חישובים על פי ניסוח מאוזן


חישובים על פי ניסוח מאוזן

עד לכאן ראינו את הקשר בין המולים לבין מספר החלקיקים, המסה והנפח של הגזים.
ראינו שאפשר להשוות בין חומר לחלקיקים המרכיבים אותו, וכעת נראה שבכל ניסוח תגובה מאוזן מתוך יחס המקדמים בתגובה נוכל לחשב גם  את יחס המולים שבין המגיבים והתוצרים .
אם ניקח למשל את התגובה הזו:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

לפי ניסוח התגובה ניתן לראות, שעל כל 2 מולקולות של מימן H2(g), יש להגיב מולקולה אחת של חמצן O2(g) , ונוצרות 2 מולקולות של H2O(g).

זאת אומרת, שהיחס בין מספר המולקולות של המגיב לבין מספר המולקולות בתוצר יכול להירשם באופן זה:

החומרים H2O(g) O2(g) H2(g)
היחס 2 1 2
אם ניקח (מספר מולקולות) 10 5 10
אם ניקח (מספר מולקולות) 250,000 125,000 250,000
אם ניקח (מספר מולקולות) 2×6×1023 6×1023 2×6×1023
ולכן במולים 2מול 1 מול 2 מול

זאת אומרת שיחס המקדמים במשוואה הוא גם יחס של מספר המולים בין המגיבים והתוצרים.

דוגמאות :

  1. נתונה התגובה הזו:
    2Na(s) + Cℓ2(g) → 2NaCℓ(s)

    1. כמה מול נתרן (Na) יגיבו עם 8 מול כלור (Cℓ2)?
      Na Cℓ2
      2 : 1 יחס הנפחים
      16 \begin{matrix} \times \frac { 2 }{ 1 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} 8 n (מול)

      תשובה: יגיבו 16 מול נתרן.

    2. כמה מול תוצר (NaCℓ) נקבל מתגובה של 10 מול של נתרן ?
      Cℓ2 NaCℓ
      1 : 2 יחס הנפחים
      12.5 \begin{matrix} \times \frac { 1 }{ 2 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} 25 n (מול)

      יווצרו 10 מול תוצר.

    3. כמה מול כלור יש להגיב כדי ליצור 25 מול תוצר ?
      Cℓ2 NaCℓ
      1 : 2 יחס הנפחים
      12.5 \begin{matrix} \times \frac { 1 }{ 2 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} 25 n (מול)

      יש להגיב 12.5 מול כלור.

  2. נתונה התגובה הזו:
    AℓH3(s) + 3H2O(ℓ) → Aℓ(OH)3(s) +3H2(g)

    1. כמה מול מימן (H2) נקבל מתגובה של 2.4 מול של AℓH3?
      H2 AℓH3
      3 : 1 יחס הנפחים
      7.2 \begin{matrix} \times \frac { 3 }{ 1 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} 2.4 n (מול)

      יתקבלו 7.2 מול מימן .

    2. איזה נפח של גז מימן בתנאי חדר יתקבלו מתגובה של 4 מול של AℓH3?
      H2 AℓH3
      3 : 1 יחס מולים
      12 \begin{matrix} \times \frac { 3 }{ 1 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} 4 n מול
      25 Vm ליטר/מול
      V=n\times Vm=300 V ליטר

      יתקבלו 300 ליטר גז מימן.

    3. איזה מסה של AℓH3 יש להגיב כדי ליצור 6 מול גז מימן?
      H2 AℓH3
      3 : 1 יחס מולים
      6 \begin{matrix} \times \frac { 1 }{ 3 }  \\ \longleftarrow  \end{matrix} 2 n מול
      30 Mw (גרם/מול)
      m=n\times Mw=60 m (גרם)

      יש להגיב 60 גרם של AℓH3 .

    4. איזה נפח של גז מימן נקבל מתגובה של 150 גרם של AℓH3 בתנאים בהם 1 מול גז תופס נפח של 41 ליטר.
      (יש לזכור שנפח של 1 מול גז הוא בעצם הנפח המולרי.כן יש לזכור שיחס המולים הוא יחס המקדמים בתגובה הנתונה, וכדי לעבור מחומר לחומר יש לעבור רק דרך יחס המולים)

      H2 AℓH3
      3 : 1 יחס מולים
      150 m (גרם)
      30 Mw (גרם/מול)
      15 \begin{matrix} \times \frac { 3 }{ 1 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} n=\frac { m }{ Mw }=5 n (מול)
      41 Vm (ליטר/מול)
      V=n\times Vm=615 V (ליטר)

      יתקבלו 615 ליטר גז מימן .

  3. נתונה התגובה הזו:
    N2H4(g) + 2N2O(g) → 3N2(g) + 2H2O(g)

    1. איזה נפח של גז חנקן (N2) נקבל בתנאי תקן (22.4 ליטר למול) מתגובה של 128 גרם של N2H4?
      N2 N2H4
      3 : 1 יחס מולים
      128 m (גרם)
      32 Mw (גרם/מול)
      12 \begin{matrix} \times \frac { 3 }{ 1 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} n=\frac { m }{ Mw }=4 n (מול)
      22.4 Vm (ליטר/מול)
      V=n\times Vm=268.8 V (ליטר)

      נוצרים 268.8 ליטר חנקן.

    2. איזו מסה של מים H2O נקבל מתגובה של 132 גרם של N2O?
      H2O N2O
      2 : 2 יחס מולים
      m=n\times Mw=54 132 m (גרם)
      18 44 Mw (גרם/מול)
      3 \begin{matrix} \times \frac { 2 }{ 2 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} n=\frac { m }{ Mw }=3 n (מול)

      יתקבלו 54 גרם מים .

    3. מגיבים 33×1023 מולקולות של N2O. מה המסה של החנקן שתתקבל?
      N2 N2O
      3 : 2 יחס מולים
      33×1023 N
      33×1023 NA
      8.25 \begin{matrix} \times \frac { 3 }{ 2 }  \\ \longrightarrow  \end{matrix} n=\frac { N }{ { N }_{ A } } =5.5 n (מול)
      28 Mw (גרם/מול)
      m=n\times Mw=231 m (גרם)

      תתקבל מסה של 231 גרם חנקן.

  4. נתונה סגסוגת בעלת מסה של 12 גרם שעשויה מזהב (Au) ומנחושת (Cu) . הכניסו את הסגסוגת לכלי המכיל חומצה חנקתית והתרחשה התגובה הזו:
    Cu(s) + 4HNO3(aq)  → Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(ℓ)
    בתגובה נוצרו 8 ליטר של NO2 בתנאים בהם 1 מול גז תופס נפח של 64 ליטר.
    מהו אחוז הזהב בסגסוגת, בהנחה שכל הנחושת הגיבה?

    המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

    אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

    לרכישת מנוי לחץ כאן