حل مسائل محاسباتی در شیمی

"در مورد خروجی محصول از نظر نظری ممکن است"

کسر جرمی بازده محصول واکنش (ω - "امگا")

• بسیاری از واکنش های شیمیایی به پایان نمی رسند.

• هنگامی که مواد آلی برهم کنش دارند، محصولات جانبی اغلب تشکیل می شوند.

• در واکنش های ناهمگن، برخی از مواد به سادگی واکنش نشان نمی دهند.

• تجهیزات مورد استفاده برای انجام واکنش شیمیایی اهمیت کمی ندارند. اتصالات نشتی همیشه منجر به از بین رفتن مواد گازی می شود.

1. دانمارکی ها توده ها مواد اولیه و محصول واکنش

1. دانمارکی ها توده ها مواد اولیه و محصول واکنش

بازده محصول واکنش را تعیین کنید.

1) بیان مسئله را با دقت بخوانید

2) یادداشت کنید: "داده شده" و "یافتن".

5) کسر جرمی محصول واکنش را بر اساس نسبت جرم عملی به جرم نظری که در "داده شده" نشان داده شده است، محاسبه کنید.

هنگامی که آلومینیوم با اکسید روی به وزن 32.4 گرم واکنش داد، 24 گرم روی به دست آمد. کسر جرمی بازده محصول واکنش را بیابید.

1) بیان مسئله را با دقت بخوانید

1) بیان مسئله را با دقت بخوانید

2) یادداشت کنید: "داده شده" و "یافتن".

3) یک معادله برای واکنش ایجاد کنید (فراموش نکنید که ضرایب را تنظیم کنید).

4) جرم نظری محصول واکنش را با استفاده از معادله واکنش محاسبه کنید.

5) جرم عملی محصول واکنش را با استفاده از فرمول معکوس محاسبه کنید (جرم نظری را در کسر بازده ضرب کنید)

جرم اکسید آلومینیوم را که می توان از 23.4 گرم هیدروکسید آلومینیوم به دست آورد، در صورتی که بازده واکنش 92 درصد از حد تئوری ممکن باشد، تعیین کنید.

مشکلات بازده محصول واکنش (پایه نهم)

مقدار محصول محاسبه شده از معادله واکنش، بازده نظری است که مربوط به 100٪ است. اما در عمل زیان در تولید رخ می دهد. یعنی، بازده عملی محاسبه می‌شود.

η

= V کاربردی . 100%

Vنظری

η

= متر کاربردی . 100%

متر. نظری

وظیفه 1.برای آهک خرد شده ( Ca(OH

وظیفه 2 . از 10 کیلوگرم اکسید فسفر چه مقدار اسید فسفریک می توان به دست آورد؟ V ، اگر بازده اسید 80 درصد از نظر تئوری ممکن باشد؟

وظیفه3. جرم روی را که باید هنگام واکنش با اسید کلریدریک برای به دست آوردن 50 لیتر هیدروژن (n.u) مصرف شود، تعیین کنید، اگر کسر حجمی بازده هیدروژن 90٪ باشد.

وظیفه4. اگر 100 گرم گوگرد در واکنش با هیدروژن مصرف شود و کسر بازده محصول 0.8 باشد، حجم سولفید هیدروژن (n.s.) بدست آمده را تعیین کنید.

وظیفه5. محاسبه جرم اکسید گوگرد ( VI ) که از اکسیداسیون اکسید گوگرد ( IV ) با وزن 16 گرم، اگر بازده محصول واکنش 80 درصد از نظر تئوری ممکن باشد.

شماره 1. هنگامی که 6.9 گرم سدیم با آب واکنش داد، 3 لیتر هیدروژن (n.o.) به دست آمد. کسر حجمی گاز خروجی را بر حسب درصد محاسبه کنید.

شماره 2. از 140 گرم اکسید کلسیم، 182 گرم هیدروکسید کلسیم به دست آمد. کسر جرمی بازده هیدروکسید کلسیم را محاسبه کنید.

№3. هنگامی که 11.2 گرم آهن با اسید کلریدریک برهمکنش می کنداسید 4.45 لیتر هیدروژن (n.o.) آزاد کرد. محاسبه کنیدکسر حجمی (بر حسب درصد) بازده هیدروژن را از تئوری تعیین کنیدکاملاً ممکن است

№4. از 4.08 کیلوگرم اکسید آلومینیوم، 2 کیلوگرم به دست آمدآلومینیوم کسر جرمی (بر حسب درصد) بازده محصول واکنش را از مقدار ممکن تئوری محاسبه کنید.

№5. هنگام کاهش آهن با کربن از 16 گرماکسید آهن ( III ) 3 لیتر مونوکسید کربن آزاد شد(IV ) (خوب.). کسر حجمی (در درصد) بازده هیدروکسی چقدر استبله کربن (IV ) از نظر تئوری ممکن؟

№6. حجم هیدروژن (شماره) را که می توان با حل کردن 120 میلی گرم کلسیم در آب به دست آورد، در صورتی که بازده گاز 80 درصد از نظر تئوری ممکن باشد، محاسبه کنید.

№7. اگر بازده هیدروژن 95 درصد از نظر تئوری باشد، حجم هیدروژن (شماره) را که می توان با حل کردن 11.5 گرم سدیم در آب حاوی 2 درصد ناخالصی به دست آورد، محاسبه کنید.

№8. برای آهک خرد شده ( Ca(OH ) 2) با 3.15 کیلوگرم اسید نیتریک خالص تیمار شده است. اگر بازده عملی 98/0 نسبت به نظری باشد چه جرمی از نیترات کلسیم به دست آمد؟

شماره 9. طی تجزیه حرارتی 20 گرم سنگ آهک (CaCO 3)، حاوی 10 درصد ناخالصی، 3.23 لیتر دی اکسید کربن (n.s.) به دست آمد. بازده دی اکسید کربن را از نظر تئوری ممکن محاسبه کنید.

عنصر).

مقدار جرم را از فرمول کسر جرمی یک ماده بیان کنید: w = m(x)*100%/m، که w کسر جرمی ماده است، m(x) جرم ماده است، m است. جرم محلولی که ماده در آن حل شده است. برای یافتن جرم یک ماده به: m(x) = w*m/100% نیاز دارید.

از فرمول بازده محصول، جرم مورد نیاز خود را محاسبه کنید: بازده محصول = mp(x)*100%/m(x)، که mp(x) جرم محصول x بدست آمده در فرآیند واقعی است، m(x) برابر است. جرم محاسبه شده ماده x. خروجی: mp(x) = بازده محصول* m(x)/100% یا m(x) = mp(x)*100%/بازده محصول. با توجه به بازده محصول داده شده در شرایط مشکل، این فرمول ضروری خواهد بود. اگر بازده محصول داده نشود، باید آن را 100٪ فرض کرد.

اگر شرط حاوی یک معادله واکنش است، با استفاده از آن مشکل را حل کنید. برای انجام این کار، ابتدا یک معادله واکنش ایجاد کنید، سپس مقدار ماده به دست آمده یا صرف شده برای این واکنش را از آن محاسبه کنید و این مقدار ماده را در فرمول های لازم جایگزین کنید. به عنوان مثال، Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl. مشخص است که جرم BaCl2 10.4 گرم است. مقدار کلرید باریم را محاسبه کنید: n = m/M. M (BaCl2) = 208 گرم در مول. n (BaCl2) = 10.4/208 = 0.05 مول. از معادله واکنش چنین بر می آید که از 1 مول BaCl2 2 مول NaCl تشکیل می شود. محاسبه کنید چه مقدار ماده از 0.05 مول BaCl2 تشکیل می شود. n (NaCl) = 0.05 * 2/1 = 0.1 مول. مشکل نیاز به یافتن جرم کلرید سدیم با محاسبه جرم مولی کلرید سدیم داشت. M(NaCl) = 23+35.5 = 58.5 گرم بر مول. m(NaCl) = 0.1 * 58.5 = 5.85 گرم مشکل حل شد.

توجه داشته باشید

واحدهای جرم می تواند میلی گرم، گرم، کیلوگرم باشد.

منابع:

• "راهنمای شیمی"، G.P. خومچنکو، 2005.

جرم یک جسم یکی از مهمترین خصوصیات فیزیکی آن است که خاصیت گرانشی آن را نشان می دهد. با دانستن حجم یک ماده و همچنین چگالی آن می توان به راحتی جرم بدن را که بر اساس این ماده است محاسبه کرد.

شما نیاز خواهید داشت

• حجم ماده V، چگالی آن p است.

دستورالعمل ها

اجازه دهید یک جسم ناهمگن با جرم V و جرم m به ما داده شود. سپس با استفاده از فرمول قابل محاسبه است:
p = m/V.
از این نتیجه می شود که برای محاسبه جرم، می توانید از پیامد آن استفاده کنید:
m = p * V. در نظر بگیرید: اجازه دهید یک نوار پلاتین به ما داده شود. حجم آن 6 متر مکعب است. بیایید جرم آن را پیدا کنیم.
مشکل در 2 مرحله حل می شود:
1) طبق جدول چگالی مواد مختلف، چگالی پلاتین 21500 کیلوگرم بر مکعب است. متر
2) سپس با دانستن چگالی و حجم این ماده جرم آن را محاسبه می کنیم:
6*21500 = 129000 کیلوگرم یا 129 تن.

ویدئو در مورد موضوع

آب را مانند هر مایعی نمی توان همیشه روی ترازو وزن کرد. اما خیلی چیزها را دریابید ابهم در برخی از صنایع و هم در موقعیت‌های معمولی روزمره، از محاسبه مخازن گرفته تا تصمیم‌گیری در مورد اینکه چقدر آب می‌توانید با خود در یک قایق کایاک یا قایق لاستیکی ببرید، می‌تواند ضروری باشد. برای محاسبه جرم آب یا هر مایعی که در یک حجم خاص قرار دارد، ابتدا باید چگالی آن را بدانید.

شما نیاز خواهید داشت

• ظروف اندازه گیری
• خط کش، متر نوار یا هر وسیله اندازه گیری دیگری
• ظرف برای ریختن آب

دستورالعمل ها

اگر نیاز به محاسبه جرم آب در یک ظرف کوچک دارید، می توانید این کار را با استفاده از مقیاس معمولی انجام دهید. ابتدا ظرف را وزن کنید. سپس آب را در ظرف دیگری بریزید. پس از این، ظرف خالی را وزن کنید. جرم ظرف خالی را از ظرف پر کم کنید. این آب موجود در ظرف خواهد بود. به این ترتیب، می توانید مقدار زیادی نه تنها مایع، بلکه مواد حجیم را نیز در صورت امکان در ظرف دیگری بریزید. این روش گاهی هنوز در برخی از فروشگاه هایی که تجهیزات مدرن وجود ندارد مشاهده می شود. فروشنده ابتدا شیشه یا بطری خالی را وزن می کند، سپس آن را با خامه ترش پر می کند، دوباره وزن می کند، وزن خامه ترش را تعیین می کند و تنها پس از آن هزینه آن را محاسبه می کند.

برای تعیین جرم آب در ظرفی که قابل وزن نیست، باید دو پارامتر را بدانید - چگالی آب (یا هر مایع دیگر) و حجم ظرف. چگالی آب 1 گرم در میلی لیتر است. چگالی مایع دیگری را می توان در جدول مخصوصی یافت که معمولاً در کتاب های مرجع شیمی یافت می شود.

اگر پیمانه ای وجود ندارد که بتوانید آب را در آن بریزید، حجم ظرفی را که در آن قرار دارد محاسبه کنید. حجم همیشه برابر با حاصلضرب مساحت پایه و ارتفاع است و معمولاً با ظروف با شکل ثابت مشکلی وجود ندارد. حجم آب داخل کوزه برابر با مساحت پایه گرد ضربدر ارتفاع پر شده از آب خواهد بود. با ضرب چگالی؟ برای حجم آب V، جرم آب m را بدست می آورید: m=?*V.

ویدئو در مورد موضوع

توجه داشته باشید

با دانستن مقدار آب و جرم مولی آن می توانید جرم را تعیین کنید. جرم مولی آب 18 است زیرا از جرم مولی 2 اتم هیدروژن و 1 اتم اکسیژن تشکیل شده است. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M، جایی که m جرم آب، n مقدار، M جرم مولی است.

چگالی نسبت جرم به حجمی است که اشغال می کند - برای جامدات، و نسبت جرم مولی به حجم مولی - برای گازها. در کلی ترین شکل آن، حجم (یا حجم مولی) نسبت جرم (یا جرم مولی) به چگالی آن خواهد بود. چگالی مشخص است. چه باید کرد؟ ابتدا جرم را تعیین کنید سپس حجم را محاسبه کنید سپس اصلاحات لازم را انجام دهید.

دستورالعمل ها

حجم گاز برابر است با نسبت محصول ضرب در آن - به چگالی شناخته شده از قبل. در غیر این صورت، حتی با دانستن، باید جرم مولی گاز و کمیت آن را بدانید، یعنی چند مول گاز دارید. در اصل، با دانستن اینکه چند مول گاز دارید، می توانید حجم آن را حتی بدون دانستن چگالی آن محاسبه کنید - طبق قانون آووگادرو، یک مول از هر گاز حجمی معادل 22.4 لیتر را اشغال می کند. اگر لازم است حجم را از طریق چگالی محاسبه کنید، باید جرم گاز را در یک حجم هنوز ناشناخته بیابید.

حجم یک جامد را حتی بدون اطلاع از چگالی می توان به سادگی با اندازه گیری آن تعیین کرد و در مورد شکل پیچیده و بسیار نامنظم، حجم را مثلاً با حجم مایع جابجا شده توسط جامد تعیین می کند. با این حال، اگر محاسبه حجم به طور خاص از طریق چگالی ضروری باشد، حجم جسم جامد نسبت جرم جسم به چگالی آن است و جرم معمولاً با توزین ساده تعیین می شود. اگر به دلایلی وزن کردن بدن غیرممکن است (مثلاً خیلی بزرگ یا متحرک است) ، باید به محاسبات غیرمستقیم نسبتاً پیچیده متوسل شوید. برای مثال، جرم برای یک جسم متحرک، نسبت دو برابر انرژی جنبشی به مجذور سرعت آن، یا نسبت نیروی وارد شده به جسم به شتاب آن است. برای یک جسم بسیار بزرگ در حالت استراحت، باید به محاسبات مربوط به جرم زمین با استفاده از ثابت گرانشی و گشتاور متوسل شد. یا - از طریق محاسبه ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده. در هر صورت دانستن چگالی به تنهایی برای محاسبه حجم کافی نخواهد بود.

با محاسبه جرم یک جامد، می توانید حجم آن را به سادگی با تقسیم جرم بر چگالی محاسبه کنید.

توجه داشته باشید

1. روش های فوق کم و بیش فقط در مورد همگن بودن ماده ای که جامد از آن تشکیل شده است قابل استفاده است.
2. روش های فوق کم و بیش در محدوده دمایی نسبتاً باریک - از منفی 25 تا مثبت 25 درجه سانتیگراد - قابل اجرا هستند. هنگامی که حالت تجمع یک ماده تغییر می کند، چگالی می تواند به طور ناگهانی تغییر کند. در این صورت فرمول ها و روش های محاسبه کاملا متفاوت خواهد بود.

جرم به عنوان یک کمیت فیزیکی پارامتری است که نیروی تأثیر جسم بر گرانش را مشخص می کند. برای محاسبه جرم یک جسم در فیزیک، باید دو مقدار آن را بدانید: چگالی مواد بدن و حجم آن.

دستورالعمل ها

اجازه دهید بدن معینی از حجم V و p داده شود. سپس به این صورت محاسبه می شود:
m = p * V. برای وضوح، در اینجا موارد زیر است:
بگذارید حجم آلومینیوم 5 متر مکعب داده شود. متر چگالی آلومینیوم 2700 کیلوگرم بر مکعب است. متر در این حالت، جرم بلوک به صورت زیر خواهد بود:
m = 2700/5 = 540 کیلوگرم.

توجه داشته باشید

مفهوم جرم اغلب با کمیت فیزیکی دیگر، نه کمتر نادر، - وزن، اشتباه گرفته می شود. وزن بر حسب n/m³ اندازه گیری می شود و نیرویی را که بر تکیه گاه اعمال می کند مشخص می کند. جرم، طبیعتاً هیچ نقطه حمایتی ندارد و همانطور که گفته شد، تنها بر گرانش زمین تأثیر می گذارد.

نکته 6: اگر حجم و چگالی مشخص باشد چگونه جرم را پیدا کنیم

جرم یک جسم مهم ترین ویژگی فیزیکی آن است. در علم فیزیک مدرن، بین مفهوم "جرم" تمایزی وجود دارد: جرم گرانشی (به عنوان درجه تأثیر جسم بر گرانش زمین) و جرم اینرسی (میزان تلاش برای خارج کردن بدن از حالت اینرسی). در هر صورت، اگر چگالی و حجم جسم مشخص باشد، یافتن جرم بسیار آسان است.

دستورالعمل ها

برای وضوح، می توانیم استناد کنیم. شما باید جرم یک دال بتنی را پیدا کنید که حجم آن 15 متر مربع است.
راه حل: جرم یک دال بتنی فقط نیازمند دانستن چگالی آن است. برای بدست آوردن این اطلاعات، باید از جدول چگالی مواد مختلف استفاده کنید.

بر اساس این جدول، چگالی بتن 2300 کیلوگرم بر متر مکعب است. سپس، برای یافتن جرم دال بتنی، باید یک عملیات جبری ساده انجام دهید: m = 15 * 2300 = 34500 کیلوگرم یا 34.5 تن. پاسخ: جرم دال بتنی 34.5 تن است

جرم به روش سنتی با استفاده از یکی از قدیمی ترین ابزار بشریت - با استفاده از ترازو - اندازه گیری می شود. این با مقایسه وزن بدن با کمک یک وزن مرجع - وزن ها اتفاق می افتد.

توجه داشته باشید

هنگام انجام محاسبات با استفاده از فرمول فوق، باید توجه داشت که به این ترتیب جرم استراحت یک جسم معین تعیین می شود. یک واقعیت جالب این است که بسیاری از ذرات بنیادی دارای جرم نوسانی هستند که به سرعت حرکت آنها بستگی دارد. اگر یک ذره بنیادی با سرعت یک جسم حرکت کند، این ذره بدون جرم است (مثلاً یک فوتون). اگر سرعت ذره ای کمتر از سرعت نور باشد، به چنین ذره ای جرم می گویند.

