Найпростіші розрахунки за хімічними рівняннями реакцій

За хімічними рівняннями можна проводити різноманітні кількісні розрахунки, а саме: знаходити маси, об’єми, кількості речовин реагентів та продуктів реакції, визначати невідомі елементи та речовини, знаходити тепловий ефект реакції тощо.

Для розрахунків за рівняннями реакцій зручно використовувати кількість речовини. Для реакції aA + bB = cC + dD справедливе співвідношення:

Відношення кількостей речовин у рівняння реакцій

Співвідношення (1) є основою для обчислень за рівнянням реакції. Його можна переписати в наступному вигляді:

Формула для визначення кількості речовини за рівнянням реакції

Для того, щоб провести найпростіші розрахунки достатньо виконати чотири кроки:

1) записати рівняння хімічної реакції;
2) якщо в умові не вказана кількість речовини, за якою проводять розрахунки, то знайти її;
3) за співвідношенням (2) провести обчислення кількості речовини;
4) якщо потрібно знайти масу, об’єм, кількість частинок тощо за формулами:
m = n · M;   N = n · NA;  V = n · Vm

Приклад 1. Яка маса води утвориться при згорянні водню об’ємом 112 л.

Розв’язання:

1) записуємо рівняння реакції

2H2 + O2 = 2H2O

2) знаходимо кількість речовини водню, що прореагував

n(H2) = 112 л : 22,4 л/моль = 5 моль

3) перепишемо співвідношення (2) для даної реакції

Обрахунок кількості речовини води за рівнянням реакції

Знаходимо кількість речовини води

n(H2O) = n(H2)

n(H2O) = 5 моль

4) Знаходимо масу води

M(H2O) = 18 г/моль

m(H2O) = 5 моль · 18 г/моль = 90 г

Відповідь: m(H2O) = 90 г

Не завжди можливо перевести дані умови задачі в кількість речовини. Наприклад в задачах де потрібно встановити невідому речовину. Тому зручніше перевести теоретичні кількості (індекси а, b, c, d) у відповідні величини. В цьому випадку можна сформулювати стандартний алгоритм для розрахунків за хімічними рівняннями реакцій:

1) записати рівняння хімічної реакції;
2) над речовинами вказати дані з умови задачі;
3) під формулою речовин, за якими проводять обрахунки вказати кількості речовин згідно рівняння реакції;
4) перевести кількості речовин у відповідні величини (над формулою речовини та під формулою повинні бути однакові величини);
5) провести відповідні розрахунки.

Приклад 2. При взаємодії цинку з розчином хлоридної кислоти виділилось 44,8 л водню. Яка маса цинку прореагувала.

Розв’язання:

1) записуємо рівняння реакції

Zn   +   2HCl   =   ZnCl2   +   H2

2) над рівнянням хімічної реакції записуємо дані з умови задачі

Цинк з хлоридною кислотою

3) під формулами речовин вказуємо їхні кількості (коефіцієнти)

Обрахунок маси цинку за воднем

4) переводимо кількості речовин цинку та водню в грами та літри відповідно

m(Zn) = 1 моль · 65 г/моль = 65 г

V(H2) = 1 моль · 22,4 л/моль = 22,4 л

Цинк з хлоридною кислотою з утворенням водню

5) знаходимо масу цинку. Для цього складаємо пропорцію:

x г – 44,8 л

65 г – 22,4 л

x : 65 = 44,8 : 22,4

x = 65 · 44,8 / 22,4 = 130 г

Відповідь: m(Zn) = 130 г.

Додати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *