Stöchiometrie- quantitative Beziehungen zwischen reagierenden Substanzen.

Wenn Reagenzien in genau definierten Mengen eine chemische Wechselwirkung eingehen und infolge der Reaktion Stoffe entstehen, deren Menge berechnet werden kann, spricht man von solchen Reaktionen stöchiometrisch.

Gesetze der Stöchiometrie:

Die Koeffizienten in chemischen Gleichungen werden vor den Formeln chemischer Verbindungen genannt stöchiometrisch.

Alle Berechnungen mithilfe chemischer Gleichungen basieren auf der Verwendung stöchiometrischer Koeffizienten und sind mit der Ermittlung von Mengen eines Stoffes (Anzahl der Mol) verbunden.

Die Stoffmenge in der Reaktionsgleichung (Anzahl der Mol) = der Koeffizient vor dem entsprechenden Molekül.

N / A=6,02×10 23 mol -1.

η - Verhältnis der tatsächlichen Masse des Produkts m p zu einem theoretisch möglichen M t, ausgedrückt in Bruchteilen einer Einheit oder als Prozentsatz.

Wenn die Ausbeute an Reaktionsprodukten in der Bedingung nicht angegeben ist, wird sie in den Berechnungen mit 100 % (quantitative Ausbeute) angenommen.

Berechnungsschema anhand chemischer Reaktionsgleichungen:

1. Schreiben Sie eine Gleichung für eine chemische Reaktion.
2. Über den chemischen Formeln von Stoffen sind bekannte und unbekannte Größen mit Maßeinheiten anzugeben.
3. Notieren Sie unter den chemischen Formeln von Stoffen mit bekannten und unbekannten Stoffen die entsprechenden Werte dieser aus der Reaktionsgleichung ermittelten Größen.
4. Verfassen und lösen Sie eine Proportion.

Beispiel. Berechnen Sie die Masse und Menge des Magnesiumoxids, das bei der vollständigen Verbrennung von 24 g Magnesium entsteht.

Bei der Lösung rechnerischer chemischer Probleme ist es notwendig, Berechnungen anhand der Gleichung einer chemischen Reaktion durchführen zu können. Die Lektion ist dem Studium des Algorithmus zur Berechnung der Masse (Volumen, Menge) eines der Reaktionsteilnehmer aus der bekannten Masse (Volumen, Menge) eines anderen Reaktionsteilnehmers gewidmet.

Thema: Stoffe und ihre Umwandlungen

Lektion:Berechnungen mit der chemischen Reaktionsgleichung

Betrachten wir die Reaktionsgleichung für die Bildung von Wasser aus einfachen Stoffen:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Man kann sagen, dass aus zwei Molekülen Wasserstoff und einem Molekül Sauerstoff zwei Moleküle Wasser entstehen. Andererseits besagt derselbe Eintrag, dass für die Bildung von jeweils zwei Mol Wasser zwei Mol Wasserstoff und ein Mol Sauerstoff benötigt werden.

Das Molverhältnis der Reaktionsteilnehmer trägt dazu bei, dass Berechnungen für die chemische Synthese wichtig sind. Schauen wir uns Beispiele für solche Berechnungen an.

AUFGABE 1. Bestimmen wir die Wassermasse, die bei der Verbrennung von Wasserstoff in 3,2 g Sauerstoff entsteht.

Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie zunächst eine Gleichung für eine chemische Reaktion erstellen und darüber die gegebenen Bedingungen des Problems aufschreiben.

Wenn wir die Menge an reagierendem Sauerstoff wüssten, könnten wir die Menge an Wasser bestimmen. Und dann würden sie die Masse des Wassers berechnen, indem sie dessen Stoffmenge kennen und ... Um die Sauerstoffmenge zu ermitteln, müssen Sie die Sauerstoffmasse durch ihre Molmasse dividieren.

Die Molmasse ist numerisch gleich der relativen Masse. Für Sauerstoff beträgt dieser Wert 32. Setzen wir ihn in die Formel ein: Die Menge der Sauerstoffsubstanz entspricht dem Verhältnis von 3,2 g zu 32 g/mol. Es stellte sich heraus, dass es 0,1 Mol waren.