مشاوره مفید

هنگام اندازه گیری جرم، هرگز نباید فراموش کنید که نتیجه نهایی در کدام سیستم داده می شود. این بدان معناست که در سیستم SI جرم بر حسب کیلوگرم اندازه گیری می شود، در حالی که در سیستم CGS جرم بر حسب گرم اندازه گیری می شود. جرم نیز بسته به کشور و فرهنگ بر حسب تن، سنتر، قیراط، پوند، اونس، پود و بسیاری واحدهای دیگر اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، در کشور ما، از زمان های قدیم جرم در پود، برکووتس، زولوتنیک اندازه گیری می شد.

منابع:

• وزن دال بتنی

همه مواد چگالی مشخصی دارند. بسته به حجم اشغال شده و جرم داده شده، چگالی محاسبه می شود. بر اساس داده های تجربی و تبدیل های عددی یافت می شود. علاوه بر این، چگالی به عوامل مختلفی بستگی دارد که به دلیل آن مقدار ثابت آن تغییر می کند.

دستورالعمل ها

تصور کنید که ظرفی به شما داده می شود که لبه آن از آب پر شده است. مشکل نیاز به یافتن چگالی آب بدون دانستن جرم یا حجم دارد. برای محاسبه چگالی، هر دو پارامتر باید به صورت تجربی پیدا شوند. با تعیین جرم شروع کنید.
ظرف را بردارید و روی ترازو بگذارید. سپس آب را از آن بیرون بریزید و دوباره ظرف را روی همان ترازو قرار دهید. نتایج اندازه گیری را مقایسه کنید و فرمولی برای یافتن جرم آب بدست آورید:
mob.- mс.=mв.، جایی که موب. - جرم ظرف با آب (جرم کل)، mс - جرم ظرف بدون آب.
دومین چیزی که باید پیدا کنید آب است. آب را در ظرف اندازه گیری بریزید، سپس از ترازو روی آن برای تعیین حجم آب موجود در ظرف استفاده کنید. فقط پس از این، از فرمول برای یافتن چگالی آب استفاده کنید:
ρ=m/V
این آزمایش فقط می تواند به طور تقریبی چگالی آب را تعیین کند. با این حال، تحت تأثیر عوامل خاصی می تواند. با مهمترین این عوامل آشنا شوید.

در دمای آب t=4 درجه سانتی گراد، آب دارای چگالی ρ=1000 kg/m^3 یا 1 g/cm^3 است. وقتی این تغییر می کند، چگالی نیز تغییر می کند. علاوه بر این، عوامل مؤثر بر تراکم شامل فشار، شوری و شوری آب است. بارزترین اثر بر چگالی دما است.
به یاد داشته باشید که چگالی تحت تأثیر دما به طور سهموی تغییر می کند. مقدار t=4°C نقطه بحرانی این سهمی است که در آن چگالی آب به بیشترین مقدار خود می رسد. هر درجه حرارت بالاتر یا کمتر از این مقدار منجر به کاهش چگالی می شود. در دمای 0 درجه سانتی گراد، چگالی آب به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

شوری و فشار تأثیر یکسانی بر تراکم آب دارند. با افزایش آنها، چگالی افزایش می یابد. همچنین چگالی قابل توجه آب با غلظت نمک موجود در آن نسبت مستقیم دارد.
عوامل دیگری نیز وجود دارند که چگالی آب به آنها بستگی دارد، اما تأثیر آنها بسیار ضعیف تر از موارد ذکر شده در بالا است.

ویدئو در مورد موضوع

جرم یک ماده، معیاری است که یک جسم بر روی تکیه گاه آن عمل می کند. این در کیلوگرم (کیلوگرم)، گرم (گرم)، تن (t) اندازه گیری می شود. یافتن جرم یک ماده در صورتی که حجم آن مشخص باشد بسیار آسان است.

اتم ها و مولکول ها کوچک ترین ذرات ماده هستند، بنابراین می توانید جرم یکی از اتم ها را به عنوان واحد اندازه گیری انتخاب کنید و جرم اتم های دیگر را نسبت به اتم انتخاب شده بیان کنید. بنابراین جرم مولی چیست و ابعاد آن چقدر است؟

جرم مولی چیست؟

بنیانگذار نظریه جرم های اتمی دانشمند دالتون بود که جدولی از جرم های اتمی تهیه کرد و جرم اتم هیدروژن را یکی گرفت.

جرم مولی جرم یک مول از یک ماده است. مول به نوبه خود مقداری از ماده است که حاوی تعداد معینی ذرات ریز است که در فرآیندهای شیمیایی شرکت می کنند. تعداد مولکول های موجود در یک مول را عدد آووگادرو می گویند. این مقدار ثابت است و تغییر نمی کند.

برنج. 1. فرمول شماره آووگادرو.

بنابراین، جرم مولی یک ماده، جرم یک مول است که حاوی 6.02 * 10^23 ذرات بنیادی است.

