4.1
Рассмотрим сбалансированную химическую реакцию, например, горение газообразного водорода. Здесь количественное соотношение между реагентами и продуктами H_2, O_2 и H_2O 2 молекулы H_2 реагируют с 1 молекулой O_2 с образованием 2 молекул H_2O. Это количественное соотношение известно как стехиометрия, и оно похоже на любой рецепт.
Предположим, из 2 ломтиков салями, 1 ломтика сыра и 2 кусков итальянского хлеба сделан 1 бутерброд. Чтобы приготовить три бутерброда, количество ингредиентов необходимо увеличить в три раза. Сколько бутербродов можно сделать из 10 ломтиков салями?
Поскольку соотношение салями и бутербродов два к одному, можно приготовить 5 бутербродов. Тот же подход применяется к химическим реакциям. Например, рассмотрим синтез аммиака.
Стехиометрические коэффициенты напрямую указывают на относительное количество молекул, которое эквивалентно относительным количествам в молях. Один моль газообразного азота и три моля газообразного водорода реагируют с образованием двух молей аммиака. Чтобы получить четыре моля аммиака, количество реагентов удваивается.
Молярное отношение газообразного азота к аммиаку составляет один к двум, а молярное отношение газообразного водорода к аммиаку составляет три к двум. Если имеется 15 моль водорода, сколько молей аммиака можно синтезировать? Используя мольное соотношение в качестве коэффициента пересчета, можно синтезировать 10 моль аммиака.
Чтобы оценить массу реагента по массе продукта или наоборот, необходимо следовать определенному пути. В отличие от преобразования в моли, вычисления массы не являются прямыми. Сначала известная масса преобразуется в моли.
Затем применяется мольное соотношение. Наконец, количество в молях преобразуется в массу с использованием молярной массы соответствующего соединения. Например, рассмотрим горение углеводородного ракетного топлива, то есть его реакцию с кислородом.
Примерно сколько граммов жидкого кислорода требуется на каждые 5000 граммов топлива? Сначала используется приблизительная молярная масса топлива, чтобы перевести 5000 граммов в моли. Затем применяется мольное отношение 35 к 2 для расчета необходимого количества молекулярного кислорода в молях.
Наконец, молярная масса молекулярного кислорода используется для определения того, что космическому кораблю необходимо хранить около 17 000 граммов кислорода на борту на каждые 5000 граммов топлива.
Сбалансированное химическое уравнение предоставляет большое количество информации в очень сжатом формате. Химические формулы обеспечивают идентичность…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.