Um die Menge der Wassersubstanz zu ermitteln, belassen wir das Verhältnis anhand des Molverhältnisses der Reaktionsteilnehmer:

Auf jedes 0,1 Mol Sauerstoff kommt eine unbekannte Menge Wasser, und auf jedes Mol Sauerstoff kommen 2 Mol Wasser.

Daher beträgt die Menge an Wassersubstanz 0,2 Mol.

Um die Wassermasse zu bestimmen, müssen Sie den ermittelten Wert der Wassermenge mit ihrer Molmasse multiplizieren, d.h. Wenn wir 0,2 Mol mit 18 g/Mol multiplizieren, erhalten wir 3,6 g Wasser.

Reis. 1. Aufzeichnen eines kurzen Zustands und einer Lösung für Problem 1

Zusätzlich zur Masse können Sie das Volumen eines gasförmigen Reaktionsteilnehmers (bei Normalbedingungen) anhand einer Ihnen bekannten Formel berechnen, nach der das Volumen eines Gases bei Normalbedingungen berechnet wird. gleich dem Produkt aus der Menge der Gassubstanz und dem Molvolumen. Schauen wir uns ein Beispiel für die Lösung eines Problems an.

AUFGABE 2. Berechnen wir das Sauerstoffvolumen (unter normalen Bedingungen), das bei der Zersetzung von 27 g Wasser freigesetzt wird.

Schreiben wir die Reaktionsgleichung und die gegebenen Bedingungen des Problems auf. Um das freigesetzte Sauerstoffvolumen zu ermitteln, müssen Sie zunächst die Menge an Wassersubstanz in der Masse ermitteln, dann mithilfe der Reaktionsgleichung die Menge an Sauerstoffsubstanz bestimmen und anschließend deren Volumen in Bodennähe berechnen.

Die Menge der Wassersubstanz ist gleich dem Verhältnis der Wassermasse zu ihrer Molmasse. Wir erhalten einen Wert von 1,5 Mol.

Machen wir ein Verhältnis: Aus 1,5 Mol Wasser entsteht eine unbekannte Menge Sauerstoff, aus 2 Mol Wasser entsteht 1 Mol Sauerstoff. Daher beträgt die Sauerstoffmenge 0,75 Mol. Berechnen wir das Sauerstoffvolumen unter normalen Bedingungen. Es ist gleich dem Produkt aus der Sauerstoffmenge und dem Molvolumen. Das Molvolumen einer gasförmigen Substanz bei Umgebungsbedingungen. entspricht 22,4 l/mol. Wenn wir die Zahlenwerte in die Formel einsetzen, erhalten wir ein Sauerstoffvolumen von 16,8 Litern.

Reis. 2. Aufzeichnen eines kurzen Zustands und einer Lösung für Problem 2

Wenn man den Algorithmus zur Lösung solcher Probleme kennt, ist es möglich, aus der Masse, dem Volumen oder der Stoffmenge eines anderen Reaktionsteilnehmers die Masse, das Volumen oder die Stoffmenge eines der Reaktionsteilnehmer zu berechnen.

1. Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: für Lehrbücher. P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (S. 40-48)

2. Ushakova O.V. Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; unter. Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (S. 73-75)

3. Chemie. 8. Klasse. Lehrbuch für die Allgemeinbildung Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - M.: Astrel, 2013. (§23)

4. Chemie: 8. Klasse: Lehrbuch. für die Allgemeinbildung Institutionen / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§29)

5. Chemie: anorganisch. Chemie: Lehrbuch. für die 8. Klasse Allgemeinbildung Einrichtung /G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - M.: Bildung, OJSC „Moscow Textbooks“, 2009. (S. 45-47)

6. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. Hrsg. V.A. Wolodin, Ved. wissenschaftlich Hrsg. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

Zusätzliche Webressourcen

2. Einheitliche Sammlung digitaler Bildungsressourcen ().

Hausaufgaben

1) S. 73-75 Nr. 2, 3, 5 aus dem Arbeitsbuch Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch von P.A. Orzhekovsky und andere. „Chemie. 8. Klasse“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; unter. Hrsg. Prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

