Stokiyometri: adım adım çözümlü alıştırma soruları
Diğer adları: mol hesaplamaları · sınırlayıcı bileşen · kimyasal hesaplamalar
Şekiller, ipuçları ve ayrıntılı çözümlerle ücretsiz Stokiyometri alıştırma soruları. Her seferinde yeni değerler, üç seviyede: kütleden kütleye, sınırlayıcı reaktan, yüzde verim.
Ücretsiz alıştırma sorusuKolay
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O tepkimesinde 100 g C3H8'ten ne kadar kütle m H2O oluşur? Diğer reaktanların fazlası olduğunu varsayın.
İstediğiniz maddenin mol sayısını bulmak için katsayıları mol oranı olarak kullanın.
m = n·M ile kütleye geri çevirin. İki reaktan varsa önce sınırlayıcı reaktanı bulun.
Sık yapılan hatalar
Mol oranı yerine kütle oranını kullanmak.
Denklemi denkleştirmeyi unutmak.
Hangi reaktanın sınırlayıcı olduğunu kontrol etmemek.
Temel formüller
Mol
n = m/M
Konsantrasyon
c = n/V
Mol oranı
denkleştirilmiş denklemin katsayılarını kullanın
Sınırlayıcı reaktan
ilk tükenen
Yüzde verim
gerçek / teorik × 100%
Stokiyometri konusunu sıfırdan öğrenin
1Stokiyometri nedir
Kimyasal denklem bir tariftir. 2H₂ + O₂ → 2H₂O, iki hidrojen molekülünün bir oksijen molekülüyle tepkimeye girerek iki su molekülü verdiğini söyler.
Stokiyometri bu tarifi “ne kadar?” sorularını yanıtlamak için kullanır: verilen miktarda başlangıç maddesinden ne kadar ürün elde edersiniz veya ne kadarına ihtiyacınız var.
Formüllerin önündeki sayılar katsayılardır. Gram değil, tanecik sayarlar. Denklem denkleştirilmiş olmalıdır: her atom iki tarafta da aynı sayıda görünür.
Taneciklerin tek tek sayılması için çok küçük olduğundan, kimyacılar onları mol ile sayar. Bir düzine 12 yumurta olduğu gibi, bir mol 6,022 × 10²³ taneciktir.
Yani katsayılar aynı zamanda bir mol oranı verir: 2 mol H₂, 1 mol O₂ ile tepkimeye girer ve 2 mol H₂O verir.
Kendini sına N₂ + 3H₂ → 2NH₃ tepkimesinde, 2 mol N₂’den (yeterli H₂ ile) kaç mol NH₃ oluşur?
1 mol
2 mol
4 mol
6 mol
Cevap: 4 mol. 1 mol N₂ 2 mol NH₃ verir, yani 2 mol N₂ 4 mol verir. 2 mol vermek mol oranını yok sayar, 6 mol ise H₂’nin katsayısını kullanır.
2Mol ve molar kütle
Bir terazi gram ölçer, ama denklem mol cinsinden çalışır. Molar kütle M ikisini bağlar: bir molün kütlesidir, g/mol cinsinden.
n = m / M m = n · M
M’yi periyodik tablodaki atom kütlelerini toplayarak bulursunuz. H = 1,0, C = 12,0 ve O = 16,0 ile:
M(H₂O) = 2 · 1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol
M(CO₂) = 12,0 + 2 · 16,0 = 44,0 g/mol
M(CH₄) = 12,0 + 4 · 1,0 = 16,0 g/mol
Örnek: 36 g su, 36 / 18,0 = 2,0 mol sudur.
Sınav soruları genellikle molar kütleleri iki ondalıkla verir. Verilen değerleri kullanın.
Kendini sına 88 g CO₂’de (M = 44 g/mol) kaç mol vardır?
0,5 mol
2 mol
3872 mol
88 mol
Cevap: 2 mol. n = m/M = 88/44 = 2 mol. Diğer yöne bölmek (44/88 = 0,5) veya çarpmak (88 · 44), formülü ters kullanır.
3Adım adım yöntem
Her kütleden kütleye soru aynı yolu izler: gramdan mole, mol oranıyla denklemin karşısına ve tekrar grama.
Denklemin denkleştirilmiş olduğunu kontrol edin.
A’nın verilen kütlesini mole çevirin: nA = mA / MA.
Katsayıları kullanın: nB = nA · b / a; a ve b, A ile B’nin katsayılarıdır.
Tekrar kütleye çevirin: mB = nB · MB.
İki girdi verilmişse, önce sınırlayıcı bileşeni bulun ve ondan başlayın.
Yüzde verim için, gerçekte toplanan kütleyi hesapladığınız kütleyle karşılaştırın.
