichiometric dựa trên việc áp dụng một tập hợp các định luật, trong đó có các định luật sau: Định luật bảo toàn khối lượng; quy luật về tỷ lệ xác định hoặc thành phần không đổi; và cuối cùng là luật tỷ lệ bội.
Định luật bảo toàn khối lượng phát biểu rằng trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm. Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng không đổi.
Định luật tỷ lệ xác định hoặc thành phần không đổi nói rằng các mẫu khác nhau của bất kỳ hợp chất tinh khiết nào đều có các nguyên tố giống nhau với cùng tỷ lệ khối lượng. Ví dụ, nước tinh khiết là giống nhau cho dù nguồn của nó là gì, hoặc lục địa (hoặc hành tinh) nó đến từ đâu.
Và định luật thứ ba, định luật bội số, chỉ ra rằng khi hai nguyên tố A và B tạo thành nhiều hơn một hợp chất, thì tỷ lệ khối lượng của nguyên tố B kết hợp với một khối lượng nhất định của nguyên tố A, trong mỗi hợp chất , có thể được biểu thị dưới dạng số nguyên nhỏ. Tức là, với A n B m n và m là các số nguyên.
Tính toán phân tích và các giai đoạn của chúng là gì?
Chúng là các phép tính được thiết kế để giải quyết các câu hỏi khác nhau có thể nảy sinh khi một phản ứng hóa học đang được nghiên cứu. Muốn vậy, bạn phải có kiến thức về các quá trình hóa học và các quy luật chi phối chúng.
Ví dụ, với việc sử dụng phép tính phân tích, có thể thu được từ khối lượng của một chất phản ứng, khối lượng chưa biết của chất phản ứng khác. Bạn cũng có thể biết thành phần phần trăm của các nguyên tố hóa học có trong một hợp chất và từ đó, có được công thức thực nghiệm của hợp chất.
Do đó, kiến thức về công thức thực nghiệm hoặc công thức tối thiểu của một hợp chất cho phép thiết lập công thức phân tử của nó.
Ngoài ra, phép tính phân tích cho phép biết trong một phản ứng hóa học đâu là thuốc thử giới hạn, hoặc nếu có thuốc thử dư, cũng như khối lượng của nó.
Các giai đoạn
Các giai đoạn sẽ phụ thuộc vào loại vấn đề đặt ra, cũng như độ phức tạp của nó.
Hai tình huống phổ biến là:
-Hai nguyên tố phản ứng tạo ra hợp chất và chỉ biết khối lượng của một trong các nguyên tố tham gia phản ứng.
-Chúng tôi muốn biết khối lượng chưa biết của nguyên tố thứ hai, cũng như khối lượng của hợp chất thu được từ phản ứng.
Nói chung, khi giải các bài tập này, cần tuân theo thứ tự các giai đoạn sau:
-Lập phương trình phản ứng hóa học.
-Cân bằng phương trình.
- Giai đoạn thứ ba là, thông qua việc sử dụng trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố và hệ số cân bằng, để thu được tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố phản ứng.
-Sau đó, bằng cách sử dụng định luật tỉ lệ xác định, khi biết khối lượng của một nguyên tố phản ứng và tỉ lệ mà nó phản ứng với nguyên tố thứ hai thì biết được khối lượng của nguyên tố thứ hai.
-Và giai đoạn thứ năm và cuối cùng, nếu biết khối lượng của các nguyên tố trong phản ứng, thì tổng của chúng cho phép chúng ta tính được khối lượng của hợp chất tạo ra trong phản ứng. Trong trường hợp này, thông tin này thu được dựa trên định luật bảo toàn khối lượng.
Bài tập đã giải
-Bài tập 1
Thuốc thử còn lại là gì khi cho 15 g Mg phản ứng với 15 g S tạo thành MgS? Và sau phản ứng tạo ra bao nhiêu gam MgS?
Dữ liệu:
- Khối lượng Mg và S = 15 g
-Trọng lượng nguyên tử của Mg = 24,3 g / mol.
-Trọng lượng nguyên tử của S = 32,06 g / mol.
Bước 1: phương trình phản ứng
Mg + S => MgS (đã cân bằng)
Bước 2: Lập tỉ lệ Mg và S kết hợp để tạo ra MgS
Để đơn giản, khối lượng nguyên tử của Mg có thể được làm tròn thành 24 g / mol và khối lượng nguyên tử của S là 32 g / mol. Vậy tỉ số S và Mg cộng lại sẽ là 32:24, chia 2 số hạng cho 8 thì tỉ lệ đó giảm còn 4: 3.