2) S. 135 Nr. 3,4 aus dem Lehrbuch P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova „Chemie: 8. Klasse“, 2013

Zusammenfassung der Lektion „Berechnungen mit chemischen Gleichungen“

1. Hausaufgaben überprüfen

Als Hausaufgabe wurden Sie gebeten, Koeffizienten in Reaktionsgleichungen einzusetzen.Sie können die in der Pause geleistete Arbeit sehen. Es wird sicherlich Fehler geben.Hat alles geklappt, hat jemand Fragen?Lassen Sie sie über ihre Erfahrungen zu Hause sprechen.

2. Bekanntgabe des Themas und Aktualisierung des Wissens

Das Thema der heutigen Lektion sind Berechnungen mit chemischen Gleichungen. Erinnern wir uns zunächst an alles, was uns heute nützlich sein kann. Chemische Gleichungen sind uns bereits in früheren Laborarbeiten, in Hausaufgaben und noch früher beim Thema binäre Verbindungen begegnet. Erinnern wir uns an die Definition der Gleichung einer chemischen Reaktion.

(Dies ist eine herkömmliche Notation einer chemischen Reaktion unter Verwendung chemischer Formeln und Koeffizienten.)

Toll.

Bei der Herstellung von Verbindungen müssen Sie wissen, wie viel Ausgangsmaterial Sie benötigen, um die erforderliche Masse des Reaktionsprodukts zu erhalten. Erstellen Sie dazu eine Gleichung für die ablaufende chemische Reaktion und berechnen Sie Massen berücksichtigen Molmassen Stoffe und beim Rechnen Volumina von Gasen Berücksichtigen Sie den WertMolvolumen Gase

Wer erinnert sich an den Wert des Molvolumens von Gasen unter normalen Bedingungen? (22,4 l/mol)

Und was sind diese Normalbedingungen? (Druck 101,3 kPa und Temperatur 0 o C)

Das heißt, unter diesen Bedingungen nimmt 1 Mol JEGLICHES Gases ein Volumen von 22,4 Litern ein.

Um Probleme zu lösen, müssen wir uns tatsächlich mehrere Größen merken:

Molmasse – M (g/mol)

Stoffmenge – n (mol)

Volumen – V (l)

So ist es besser: Denken Sie daran, dass die Molmasse numerisch gleich der relativen Atommasse oder relativen Molekülmasse einer Substanz ist. Dazu müssen Sie das Periodensystem verwenden, in dem die relative Atommasse am unteren Rand jeder „Zelle“ angegeben ist. Ohne die Rundungsregeln zu vergessen, verwenden wir für die Berechnungen den Gesamtwert dieser Masse.

Chemie ist eine sehr klare, logische und konsistente Wissenschaft, daher ist es praktisch, den im Lehrbuch angegebenen ALGORITHMUS zur Lösung von Problemen zu verwenden. Dies ist eine universelle Abfolge von Aktionen, die zur Lösung jedes Problems dieser Art verwendet wird.

Bitte öffnen Sie das Lehrbuch und machen wir uns alle mit dem Algorithmus vertraut.

(Hier schlagen wir alle gemeinsam unsere Lehrbücher auf, eine Person, vielleicht ich, liest den Algorithmus, der Rest folgt ihm, um zu verstehen, was er jetzt tun muss)

Es klingt umfangreich, aber ich hoffe, es ist nicht zu verwirrend. Versuchen wir es anhand eines Beispiels herauszufinden.

Aufgabe 1. Zur Herstellung von Wasserstoff wird Aluminium in Schwefelsäure gelöst: 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (Der erste Punkt unseres Algorithmus). Für die Reaktion haben wir 10,8 g Aluminium genommen. Berechnen Sie die Masse der verbrauchten Schwefelsäure.

