Door Jack Brubaker – Bijgewerkt 30 augustus 2022

In elk laboratorium voeren scheikundigen nauwkeurige berekeningen uit om de exacte hoeveelheden reactanten en producten te bepalen die nodig zijn voor een bepaalde reactie. Deze discipline, bekend als stoichiometrie, is gebaseerd op het concept van de mol:een fundamentele eenheid die 6,022×10 ²³ vertegenwoordigt. formule-eenheden van een stof. De mol is zo gedefinieerd dat één mol van een verbinding precies het formulegewicht in grammen weegt, waarbij het formulegewicht de som is van de atoomgewichten van alle atomen in de molecuulformule. Natriumchloride (NaCl) heeft bijvoorbeeld een formulegewicht van 58,44 gmol ^-1 , wat betekent dat 58,44 g NaCl 6,022×10 ²³ bevat formule-eenheden.

Stap 1:Schrijf een evenwichtige chemische vergelijking

Begin met het opstellen van een evenwichtige vergelijking voor de reactie van interesse. Een gebalanceerde vergelijking bevat hetzelfde aantal van elk type atoom aan beide zijden van de pijl. Bijvoorbeeld de reactie tussen calciumhydroxide (Ca(OH)₂ ) en zoutzuur (HCl) wordt geschreven als:

Ca(OH)₂ + HCl → CaCl₂ + H₂ O

Deze versie is onevenwichtig:de linkerkant heeft twee zuurstofatomen en één chlooratoom, terwijl de rechterkant twee chlooratomen en één zuurstofatoom heeft. De correct uitgebalanceerde vergelijking is:

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂ O

Nu verschijnt elk element aan beide kanten in gelijke aantallen.

Stap 2:Bepaal het gewicht van formules

Bereken vervolgens het formulegewicht van elke verbinding in de uitgebalanceerde vergelijking. Het formulegewicht wordt verkregen door de atoomgewichten van alle aanwezige atomen op te tellen. Bijvoorbeeld calciumchloride (CaCl₂ ) bevat één calciumatoom (40,08 gmol ^-1 ) en twee chlooratomen (35,45gmol ^-1 elk), wat oplevert:

(1×40,08) + (2×35,45) =100,98gmol ^-1

Stap 3:Converteer bekende massa naar mol

Als u de massa van één reactant of product kent, converteert u die massa naar mol door te delen door het formulegewicht. Stel dat u, met behulp van de bovenstaande uitgebalanceerde reactie, 10 g calciumhydroxide heeft. Het formulegewicht van Ca(OH)₂ bedraagt 74,10 gmol ^-1 , dus het aantal mol Ca(OH)₂ aanwezig zijn:

10g ÷ 74,10 gmol ^-1 =0,135mol (≈0,13mol)

Stap 4:Pas de stoichiometrische verhouding toe

Gebruik de coëfficiënten uit de uitgebalanceerde vergelijking om de bekende mollen te relateren aan de onbekende mollen. In Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂ O, de stoichiometrische verhouding van HCl tot Ca(OH)₂ bedraagt 2:1. Daarom:

0,135molCa(OH)₂  ×(2molHCl·1molCa(OH)₂ ) =0,270 molHCl

Er is dus 0,270 mol HCl nodig om volledig te reageren met 10 g Ca(OH)₂ .

Benodigde materialen

• Periodiek systeem der elementen (voor atoomgewichten)
• Wetenschappelijke rekenmachine (voor delen en vermenigvuldigen)

Door deze systematische stappen te volgen, kunt u nauwkeurig de molhoeveelheden bepalen die nodig zijn voor elke chemische reactie, waardoor u verzekerd bent van nauwkeurige stoichiometrische berekeningen in het laboratorium.