عدد آووگادرو به افتخار دانشمند ایتالیایی، آمدئو آواگادرو، که ثابت کرد تعداد مولکول ها در حجم گازهای مساوی همیشه یکسان است، نام خود را گرفت.

جرم مولی در سیستم بین المللی SI بر حسب کیلوگرم بر مول اندازه گیری می شود، اگرچه این مقدار معمولاً بر حسب گرم بر مول بیان می شود. این مقدار با حرف انگلیسی M نشان داده می شود و فرمول جرم مولی به صورت زیر است:

که m جرم ماده و v مقدار ماده است.

برنج. 2. محاسبه جرم مولی.

چگونه جرم مولی یک ماده را پیدا کنیم؟

جدول D.I. مندلیف به شما کمک می کند جرم مولی یک ماده خاص را محاسبه کنید. بیایید هر ماده ای را در نظر بگیریم، مثلاً اسید سولفوریک فرمول آن به شرح زیر است: H 2 SO 4. حالا بیایید به جدول برویم و ببینیم جرم اتمی هر یک از عناصر موجود در اسید چقدر است. اسید سولفوریک از سه عنصر تشکیل شده است - هیدروژن، گوگرد، اکسیژن. جرم اتمی این عناصر به ترتیب 1، 32، 16 است.

معلوم می شود که جرم مولکولی کل برابر با 98 واحد جرم اتمی (1*2+32+16*4) است. بنابراین، متوجه شدیم که یک مول اسید سولفوریک 98 گرم وزن دارد.

جرم مولی یک ماده از نظر عددی برابر با جرم مولکولی نسبی است اگر واحدهای ساختاری ماده مولکول باشند. جرم مولی یک ماده نیز می تواند برابر با جرم اتمی نسبی باشد اگر واحدهای ساختاری ماده اتم باشند.

تا سال 1961، یک اتم اکسیژن به عنوان یک واحد جرم اتمی در نظر گرفته می شد، اما نه یک اتم کامل، بلکه 1/16 آن. در عین حال، واحدهای شیمیایی و فیزیکی جرم یکسان نبودند. مواد شیمیایی 0.03 درصد بیشتر از فیزیکی بود.

در حال حاضر، یک سیستم اندازه گیری یکپارچه در فیزیک و شیمی اتخاذ شده است. به عنوان استاندارد e.a.m. 1/12 از جرم یک اتم کربن انتخاب شده است.

برنج. 3. فرمول واحد جرم اتمی کربن.

اندازه گیری جرم مولی هر گاز یا بخار بسیار آسان است. استفاده از کنترل کافی است. حجم یکسان از یک ماده گازی با مقدار دیگری در همان دما برابر است. یک روش شناخته شده برای اندازه گیری حجم بخار، تعیین مقدار هوای جابجا شده است. این فرآیند با استفاده از یک شاخه جانبی منتهی به یک دستگاه اندازه گیری انجام می شود.

مفهوم جرم مولی برای شیمی بسیار مهم است. محاسبه آن برای ایجاد کمپلکس های پلیمری و بسیاری از واکنش های دیگر ضروری است. در داروسازی، غلظت یک ماده در یک ماده با استفاده از جرم مولی تعیین می شود. همچنین، جرم مولی هنگام انجام تحقیقات بیوشیمیایی (فرایند متابولیک در یک عنصر) مهم است.

امروزه به لطف پیشرفت علم، جرم مولکولی تقریباً تمام اجزای خون از جمله هموگلوبین شناخته شده است.

در شیمی، بازده نظری حداکثر مقدار محصولی است که می توان از یک واکنش شیمیایی به دست آورد. در واقع، اکثر واکنش ها ایده آل نیستند، یعنی بازده عملی محصول همیشه کمتر از نظری است. برای محاسبه بازده واکنش، باید درصد بازده محصول را با استفاده از فرمول پیدا کنید: بازده (%) = (بازده عملی/بازده نظری) x100. اگر درصد بازده 90 درصد باشد، به این معنی است که واکنش 90 درصد کارآمد است و 10 درصد از واکنش دهنده ها هدر رفته اند (آنها واکنش نشان ندادند یا ترکیب نشدند).

مراحل

قسمت 1

مولفه اصلی واکنش را پیدا کنید

1. شروع کن با معادله شیمیایی متعادل . یک معادله شیمیایی شامل واکنش دهنده ها (در سمت چپ علامت مساوی) و محصولات تشکیل شده (در سمت راست علامت مساوی) است. در برخی از مسائل معادله شیمیایی داده شده است، در حالی که در برخی دیگر باید نوشته شود. در طی یک واکنش شیمیایی، اتم ها نه ایجاد می شوند و نه از بین می روند، بنابراین هر عنصر باید تعداد اتم های یکسانی در سمت چپ و راست علامت مساوی داشته باشد.