Das ist die Lösung des Problems. Habe Fragen? Lassen Sie uns noch einmal über die Lösung sprechen:

Habe eine Gleichung aufgestellt

Über den Stoffen haben wir unterschrieben, was wir WISSEN und FINDEN WOLLEN

Unter den Formeln haben wir die Molmasse, die Stoffmenge und notiertstöchiometrisch Masse des Stoffes ( besser ist die Angabe „Masse laut Periodensystem“)

Habe einen Anteil gebildet

Das Verhältnis wurde gelöst

Habe die Antwort aufgezeichnet

Lassen Sie uns ein ähnliches Problem lösen, aber mit gasförmigen Substanzen (hier verwenden wir nicht die Molmasse der Substanz, sondern was? ... Molvolumen)

Aufgabe 2. 25 Gramm Zink wird in Salzsäure gelöst, bei der chemischen Reaktion wird ein Gas freigesetzt – Wasserstoff. Berechnen Sie die Menge des freigesetzten Wasserstoffs.

Lassen Sie uns überprüfen, wie Sie das Material beherrschen. Lösen Sie das Problem mit demselben Algorithmus:

Es ist keine Tatsache, dass Sie erfolgreich sein werden:

Bei der Reaktion mit Unter Verwendung der Kohlenoxide Fe2O3 (erste Option) und SnO2 (zweite Option) wurden jeweils 20 g Fe und Sn erhalten. Wie viele Gramm jedes Oxids wurden eingenommen?

Bitte beachten Sie, dass wir jetzt die Masse der Ausgangsstoffe berechnen, nicht die der Reaktionsprodukte)

(Lassen Sie alle es in einem Notizbuch lösen und bitten Sie sie gezielt, die Lösung zu zeigen. Wir schreiben die Gleichung gemeinsam an die Tafel und jeder wird versuchen, sie selbst zu lösen.)

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO m(Fe2O3)= 160*20/2*56= 28,5 g

SnO2+C=Sn+CO2 m(SnO2)= 20*151/119= 25,38 g

Hausaufgabe: Studieren Sie das Lehrbuchmaterial S. 146-150, lösen Sie das Problem

Wie groß ist die Masse von Calciumoxid und wie groß ist das Volumen von Kohlendioxid (n.s.)

kann durch Zersetzung von Calciumcarbonat mit einem Gewicht von 250 g gewonnen werden?SOLLTE SCHULKINDERN GEGEBEN WERDENFertige GleichungUM DIESE AUFGABE ABZUSCHLIESSEN

Studieren Sie die Algorithmen sorgfältig und schreiben Sie sie in ein Notizbuch. Lösen Sie die vorgeschlagenen Probleme selbst

I. Lösen Sie mithilfe des Algorithmus die folgenden Probleme selbst:

1. Berechnen Sie die Menge an Aluminiumoxid, die durch die Wechselwirkung von Aluminium mit einer Stoffmenge von 0,27 Mol mit einer ausreichenden Menge Sauerstoff entsteht (4). Al +3 O 2 =2 Al 2 O 3).

2. Berechnen Sie die Menge an Natriumoxid, die durch die Wechselwirkung von Natrium mit einer 2,3 Mol-Menge der Substanz mit einer ausreichenden Menge Sauerstoff entsteht (4). Na+ O 2 =2 Na 2 Ö).

Algorithmus Nr. 1

Berechnen der Menge einer Substanz aus einer bekannten Menge der an einer Reaktion beteiligten Substanz.

Beispiel.Berechnen Sie die Menge an Sauerstoff, die bei der Zersetzung von Wasser bei einer Stoffmenge von 6 Mol freigesetzt wird.

II. Lösen Sie mithilfe des Algorithmus die folgenden Probleme selbst:

1. Berechnen Sie die Schwefelmasse, die erforderlich ist, um Schwefeloxid zu erhalten ( S+ O 2 = SO 2).

2. Berechnen Sie die Masse an Lithium, die erforderlich ist, um Lithiumchlorid mit einer Stoffmenge von 0,6 Mol (2) zu erhalten Li+ Cl 2 =2 LiCl).

Algorithmus Nr. 2

Berechnen der Masse eines Stoffes aus einer bekannten Menge eines anderen an einer Reaktion beteiligten Stoffes.

