В химических реакциях атомы, которые являются строительными блоками реагентов, перестраиваются с образованием новых объектов, называемых продуктами. Закон сохранения масс гласит, что материя не может быть ни создана, ни уничтожена. Таким образом, для химической реакции в изолированной системе масса остается постоянной.
Количество атомов на стороне реагента равно числу атомов на стороне продукта, и мы видим, что уравнение сбалансировано. Это соотношение между количеством реагента и продукта известно как стехиометрия.
Теперь давайте потренируемся в балансировке химического уравнения. Вот коэффициенты для углекислого газа и диоксида азота, которые помогут вам начать. Для начала давайте посчитаем количество атомов с каждой стороны. Обратите внимание как на коэффициент, который указывает, сколько молекул в уравнении, так и на подстрочный индекс, который говорит нам, сколько атомов в молекуле.
Затем умножьте значения коэффициента и индекса для каждого атома. Повторите для всех элементов. Если элемент состоит из нескольких молекул, просто прибавьте количество атомов в каждой молекуле. Как только это будет завершено для всех элементов, проверьте, сбалансирована ли реакция.
В своем нынешнем состоянии уравнение не является сбалансированным. Мы видим, что на стороне реагента есть один азот, а на стороне продукта — четыре. Чтобы сбалансировать азот, нам нужны четыре молекулы реагента, поэтому мы умножаем все его элементы на четыре. Это также уравновешивает углерод. На стороне продукта есть два атома водорода. Таким образом, мы изготовим 14 продуктов H2O. Это дает 38 атомов кислорода на стороне продукта, что требует 19 молекул кислорода на стороне реагента. Наконец, уравнение сбалансировано.
Соотношение между коэффициентами представляет собой соотношение между молярными величинами. В этом уравнении одна молекула метана вступает в реакцию с двумя молекулами кислорода, образуя одну молекулу углекислого газа и две молекулы воды. Реакция прекращается, когда какой-либо реагент полностью израсходован, ограничивая количество продукта, который может быть изготовлен. Этот реагент называется лимитирующим реагентом.
Максимально возможное количество продукта, которое называется теоретическим выходом, зависит от количества предельного реагента. Тем не менее, фактический выход продукта может отличаться в зависимости от побочных реакций, потерь на этапах очистки или человеческой ошибки. Процент выхода говорит нам, какой процент теоретического выхода был получен и определяется с помощью этого уравнения.
В этой лаборатории вы прореагируете гексагидрат хлорида никеля с этилендиамином для синтеза координационного комплекса никеля. Затем вы измерите количество произведенного, определите предельный реагент реакции и рассчитаете процент выхода продукта.
At the end of this lab, students should know...
Количество и атомный состав продуктов должны быть равны количеству и атомному составу реагентов. Это происходит потому, что, согласно закону сохранения массы, материя не создается и не уничтожается. Термин стехиометрия относится к соотношению веществ, участвующих в химической реакции.
Чтобы сбала...
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.