4Çözümlü bir örnek
Her adımı izleyin. Açmadan önce bir sonrakini tahmin etmeye çalışın.
Çözümlü örnek
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O tepkimesinde 8,0 g CH₄’ten kaç gram H₂O (m) oluşur? Oksijenin fazla olduğunu varsayın. M(CH₄) = 16,0 g/mol ve M(H₂O) = 18,0 g/mol kullanın.
1
Denklemi kontrol edin
Sol: 1 C, 4 H, 4 O. Sağ: 1 C, 4 H ve 2 + 2 = 4 O. Denklem denktir.
2
Kütleden mole
n(CH₄) = 8,0 / 16,0 = 0,50 mol
3
Mol oranını kullanın
1 mol CH₄ 2 mol H₂O verir, yani çarpan 2/1’dir.
n(H₂O) = 0,50 · 2 / 1 = 1,0 mol
4
Moldan kütleye
m(H₂O) = 1,0 · 18,0 = 18 g
5
Cevabı kontrol edin
8 g CH₄ için 1,0 mol O₂ gerekir, bu da 32 g’dır. O hâlde giren 8 + 32 = 40 g’dır. 0,50 mol CO₂ 22 g’dır ve çıkan 22 + 18 = 40 g’dır. Kütle korunur, yani cevap uyuyor.
Cevap
m(H₂O) = 18 g
5Sınırlayıcı bileşen ve yüzde verim
İki girdi verildiğinde, genellikle biri önce biter. Bu sınırlayıcı bileşendir. Ne kadar ürün oluşacağını o belirler; diğeri artar (fazladır).
Onu bulmak için her girdinin molünü katsayısına bölün. Küçük olan sonuç sınırlayıcı bileşene aittir.
Örnek: 4,0 g H₂ (M = 2,0) ve 16 g O₂ (M = 32), 2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesine giriyor. Bu 2,0 mol H₂ ve 0,50 mol O₂’dir.
Yani 0,50 mol O₂, 0,50 · 2 = 1,0 mol su verir, bu da 18 g’dır. Hidrojenin bir kısmı artar.
Uygulamada ürünün tamamını asla toplamazsınız. Yüzde verim, elde ettiğinizi hesapladığınızla, yani kuramsal verimle karşılaştırır:
Y = gerçek / teorik × 100%
Kendini sına Bir tepkimenin kuramsal verimi 18 g ve siz 15,3 g topluyorsunuz. Yüzde verim nedir?
118%
15,3%
2,7%
85%
Cevap: 85%. Y = 15,3/18 × %100 = %85. Diğer yöne bölmek %118 verir, ki bu imkânsızdır: kuramsal miktardan fazlasını toplayamazsınız.
6Sık yapılan hatalar
Mol oranı yerine kütle oranını kullanmak. Katsayılar mol sayar, asla gram değil.
Denkleştirilmemiş bir denklemle çalışmak.
Sınırlayıcı bileşen yerine fazla olan girdiden başlamak.
Sınırlayıcı bileşeni, katsayılara bölmeden, en küçük kütleye veya en küçük mol sayısına göre seçmek.
Gerçeği kuramsala ters bölmek. Bir verim asla %100’ün üstünde değildir.
Molleri çok erken yuvarlamak. Sonuna kadar üç ya da dört anlamlı basamak tutun.
Kendini sına 4,0 g H₂ (M = 2,0 g/mol) ile 16 g O₂ (M = 32 g/mol) tepkimeye giriyor: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Kaç gram su (M = 18 g/mol) oluşabilir?
18 g
20 g
36 g
9 g
Cevap: 18 g. O₂ sınırlayıcıdır: 0,50 mol O₂, 1,0 mol su, yani 18 g verir. 36 g fazla olan hidrojenden başlar. 20 g kütleleri toplar, ama hidrojenin bir kısmı tepkimeye girmez.
7Sınav soruları nasıl görünür
Kolay: kütleden kütleye. Bir girdi verilir, diğerleri fazladır. Bir ürünün kütlesini bulun.
Orta: sınırlayıcı bileşen. İki girdi kütlesi verilir. Sınırlayıcı bileşeni, sonra ürün kütlesini bulun.
Zor: yüzde verim. Kuramsal verimi hesaplayın, sonra toplanan kütleyle karşılaştırın.
Molar kütleler soruda verilir. Her cevabın yanına m → n → n → m yol haritasını yazın.
2Mg + O2 → 2MgO tepkimesinde 12 g Mg'ten ne kadar kütle m MgO oluşur? Diğer reaktanların fazlası olduğunu varsayın.
M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/mol
İstenen: m(g)
İpuçlarını göster
Verilen kütleyi mole çevirin: n = m/M.
Katsayılar mol oranını verir: her 2 mol reaktan için 2 mol ürün.
n(Mg) = 12/24,31 = 0,4936 mol.