Beispiel:Berechnen Sie die Masse an Aluminium, die erforderlich ist, um Aluminiumoxid mit einer Stoffmenge von 8 Mol zu erhalten.

III. Lösen Sie mithilfe des Algorithmus die folgenden Probleme selbst:

1. Berechnen Sie die Menge an Natriumsulfid, wenn 12,8 g (2 Na+ S= Na 2 S).

2. Berechnen Sie die Menge an Kupfersubstanz, die entsteht, wenn Kupferoxid mit Wasserstoff reagiert ( II) mit einem Gewicht von 64 g ( CuO+ H2= Cu+ H 2 Ö).

Studieren Sie den Algorithmus sorgfältig und notieren Sie ihn in Ihrem Notizbuch.

Algorithmus Nr. 3

Berechnen der Menge eines Stoffes aus der bekannten Masse eines anderen an einer Reaktion beteiligten Stoffes.

Beispiel.Berechnen Sie die Menge an Kupferoxidsubstanz ( ICH ), wenn Kupfer mit einem Gewicht von 19,2 g mit Sauerstoff reagiert.

Studieren Sie den Algorithmus sorgfältig und notieren Sie ihn in Ihrem Notizbuch.

IV. Lösen Sie mithilfe des Algorithmus die folgenden Probleme selbst:

1. Berechnen Sie die Sauerstoffmasse, die erforderlich ist, um mit Eisen mit einem Gewicht von 112 g zu reagieren

(3 Fe+4 O 2 = Fe 3 O 4).

Algorithmus Nr. 4

Berechnen der Masse eines Stoffes aus der bekannten Masse eines anderen an der Reaktion beteiligten Stoffes

Beispiel.Berechnen Sie die für die Verbrennung von Phosphor erforderliche Sauerstoffmasse mit einem Gewicht von 0,31 g.

AUFGABEN ZUR UNABHÄNGIGEN LÖSUNG

1. Berechnen Sie die Menge an Aluminiumoxid, die durch die Wechselwirkung von Aluminium mit einer Stoffmenge von 0,27 Mol mit einer ausreichenden Menge Sauerstoff entsteht (4). Al +3 O 2 =2 Al 2 O 3).

2. Berechnen Sie die Menge an Natriumoxid, die durch die Wechselwirkung von Natrium mit einer 2,3 Mol-Menge der Substanz mit einer ausreichenden Menge Sauerstoff entsteht (4). Na+ O 2 =2 Na 2 Ö).

3. Berechnen Sie die Schwefelmasse, die erforderlich ist, um Schwefeloxid zu erhalten ( IV) Stoffmenge 4 mol ( S+ O 2 = SO 2).

4. Berechnen Sie die Masse an Lithium, die erforderlich ist, um Lithiumchlorid mit einer Stoffmenge von 0,6 Mol (2) zu erhalten Li+ Cl 2 =2 LiCl).

5. Berechnen Sie die Menge an Natriumsulfid, wenn der Schwefel 12,8 g wiegt (2 Na+ S= Na 2 S).

6. Berechnen Sie die Menge an Kupfer, die entsteht, wenn Kupferoxid mit Wasserstoff reagiert ( II) mit einem Gewicht von 64 g ( CuO+ H2=

Mit Hilfe stöchiometrischer Koeffizienten wird das Schema einer chemischen Reaktion in ihre Gleichung umgewandelt, die explizit das Gesetz der Erhaltung der Anzahl der Atome jeder Art beim Übergang von Ausgangsstoffen (Reagenzien) zu Reaktionsprodukten widerspiegelt.

Stöchiometrische Koeffizienten ermöglichen es uns, eine Beziehung zwischen den Mengen der an der Reaktion beteiligten Substanzen auf der Grundlage der folgenden Regel herzustellen:

Koeffizienten in einer chemischen Gleichung angebenBackenzahn Verhältnisse (Verhältnisse), in denen Ausgangsstoffe (Reagenzien) reagieren und Reaktionsprodukte entstehen.