   • به عنوان مثال، در نتیجه واکنش اکسیژن و گلوکز، دی اکسید کربن و اکسیژن تشکیل می شود: →
     در هر طرف علامت مساوی 6 اتم کربن (C)، 12 اتم هیدروژن (H) و 18 اتم اکسیژن (O) وجود دارد. معادله متعادل است.
   • اگر مشکل از شما می خواهد که خودتان یک معادله متعادل بنویسید، بخوانید.

2. پیدا کردن جرم مولیهر ماده اولیهجرم مولی هر اتم یک ماده را تعیین کنید و سپس جرم مولی را اضافه کنید تا جرم مولی کل ماده را محاسبه کنید. این کار را برای یک مولکول معرف انجام دهید.

   • به عنوان مثال، در یک مولکول اکسیژن ( O 2 (\displaystyle O_(2))) دو اتم اکسیژن.
   • جرم مولی اکسیژن تقریبا 16 گرم در مول است (برای مقدار دقیق جدول تناوبی را ببینید).
   • 2 اکسیژن x 16 گرم در مول = 32 گرم در مول O 2 (\displaystyle O_(2)).
   • جرم مولی واکنش دهنده دیگر، گلوکز ()، عبارت است از: (6 کربن x 12 گرم بر مول) + (12 هیدروژن x 1 گرم در مول) + (6 اکسیژن در 16 گرم در مول) = 180 گرم در مول.

3. جرم هر واکنش دهنده را از گرم به مول تبدیل کنید.حالا واکنشی را که قرار است انجام دهید در نظر بگیرید. جرم هر واکنش دهنده را بر حسب گرم یادداشت کنید. مقدار حاصل را بر جرم مولی ماده تقسیم کنید تا گرم را به مول تبدیل کنید.

   • به عنوان مثال، شما 40 گرم اکسیژن و 25 گرم گلوکز مصرف کرده اید.
   • 40 گرم O 2 (\displaystyle O_(2))/ (32 گرم در مول) = 1.25 مول اکسیژن.
   • 25 گرم C 6 H 12 O 6 (\displaystyle C_(6)H_(12)O_(6))/ (180 گرم در مول) ≈ 0.139 مول گلوکز.

4. نسبت مولی واکنش دهنده ها را بیابید.به یاد داشته باشید که مول کمیتی است که شیمیدانان برای "شمارش" مولکول ها استفاده می کنند. شما تعداد مولکول های هر ماده اولیه را تعیین کرده اید. تعداد مول های یک واکنش دهنده را بر تعداد مول های واکنش دهنده دیگر تقسیم کنید تا نسبت مولی دو واکنش دهنده را بدست آورید.

   • شما 1.25 مول اکسیژن و 0.139 مول گلوکز مصرف کردید. نسبت مولی اکسیژن و گلوکز: 1.25/0.139 = 9. یعنی برای 1 مولکول گلوکز 9 مولکول اکسیژن وجود دارد.

5. نسبت بهینه معرف ها را بیابید.به معادله متعادلی که قبلاً نوشتید برگردید. با استفاده از این معادله می توان نسبت بهینه معرف ها یعنی نسبت مصرف همزمان هر دو ماده را تعیین کرد.

   • سمت چپ معادله: 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 (\displaystyle 6O_(2)+C_(6)H_(12)O_(6)). یعنی به ازای هر 1 مولکول گلوکز 6 مولکول اکسیژن وجود دارد. نسبت بهینه معرف ها: 6 اکسیژن / 1 گلوکز = 6.
   • موادی را که در صورت و مخرج کسر هستند اشتباه نگیرید. اگر اکسیژن را بر گلوکز و سپس گلوکز را بر اکسیژن تقسیم کنید، نتیجه اشتباهی خواهید گرفت.

6. نسبت ها را مقایسه کنید تا جزء اصلی واکنش را بیابید.در یک واکنش شیمیایی، یک واکنش دهنده سریعتر از دیگری مصرف می شود. این معرف کلیدی سرعت یک واکنش شیمیایی را تعیین می کند. دو نسبتی که محاسبه کردید را برای یافتن واکنش دهنده کلیدی مقایسه کنید:

   • اگر نسبت مولی بیشتر از حد بهینه باشد، مقدار زیادی ماده در شمارش کسر وجود دارد. در این حالت ماده ای که در مخرج کسر است معرف کلیدی است.
   • اگر نسبت مولی کمتر از حد مطلوب باشد، ماده موجود در شمارش کسر بسیار کوچک است و واکنش دهنده کلیدی است.
   • در مثال ما، نسبت مولی (اکسیژن/گلوکز = 9) بیشتر از نسبت بهینه (اکسیژن/گلوکز = 6) است. بنابراین، ماده ای که در مخرج کسر (گلوکز) است، واکنش دهنده کلیدی است.

