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.