Betrachten Sie als Beispiel die Ammoniaksynthesereaktion:

3H 2 + N 2 = 2NH 3,

für die wir nach obiger Regel schreiben können

wobei die Indizes „ex“ sind. und „arr.“ entsprechen den Mengen der umgesetzten und gebildeten Stoffe. Die letzte Beziehung kann in einer anderen Form dargestellt werden:

a) für die Stoffe H 2 und N 2:

oder in einer anderen Form
;

b) für die Stoffe H 2 und NH 3:
oder
;

c) für die Stoffe N 2 und NH 3:
oder
.

Es ist leicht zu erkennen, dass alle Proportionen kombiniert und wie folgt geschrieben werden können:

=
.

Die letzte Gleichheit ist grundlegende Berechnungsgleichung, wobei die Mengen der umgesetzten Stoffe und die resultierenden Reaktionsprodukte miteinander verbunden sind. Bei Bedarf können die Massen und Volumina der Reaktionsteilnehmer aus den Bedingungen des Problems mit den üblichen Beziehungen in diese Gleichung eingeführt werden.

Zum Beispiel für die Reaktion

4FeS 2 (t) + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 (t) + 8SO 2 (g)

Die Hauptberechnungsgleichung lautet:

und wenn wir darin die Massen eingeben, die normalerweise in Aufgaben für Feststoffe angegeben werden, und Volumina für Gase, dann wird es die folgende Form annehmen:

Rechenmethode Die Verwendung der grundlegenden Entwurfsgleichung einer chemischen Reaktion umfasst mehrere allgemeine Punkte:

1) Zunächst wird die Trägersubstanz bestimmt, die Menge, mit der alle nachfolgenden Berechnungen durchgeführt werden. In der Problemstellung wird dafür entweder die Masse, das Volumen oder die Konzentration angegeben, was wiederum die Berechnung der Molzahl des Trägerstoffs ermöglicht. Dies ist in der Regel nicht sehr schwierig, eine Ausnahme bilden jedoch die sogenannten Überschuss- und Mangelprobleme, wenn Stützsubstanz müssen wählen zwei Originale. Tatsache ist, dass bei der Herstellung eines Reaktionsgemisches die Ausgangsstoffe in beliebigen Anteilen gemischt werden können, sie jedoch immer in genau definierten Anteilen miteinander reagieren, die für sie stöchiometrische Koeffizienten in der chemischen Reaktionsgleichung festlegen. Unter diesen Bedingungen ist es durchaus möglich, dass einer der Ausgangsstoffe vollständig reagiert, ein Teil des anderen jedoch unreagiert bleibt, und man sagt dann, dass der erste Stoff im Verhältnis zum zweiten und umgekehrt dem zweiten Stoff im Mangel eingenommen wird ist im Verhältnis zum ersten im Übermaß. In diesem Fall sollte die im Mangel eingenommene Ausgangssubstanz als unterstützende Substanz gewählt werden, da deren Menge sowohl den Abschluss der Reaktion als auch die Menge der gebildeten Produkte bestimmt.

Wie kann ein Trägerstoff bestimmt werden, wenn das Problem Daten (Masse, Volumen usw.) für beide Ausgangsstoffe enthält? Lassen Sie zwei Stoffe A und B reagieren

aA + bB → Reaktionsprodukte,

und die Anfangsmengen dieser Stoffe  0 (A) und  0 (B) können aus den Problembedingungen berechnet werden.

Um die Frage zu beantworten, müssen Sie zwei Zahlen vergleichen
, wobei drei Optionen möglich sind:

Ich var.
, dann wird die anfängliche Reaktionsmischung als stöchiometrisch bezeichnet und jede davon – A oder B – kann als Trägersubstanz gewählt werden;

II var.
, dann wird Substanz A im Überschuss eingenommen und Substanz B ist die unterstützende Substanz;

III Var.
, dann ist Substanz B im Überschuss vorhanden und Substanz A ist unterstützend.

Das Ende irreversibler chemischer Reaktionen erfolgt in der ersten Variante im Moment des gleichzeitigen Verschwindens beider Ausgangsstoffe und in den anderen beiden im Moment des Verschwindens des im Mangel eingenommenen Stoffes und im endgültigen Stoffgemisch zusammen mit Bei den Reaktionsprodukten verbleibt ein nicht umgesetzter Rest der im Überschuss aufgenommenen Substanz.