   قسمت 2

   محاسبه بازده محصول نظری

   1. محصولات واکنش را شناسایی کنید.محصولات حاصل از واکنش در سمت راست معادله شیمیایی ذکر شده است. هر محصول دارای بازدهی نظری است که مقدار محصولی است که در یک واکنش ایده آل تولید می شود.

      • در مثال ما واکنش داده شده است 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 (\displaystyle 6O_(2)+C_(6)H_(12)O_(6)) → 6 C O 2 + 6 H 2 O (\displaystyle 6CO_(2)+6H_(2)O). در سمت راست معادله دو ماده ذکر شده است: دی اکسید کربن و آب. بازده دی اکسید کربن را محاسبه کنید ().

   2. تعداد مول های معرف کلید را یادداشت کنید.بازده نظری یک محصول برابر با مقدار محصولی است که در شرایط ایده آل به دست می آید. برای محاسبه بازده نظری، با تعداد مول های معرف کلید شروع کنید (بخش قبل را بخوانید).

      • در مثال ما متوجه شدید که واکنش دهنده کلیدی گلوکز است. شما همچنین محاسبه کردید که 0.139 مول گلوکز مصرف کرده اید.

   3. نسبت مولکول های محصول و واکنش دهنده را بیابید.به معادله متعادل برگردید. تعداد مولکول های محصول را بر تعداد مولکول های واکنش دهنده کلیدی تقسیم کنید.

      • معادله متوازن: 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 (\displaystyle 6O_(2)+C_(6)H_(12)O_(6)) → 6 C O 2 + 6 H 2 O (\displaystyle 6CO_(2)+6H_(2)O). بنابراین 6 مولکول از محصول (دی اکسید کربن) در واکنش شرکت می کنند C O 2 (\displaystyle CO_(2))) و 1 مولکول معرف کلیدی (گلوکز C 6 H 12 O 6 (\displaystyle C_(6)H_(12)O_(6))).
      • نسبت دی اکسید کربن و گلوکز: 6/1 = 6. به عبارت دیگر در نتیجه واکنش 1 مولکول گلوکز 6 مولکول دی اکسید کربن تولید می کند.

   4. نسبت حاصل را در مقدار واکنش دهنده بر حسب مول ضرب کنید.این به شما بازده نظری محصول (بر حسب مول) می دهد.

      • شما 0.139 مول گلوکز گرفتید و نسبت دی اکسید کربن به گلوکز 6 است. بازده نظری دی اکسید کربن است: (0.139 مول گلوکز) x (6 مول دی اکسید کربن / 1 مول گلوکز) = 0.834 مول دی اکسید کربن .

   5. نتیجه را به گرم تبدیل کنید.تعداد مول های حاصل را در جرم مولی محصول ضرب کنید تا بازده نظری بر حسب گرم بدست آید. این واحد اندازه گیری را می توان در اکثر آزمایش ها استفاده کرد.

      • به عنوان مثال، جرم مولی CO 2 تقریباً 44 گرم در مول است (جرم مولی کربن ≈ 12 گرم در مول، جرم مولی اکسیژن ≈ 16 گرم در مول، بنابراین 12 + 16 + 16 = 44).
      • ضرب: 0.834 mol CO 2 x 44 g/mol CO 2 ≈ 36.7 g بازده نظری محصول 36.7 گرم CO 2 است.

   قسمت 3

   محاسبه درصد بازده محصول

   1. درک کنید که درصد بازدهی چیست.بازده نظری فرض می کند که واکنش کامل بوده است. در واقعیت، هیچ واکنشی کامل نیست: ناخالصی های ناخواسته و سایر مشکلات غیرقابل پیش بینی به این معنی است که برخی از واکنش دهنده ها به محصول تبدیل نمی شوند. بنابراین، در شیمی از سه مفهوم استفاده می شود که عملکرد یک محصول را مشخص می کند:

      • بازده نظری حداکثر مقدار محصولی است که می توان از یک واکنش به دست آورد.
      • بازده عملی مقدار واقعی محصول است که جرم آن در مقیاس اندازه گیری می شود.
      • درصد بازده = (بازده عملی/بازده نظری)*100%. به عنوان مثال، اگر درصد بازده 50 درصد باشد، به این معنی است که مقدار محصول 50 درصد از آنچه از نظر تئوری امکان پذیر است است.

   2. بازده عملی محصول را ثبت کنید.اگر آزمایش را خودتان انجام دادید، محصول واکنش را جمع آوری کرده و روی ترازوی وزن کنید تا جرم آن را بیابید. اگر با مشکل شیمیایی یا نتایج آزمایش شخص دیگری مواجه شدید، راه حل عملی داده می شود.

      • فرض کنید در نتیجه واکنش 29 گرم CO 2 دریافت می کنید.