Хімія · Неорганічна хімія
Розрахунки за рівнянням реакції: моль, маса, об’єм газу, надлишок, домішки, вихід
Усі розрахункові задачі за рівнянням реакції розв’язують через кількість речовини n: масу чи об’єм переводять у моль, за коефіцієнтами рівняння знаходять моль шуканої речовини й повертаються до маси чи об’єму. Складність з’являється, лише коли в умові є домішки, надлишок реагенту або вихід продукту.
Авторський матеріал Тями · оновлено
Формули для переходу між величинами
n = m/M n = V/Vm, Vm = 22,4 л/моль (н. у.) n = N/N_A, N_A ≈ 6,02 · 10²³ моль⁻¹
Нормальні умови (н. у.) — це температура 0 °C і тиск 101,3 кПа. Молярна маса в г/моль чисельно дорівнює відносній молекулярній масі; у задачах зручно округлювати відносні атомні маси з періодичної системи до цілих чисел (для Хлору — до 35,5), якщо умова не вимагає іншої точності. За однакових умов відношення об’ємів газів дорівнює відношенню кількостей речовини, а отже, й коефіцієнтів у рівнянні (наслідок закону Авогадро), тому об’єми газів можна порівнювати без переходу до моль.
Алгоритм розв’язування
- Запиши рівняння реакції й розстав коефіцієнти.
- Переведи відомі дані в кількість речовини n.
- За коефіцієнтами склади відношення кількостей відомої й шуканої речовин.
- Знайди n шуканої речовини й переведи її в масу чи в об’єм за н. у.
- Перевір одиниці й запиши відповідь.
Ускладнені випадки
| Випадок | Що робити |
|---|---|
| домішки у зразку | m(чистої речовини) = m(зразка) · (1 − ω(домішок)) |
| надлишок реагенту | рахуй за тим реагентом, якого бракує: поділи n кожного на його коефіцієнт, менше число вказує на недостатній реагент |
| практичний вихід | η = m(практична) / m(теоретична) · 100 % |
| реагент у розчині | m(речовини) = m(розчину) · ω |
| реагенти чи продукти — гази | відношення об’ємів дорівнює відношенню коефіцієнтів |
Розібрані приклади
Спробуй розв’язати сам, а потім відкрий розв’язання. Це авторські приклади, а не завдання з тренувань.
Приклад 1
Який об’єм водню (н. у.) виділиться під час взаємодії 13 г цинку з надлишком хлоридної кислоти?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑.
- n(Zn) = 13/65 = 0,2 моль (M(Zn) = 65 г/моль).
- За рівнянням n(H₂) = n(Zn) = 0,2 моль.
- V(H₂) = 0,2 · 22,4 = 4,48 л.
Відповідь: 4,48 л.
Приклад 2
Змішали розчини, що містять 4 г NaOH і 9,8 г H₂SO₄. Яка маса натрій сульфату утворилася?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O.
- n(NaOH) = 4/40 = 0,1 моль; n(H₂SO₄) = 9,8/98 = 0,1 моль.
- Ділимо на коефіцієнти: для NaOH 0,1/2 = 0,05, для H₂SO₄ 0,1/1 = 0,1. Лугу бракує, тому рахуємо за ним.
- n(Na₂SO₄) = 0,1/2 = 0,05 моль; m = 0,05 · 142 = 7,1 г.
- Кислоти лишилося 0,1 − 0,05 = 0,05 моль (4,9 г).
Відповідь: 7,1 г.
Типові помилки
- Не урівняти рівняння й брати неправильні коефіцієнти.
- Підставляти в розрахунок масу зразка, не віднімаючи домішки.
- Вести розрахунок за реагентом, що взятий у надлишку.
- Застосовувати Vm = 22,4 л/моль до рідин або до газів поза нормальними умовами.
- Плутати формули: n = m/M, а не n = m · M.
- Записувати практичний вихід понад 100 %: це ознака помилки в розрахунку.