2) Aus der Hauptberechnungsgleichung folgt eine einfache Regel zur Bestimmung der Molzahl umgesetzte Ausgangsstoffe und resultierende Produkte entsprechend der Molzahl des Trägerstoffs:

Um die Molzahl einer Substanz zu bestimmen, die in einer Reaktion reagiert oder gebildet wurde, ist es notwendig, die Molzahl der Referenzsubstanz durch ihren stöchiometrischen Koeffizienten zu dividieren und dieses Ergebnis mit dem stöchiometrischen Koeffizienten der zu bestimmenden Substanz zu multiplizieren.

Für die Reaktion 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,

Wenn der Trägerstoff beispielsweise Aluminium ist, können wir schreiben:

Nachdem wir die Mengen der für uns interessanten Stoffe ermittelt haben, lassen sich leicht deren Massen, Volumina und Konzentrationen berechnen, also die Eigenschaften der Teilnehmer einer chemischen Reaktion, die in der Problemstellung auftauchen.

Somit kann das allgemeine Berechnungsschema für die chemische Reaktionsgleichung wie folgt dargestellt werden:

Irreversible Reaktion.

Lassen Und Anfangsmengen der Reagenzien A und B und
, d.h. Substanz A wird dann im Überschuss eingenommen

A A+ V B = Mit C + D D

Reversible Reaktion.

In diesem Fall endet die Reaktion mit der Einstellung des chemischen Gleichgewichts und das Gleichgewichtsgemisch enthält sowohl die Reaktionsprodukte als auch die restlichen Ausgangsstoffe. Nehmen wir an, dass bis zum Erreichen des Gleichgewichts beispielsweise X Mol Produkt C ist also eine unterstützende Substanz

A A+ V B  Mit C + D D

Beispiel 1. Eine Lösung mit 20,0 g Natriumhydroxid absorbierte 6,72 Liter Kohlendioxid (n.o.). Bestimmen Sie die Reaktionsprodukte und deren Mengen.

Wenn eine Alkalilösung in der ersten Stufe saure Oxide (CO 2 , SO 2 , P 2 O 5 usw.) oder Wasserstoffverbindungen (H 2 S usw.), die mehrwertigen Säuren entsprechen, mit einem Überschuss an Alkali aufnimmt Es entstehen immer mittlere Salze, die sich in der zweiten Stufe bei Vorhandensein eines Überschusses an absorbiertem Reagens teilweise oder vollständig in saure Salze umwandeln:

CO 2 (Gas) + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

Das verbleibende Kohlendioxid reagiert mit Natriumcarbonat:

Na 2 CO 3 + CO 2 (Gas) + H 2 O = 2 NaHCO 3

Die Lösung enthält also eine Salzmischung: 0,1 Mol NaHCO 3 und 0,2 Mol Na 2 CO 3.

Beispiel 2. 6 g Natriumhydroxid wurden in ein Glas mit 200 ml Phosphorsäurelösung mit einer molaren Konzentration von 0,5 mol/l gegeben. Bestimmen Sie die Zusammensetzung der Lösung nach Beendigung der Reaktion.

Bei der Neutralisation mehrwertiger Säuren mit Alkali (NaOH, KOH, NH 3 etc.) werden Wasserstoffatome sukzessive durch eine Metall- oder Ammoniumgruppe ersetzt und die Zusammensetzung der Reaktionsprodukte hängt vom Mengenverhältnis der Reagenzien ab. In unserem Fall, wenn – NaH 2 PO 4 entsteht; wenn 1:2, dann Na 2 HPO 4 und wenn 1:3, dann Na 3 PO 4. In Zwischenfällen kommt es zu einer Salzmischung.

Lassen Sie uns die Anfangsmengen der Reagenzien ermitteln: ;
, – es gibt eine Zwischenoption zwischen 1:1 und 1:2, daher erfolgt die Reaktion in zwei Stufen:

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

In der Lösung nach der Reaktion befindet sich also eine Salzmischung – jeweils 0,05 Mol NaH 2 PO 4 und Na 2 HPO 4.