Đối ứng, tỷ lệ Mg kết hợp với S bằng 3: 4 (Mg / S)
Bước 3: thảo luận và tính toán lượng dư phản ứng và khối lượng của nó
Khối lượng của Mg và S là 15 g cho cả hai, nhưng tỷ lệ Mg và S phản ứng là 3: 4 chứ không phải 1: 1. Sau đó, có thể suy ra rằng chất phản ứng dư là Mg, vì nó được tìm thấy ở một tỷ lệ thấp hơn so với S.
Có thể kiểm tra kết luận này bằng cách tính khối lượng Mg phản ứng với 15 g S.
g Mg = 15 g S x (3 g Mg) / mol) / (4 g S / mol)
11,25 g Mg
Khối lượng Mg dư = 15 g - 11,25 g
3,75 g.
Bước 4: Khối lượng của MgS tạo thành trong phản ứng dựa vào định luật bảo toàn khối lượng
Khối lượng của MgS = khối lượng của Mg + khối lượng của S
11,25 g + 15 g.
26, 25 g
Một bài tập cho mục đích giáo dục có thể được thực hiện như sau:
Tính số gam S phản ứng với 15 g Mg, theo tỉ lệ 4: 3 trong trường hợp này.
g S = 15 g Mg x (4 g S / mol) / (3 g Mg / mol)
20 g
Nếu tình huống như trong trường hợp này, có thể thấy rằng 15 g S không đủ để phản ứng hết với 15 g Mg, còn thiếu 5 g. Điều này khẳng định rằng thuốc thử dư là Mg và S là thuốc thử giới hạn trong sự tạo thành MgS, khi cả hai nguyên tố phản ứng có cùng khối lượng.
-Bài tập 2
Tính khối lượng natri clorua (NaCl) và các tạp chất có trong 52 g NaCl có độ tinh khiết phần trăm là 97,5%.
Dữ liệu:
- Khối lượng mẫu: 52 g NaCl
-Tỷ lệ tinh khiết = 97,5%.
Bước 1: Tính khối lượng NaCl nguyên chất
Khối lượng NaCl = 52 gx 97,5% / 100%
50,7 g
Bước 2: Tính khối lượng tạp chất
% tạp chất = 100% - 97,5%
2,5%
Khối lượng tạp chất = 52 gx 2,5% / 100%
1,3 g
Do đó, trong 52 g muối, 50,7 g là tinh thể NaCl tinh khiết và 1,3 g tạp chất (như các ion hoặc chất hữu cơ khác).
-Bài tập 3
Khối lượng oxi (O) có trong 40 g axit nitric (HNO 3 ) là bao nhiêu, biết khối lượng phân tử của nó là 63 g / mol và khối lượng nguyên tử của O là 16 g / mol?
Dữ liệu:
- Khối lượng HNO 3 = 40 g
-Trọng lượng nguyên tử của O = 16 g / mol.
- Khối lượng phân tử của HNO 3
Bước 1: Tính số mol HNO
Nốt ruồi HNO 3 = 40 g HNO 3 x 1 mol HNO 3 /63 g HNO 3
0,635 mol
Bước 2: Tính số mol O có
Công thức cho HNO 3 chỉ ra rằng có 3 mol O cho mỗi mol HNO 3.
Số mol O = 0,635 mol HNO 3 X 3 mol O / mol HNO 3
1,905 mol O
Bước 3: Tính khối lượng O có trong 40 g HNO
g O = 1,905 mol O x 16 g O / mol O
30,48 g
Nói cách khác, trong số 40g HNO 3 , có 30,48g là do khối lượng của số mol nguyên tử oxi. Tỷ lệ lớn oxy này là đặc trưng của oxoanion hoặc muối bậc ba của chúng ( ví dụ như NaNO 3 ).
-Bài tập 4
Khi phân huỷ 20 g kali clorat (KClO 3 ) thì tạo ra bao nhiêu gam kali clorua (KCl) ? Biết khối lượng phân tử của KCl là 74,6 g / mol và khối lượng phân tử của KClO 3 là 122,6 g / mol
Dữ liệu:
- Khối lượng KClO 3 = 20 g
- Khối lượng phân tử của KCl = 74,6 g / mol
- Khối lượng phân tử của KClO 3 = 122,6 g / mol
Bước 1: phương trình phản ứng
2KClO 3 => 2KCl + 3O 2
Bước 2: Tính khối lượng của KClO
g KClO 3 = 2 mol x 122,6 g / mol
245,2 g
Bước 3: Tính khối lượng KCl
g KCl = 2 mol x 74,6 g / mol
149,2 g
Bước 4: Tính khối lượng KCl sinh ra khi phân hủy
245 g KClO 3 được tạo ra khi phân hủy 149,2 g KCl. Sau đó, tỷ lệ này (hệ số phân vị) có thể được sử dụng để tìm khối lượng KCl được tạo ra từ 20 g KClO 3 :
g KCl = 20 g KClO 3 x 149 g KCl / 245,2 g KClO 3
12,17 g
Lưu ý tỷ lệ khối lượng của O 2 trong KClO 3 như thế nào . Trong số 20g KClO 3 , chỉ có dưới một nửa là do oxi là một phần của oxoanion clorat.