Cevabı ve adım adım çözümü göster
Stokiyometri: denkleştirilmiş denklem gramları değil tanecikleri sayar. Kütleyi n = m/M ile mole çevirin, denklemin katsayılarını mol oranı olarak kullanın, sonra m = n·M ile geri çevirin. İki reaktan varsa sınırlayıcı reaktan önce tükenen ve ürün miktarını belirleyen reaktandır.
Reaktanın mol sayısı
n = 12/24,31 = 0,4936 mol
Mol oranı
n(MgO) = 0,4936·2/2 = 0,4936 mol
Ürünün kütlesi
m = 0,4936·40,3 = 19,89 g
Cevap
m = 19,89 g
Örnek 2Orta
6 g C3H8 ve 20 g O2, C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O denklemine göre tepkimeye giriyor. En fazla ne kadar kütle m H2O oluşabilir?
M(C3H8) = 44,1M(O2) = 32M(H2O) = 18,02 g/mol
İstenen: m(g)
İpuçlarını göster
İki kütleyi de mole çevirin.
Her birini kendi katsayısına bölün: küçük sonuç sınırlayıcı reaktana aittir.
n(C3H8)/1 = 0,1361, n(O2)/5 = 0,125.
Cevabı ve adım adım çözümü göster
Stokiyometri: denkleştirilmiş denklem gramları değil tanecikleri sayar. Kütleyi n = m/M ile mole çevirin, denklemin katsayılarını mol oranı olarak kullanın, sonra m = n·M ile geri çevirin. İki reaktan varsa sınırlayıcı reaktan önce tükenen ve ürün miktarını belirleyen reaktandır.
Her reaktanın mol sayısı
n(C3H8) = 6/44,1 = 0,1361 mol
n(O2) = 20/32 = 0,625 mol
Sınırlayıcı reaktan
0,1361/1 = 0,1361, 0,625/5 = 0,125 → O2
Ürünün kütlesi
n(H2O) = 0,125·4 = 0,5 mol
m = 0,5·18,02 = 9,01 g
Cevap
m = 9,01 g
Örnek 3Zor
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O tepkimesinde 10 g CH4 tamamen tepkimeye giriyor (diğer reaktanlar fazla) ve 17,01 g CO2 toplanıyor. Yüzde verim Y'i bulun.
M(CH4) = 16,04 g/molM(CO2) = 44,01 g/molgerçek: 17,01 g
İstenen: Y(%)
İpuçlarını göster
Önce teorik verimi bulun: her şey tepkimeye girseydi oluşacak kütle.
Yüzde verim = gerçek/teorik × 100.
teorik: 0,6234 mol·1/1·44,01.
Cevabı ve adım adım çözümü göster
Stokiyometri: denkleştirilmiş denklem gramları değil tanecikleri sayar. Kütleyi n = m/M ile mole çevirin, denklemin katsayılarını mol oranı olarak kullanın, sonra m = n·M ile geri çevirin. İki reaktan varsa sınırlayıcı reaktan önce tükenen ve ürün miktarını belirleyen reaktandır.
Teorik verim
n(CH4) = 10/16,04 = 0,6234 mol
m = 0,6234·1/1·44,01 = 27,44 g
Yüzde verim
Y = 17,01/27,44·100 = 62%
Cevap
Y = 62%
Sorular ve cevaplar
Stokiyometri nedir?
Kimyasal denklem bir tariftir. 2H₂ + O₂ → 2H₂O, iki hidrojen molekülünün bir oksijen molekülüyle tepkimeye girerek iki su molekülü verdiğini söyler.
Formüllerin önündeki sayılar katsayılardır. Gram değil, tanecik sayarlar. Denklem denkleştirilmiş olmalıdır: her atom iki tarafta da aynı sayıda görünür.
Stokiyometri soruları adım adım nasıl çözülür?
Kimyasal denklemi yazın ve denkleştirin.
Verilen kütleyi mole çevirin: n = m/M.
İstediğiniz maddenin mol sayısını bulmak için katsayıları mol oranı olarak kullanın.
m = n·M ile kütleye geri çevirin. İki reaktan varsa önce sınırlayıcı reaktanı bulun.
Stokiyometri konusunda en sık yapılan hatalar nelerdir?
Mol oranı yerine kütle oranını kullanmak.
Denklemi denkleştirmeyi unutmak.
Hangi reaktanın sınırlayıcı olduğunu kontrol etmemek.
Stokiyometri alıştırmaları neleri kapsar?
Kolay: kütleden kütleye
Orta: sınırlayıcı reaktan
Zor: yüzde verim
Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz. Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
Çalışma nasıl işler
Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
İlerlemeniz, hatalarınız ve kaydettiğiniz sorular saklanır; böylece sınavdan önce gözden geçirebilirsiniz.