Erfolg bei der Durchführung Berechnungen mit Ketten chemischer Gleichungen in dem Fall, in dem das Produkt einer Reaktion das Ausgangsmaterial für eine andere ist, hängt von der richtigen Wahl der Reihenfolge der Übergänge von einer Gleichung zur anderen ab. Nachdem Sie eine unterstützende Substanz gemäß den Bedingungen des Problems ausgewählt haben, ist es zweckmäßig, Pfeile zu verwenden, um die Berechnungsreihenfolge anzuzeigen. Dabei ist zu beachten, dass die in der vorherigen Reaktion erhaltene Substanz in der folgenden Reaktion in derselben Menge verwendet wird, wenn natürlich Während des gesamten mehrstufigen Prozesses treten keine Verluste auf und die Ausbeute jeder Reaktion beträgt 100 %.

Beispiel 3. Wie viele Liter Chlor und Wasserstoff (n.s.) werden benötigt, um Chlorwasserstoff zu erhalten, der eine Alkalilösung neutralisieren kann, die entsteht, wenn 13,7 g Barium in Wasser gelöst werden?

Stellen wir die Gleichungen aller Reaktionen zusammen und verwenden Pfeile, um die Reihenfolge der Berechnungen anzuzeigen:

Hilfsstoff Barium und seine Menge

(Ba) =
.

Berechnungskette:

Gleichung (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

Gleichung (II) - (HCl / II)=> Gleichung (III) –

(Cl 2) =(H 2) =
,

dann V(H 2) = V(Cl 2) = 0,1 mol · 22,4 l/mol = 2,24 l.

Bei der Entscheidung Probleme im Zusammenhang mit Stoffgemischen Zunächst ist es notwendig, dass jeder Bestandteil des Gemisches alle chemischen Reaktionen, an denen er entsprechend den Problembedingungen teilnehmen kann, separat erfasst. Als Stützstoffe werden üblicherweise Stoffe der Ausgangsmischung ausgewählt und deren Mengen (Anzahl der Mol) als Unbekannte – x, y, z, .... – bezeichnet, und dann werden Stoffbilanzgleichungen entsprechend der Zahl, Masse bzw. aufgestellt Volumen (für Gase) der Teilnehmer an chemischen Reaktionen, wobei die letzten beiden als Unbekannte ausgedrückt werden müssen. Die Anzahl der Bilanzgleichungen muss gleich der Anzahl der Unbekannten sein. Im letzten Schritt wird das resultierende System algebraischer Gleichungen gelöst.

Beispiel 4. Bei der Verbrennung von 13,44 Litern (Nr.) einer Mischung aus Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid entstanden 8,96 Liter Kohlendioxid und 14,4 g Wasser. Bestimmen Sie die Menge an Gasen in der Mischung.

Reaktionsgleichungen:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O (I)

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (II)

2CO + O 2 = 2CO 2 (III)

Unterstützende Substanzen – CH 4, H 2 und CO; bezeichnen wir ihre Mengen

ν(H 2) = x; ν(СH 4) = y; ν(CO) = z.

Erstellen wir drei Bilanzgleichungen basierend auf der Anzahl der Unbekannten:

a) Rest nach Volumen der Mischung:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13,44 l, tragen Sie die Unbekannten ein:

xV m + yV m + zV m = 13,44 oder x + y + z =
0,6 Mol;

b) Ausgleich durch die Menge an CO 2:

ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν gesamt. (CO 2), aber

;

ν(CO 2 / II) = ν(CH 4) = y; ν(CO 2 / III) =
z, dann ist y + z = 0,4.

c) Rest in der Menge an H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν gesamt. (H 2 O), aber

,

;
,

dann ist x + 2y = 0,8.

Wir erhalten also ein Gleichungssystem der Form

,

was leicht mündlich gelöst werden kann

x = 0,2 mol; y = 0,3 mol; z = 0,1 mol.