Quali sono i tipi di esempi di stechiometria, con esempi?

Mole-mole; mass-mole; volume-mole; massa-massa; massa volume; volume-Volume

Stechiometria i problemi sono generalmente classificati in base alle misurazioni utilizzate per i reagenti coinvolti: moli, massa e volume.

Ecco alcuni esempi dei tipi di problemi che incontrerai. Le conversioni talpa-talpa sono al centro di ogni calcolo stechiometrico.

CALCOLI MOLE-MOLE

Lo zolfo reagisce con l'ossigeno formando triossido di zolfo secondo l'equazione

2S + 3O₂ → 2SO₃

Quante moli di zolfo reagiscono con 9.00 mol O₂?

9.00 mol O₂ × #(2 mol S)/(3 mol O₂)# = 6.00 mol S

CALCOLI SU MISURA

esempio 1

L'ossigeno è prodotto dalla decomposizione del clorato di potassio secondo l'equazione

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Quante moli di ossigeno sono prodotti dalla decomposizione di 15.0 g di clorato di potassio?

Qui, devi convertire i grammi di KClO₃ in moli di KClO₃ prima di poter effettuare una conversione talpa-talpa.

15.0 g KClO₃ × #( 1 mol KClO₃)/(122.6 g KClO₃) × (3 mol O₂)/(2 mol KClO₃)# = 0.184 mol O₂

esempio 2

Quale massa di KClO₃ deve essere decomposta per produrre 0.200 mol O₂?

Qui lo facciamo la Talpaprima la conversione della talpa e poi una conversione della massa molare.

0.200 mol O₂ × #(2 mol KClO₃)/(3 mol O₂) × (122.6 g KClO₃)/(1 mol KClO₃)# = 16.3 g KClO₃

VOLUME- CONVERSIONI MOLLE

esempio 1

L'idrogeno e l'azoto reagiscono per formare ammoniaca secondo l'equazione

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Quante moli di idrogeno sono necessarie per produrre 224 L NH₃?

Qui, dobbiamo fare una conversione volume-mole prima della conversione mole-mole. Il fattore di conversione in STP è

#(22.414L)/(1 mol)# or #(1 mol)/(22.414 L)#

224 L NH₃ × #(1 mol NH₃)/(22.414 L NH₃) × (3 mol H₂)/(2 mol NH₃)# = 15.0 mol H₂

Se ti viene dato il volume ad un'altra temperatura e pressione, dovrai usare il Legge sui gas ideali per calcolare il numero di moli.

esempio 2

Quale volume di NH₃ è formato da 15.0 mol H₂?

15.0 mol H₂ × #(2 mol NH₃)/(3 mol H₂) × (22.414 L NH₃)/(1 mol NH₃)# = 224 L NH₃

CONVERSIONI DI MASSA-MASSA

Quale massa di cloro può essere formata dalla decomposizione di 64.0 g di AuCl₃ mediante la seguente reazione?

2AuCl₃ → 2 Au + 3Cl₂

64.0 g AuCl₃ × #(1 mol AuCl₃)/(303.3 g AuCl₃) ×
(3 mol Cl₂)/(2 mol AuCl₃) × (70.91 g Cl₂)/(1 mol Cl₂)# = 22.4 g Cl₂

CONVERSIONI MASSA VOLUME

esempio 1

Quale volume di anidride carbonica a 1.00 atm e 112.0 ° C verrà prodotto quando vengono bruciati 80.0 g di metano?

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

80.0 g CH₄ × #(1 mol CH₄)/(16.04 g CH₄) × (1 mol CO₂)/(1 mol CH₄)# = 4.99 mol CO₂

Ora usiamo la legge del gas ideale per calcolare il volume di CO₂.

PV = nRT

V = #(nRT)/P#

n = 4.99 mol; R = 0.082 06 L • atm • K⁻¹mol⁻¹; 1.00 atm;
T = (112.0 + 273.15) K = 385.2 K; P = 1.00 atm

V =

#(4.99 mol × 0.082 06 L•atm•K⁻¹mol⁻¹ × 385.2 K × 1.00 atm)/(1.00 atm)# =

158 L

esempio 2

Quale massa di CO₂ è formata dalla combustione di 160 L CH₄ a 1.00 atm e 112.0 ° C?

Dobbiamo innanzitutto utilizzare la legge sui gas ideali per calcolare le moli di CH₄.

PV = nRT

n = #(PV)/(RT)#

n = #(1.00 atm × 160 L)/(0.08206L•atm•K⁻¹mol⁻¹ × 385.2 K)# = 5.06 mol CH₄

5.06 mol CH₄ × #(1 mol CO₂)/(1 mol CH₄) × (44.01 g CO₂)/(1 mol CO₂)# = 223 g CH₄

CONVERSIONI VOLUME-VOLUME

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Quale volume di idrogeno è necessario per reagire con 5.00 L di azoto per produrre ammoniaca?

Useremmo normalmente le conversioni

V di N₂ → moli di N₂ → moli di H₂ → V di H₂

Il problema non ci fornisce la temperatura o la pressione dei gas. Tuttavia, possiamo usare un trucco. Sappiamo che 1 mol di qualsiasi gas ha lo stesso volume di 1 mol di qualsiasi altro gas alla stessa temperatura e pressione. Pertanto, i rapporti di volume sono gli stessi dei rapporti molari. Possiamo scrivere

5.00 L N₂ × #(3 L H₂)/(1 L N₂)# = 15.0 L H₂

Naturalmente, se i gas fossero stati a temperature diverse, avremmo dovuto usare la Legge sui gas ideali per ottenere le conversioni volume-molare.

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