-Bài tập 5
Tìm thành phần phần trăm của các chất sau: a) dopa, C 9 H 11 NO 4 và b) vanilin, C 8 H 8 O 3 .
a) Dopa
Bước 1: Tìm khối lượng phân tử của dopa C
Để làm điều này, ban đầu, trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố có trong hợp chất được nhân với số mol biểu thị bằng chỉ số con của chúng. Để tìm khối lượng phân tử, người ta thêm số gam do các nguyên tố khác nhau tạo thành.
Cacbon (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g
Hiđro (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g
Nitơ (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g
Ôxy (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g
Khối lượng phân tử Dopa = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)
197 g
Bước 2: Tìm thành phần phần trăm của các nguyên tố có trong dopa
Đối với điều này, trọng lượng phân tử của nó (197 g) được lấy là 100%.
% của C = 108 g / 197g x 100%
54,82%
% H = 11 g / 197g x 100%
5,6%
% của N = 14 g / 197 gx 100%
7,10%
% O = 64 g / 197 g
32,48%
b) Vanillin
Phần 1: Tính khối lượng phân tử của vanilin C
Để làm điều này, trọng lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố được nhân với số mol của nguyên tố đó, cộng khối lượng do các nguyên tố khác nhau đóng góp
C: 12 g / mol x 8 mol = 96 g
H: 1 g / mol x 8 mol = 8 g
Hoặc: 16 g / mol x 3 mol = 48 g
Khối lượng phân tử = 96 g + 8 g + 48 g
152 g
Phần 2: Tìm% của các nguyên tố khác nhau trong vanillin
Khối lượng phân tử của nó (152 g / mol) được giả định là đại diện cho 100%.
% của C = 96 g / 152 gx 100%
63,15%
% của H = 8 g / 152 gx 100%
5,26%
% O = 48 g / 152 gx 100%
31,58%
-Bài tập 6
Thành phần phần trăm theo khối lượng của một ancol như sau: cacbon (C) 60%, hiđro (H) 13% và oxi (O) 27%. Lấy công thức tối thiểu hoặc công thức thực nghiệm của bạn.
Dữ liệu:
Khối lượng nguyên tử: C 12 g / mol, H 1g / mol và oxi 16 g / mol.
Bước 1: Tính số mol các nguyên tố có trong rượu
Khối lượng của rượu giả sử là 100g. Do đó, khối lượng của C là 60 g, khối lượng của H là 13 g và khối lượng của oxi là 27 g.
Tính số mol:
Số mol = khối lượng của nguyên tố / khối lượng nguyên tử của nguyên tố
số mol của C = 60 g / (12 g / mol)
5 nốt ruồi
số mol H = 13 g / (1 g / mol)
13 nốt ruồi
số mol của O = 27 g / (16 g / mol)
1,69 mol
Bước 2: Lấy công thức tối thiểu hoặc thực nghiệm
Để làm điều này, hãy tìm tỷ lệ số nguyên giữa các số mol. Điều này phục vụ cho việc thu được số nguyên tử của các nguyên tố trong công thức tối thiểu. Vì mục đích này, số mol của các nguyên tố khác nhau được chia cho số mol của nguyên tố ở mức độ nhỏ hơn.
C = 5 mol / 1,69 mol
C = 2,96
H = 13 mol / 1,69 mol
H = 7,69
O = 1,69 mol / 1,69 mol
O = 1
Làm tròn các hình này, công thức tối thiểu là: C 3 H 8 O. Công thức này tương ứng với công thức của propanol, CH 3 CH 2 CH 2 OH. Tuy nhiên, công thức này cũng là công thức của hợp chất CH 3 CH 2 OCH 3 , etyl metyl ete.
Người giới thiệu
- Dominguez Arias MJ (sf). Các phép tính trong phản ứng hóa học. Được phục hồi từ: uv.es
- Các phép tính với công thức và phương trình hóa học. . Lấy từ: 2.chemistry.msu.edu
- Những chú thích. (2018). Tính toán Stoichiometric. Phục hồi từ: sparknotes.com
- Mạng ChemPages. (sf). Mô-đun Stoichiometry: General Stoichiometry. Đã khôi phục từ: chem.wisc.edu
- Flores, J. Química (2002) Santillana biên tập.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.