Hjælp til stofmængde/molar masse

                                                              2H₂   +   O₂   --->  2H₂O
_{ækvivalente stofængder:}                                  2          1                2
_{aktuelle ækv.stofmængder:}                                        10             5              10

Hej Mathon

Tak!

Men hvorfor og hvordan? Er det "bare" fordi forholdet er 2:1?

Lad os antage, at der stod 0.15 mol ved O₂ (stof mængde før). Skal der så stå 0.30 mol ved 2 H₂? Og 0.30 mol ved "stofmængde efter"?

   Ja

Kemiske mængdeberegninger I

Reaktionsligninger
I en kemisk reaktion omdannes et bestemt antal molekyler, ioner eller formelenheder til et bestemt antal produktenheder.
Det er altså ANTAL, der er nøgleordet – hverken masse eller rumfang.
Eks.:
2 H2 + O2 ? 2 H2O
I kemiens simple og logiske formelsprog udtrykker denne ligning, at

2 molekyler H2 og 1 molekyle O2 reagerer og bliver til 2 molekyler H2O.

2 H2 + (usynligt 1) O2 ? 2 molekyler H2O

Men vi kan ikke få fat i atomer eller molekyler enkeltvis – de er for små!
Vi vælger derfor altid i praksis at læse ligningen på en anden måde, nemlig:
2 mol H2 og 1 mol O2 reagerer og bliver til 2 mol H2O.
Dette er den normale måde at læse en reaktionsligning på.

Et mol er et mål for stofmængde
1 mol er simpelthen et bestemt meget stort antal (6?1023 stk.). Antallet er valgt så smart, at 1 mol atomer vejer det samme i gram, som et enkelt atom i u:
1 atom H vejer 1,0079 u 1 mol H vejer 1,0079 g
1 atom O vejer 15,9994 u 1 mol O vejer 15,9994 g
1 molekyle O2 vejer 2?15,9994 u = 31,9988 u 1 mol O2 vejer 31,9988 g
Et stofs molarmasse er massen af 1 mol af stoffet. Enheden er g/mol.
For atomer af grundstoffer kan du læse molarmassen i periodesystemet. Du skal blot huske at sætte enheden g/mol efter det tal, der står som atommasse.
For sammensatte stoffer er du nødt til at gange atomernes molarmasse med det antal, hvormed hvert atom forekommer i stoffet og lægge tallene sammen.
Eks.: molarmassen af C6H12O6 er i afrundede tal (6?12+12?1+6?16) g/mol = 180 g/mol, da C vejer 12 g/mol, H 1 g/mol og O 16 g/mol. Molarmassen for et stof kan du som regel slå op i databogen – men kender du stoffets formel, kan du også altid beregne den ved at se på tallene i det periodiske system. Du bør som regel tage alle decimaler med i første omgang, for du skal sikkert regne videre på resultatet.
Databogen angiver molarmassen af C6H12O6 til 180,16 g/mol, så vi begik altså en lille fejl ved at runde af. Det er somme tider tilladeligt, men er du i tvivl, bør du ikke runde af, og ialtfald ikke før i det endelige facit.
NB. Husk at bruge lommeregnerens hukommelse til mellemresultater når du udregner molarmasser. At skrive dem ud på papir og taste dem ind igen betyder både større unøjagtighed og flere fejlmuligheder!

Molarmasse, masse og stofmængde
Når vi skal gennemføre en kemisk reaktion, skal vi sikre os, at vi har de rigtige mængder af alle stoffer til stede.
Det vil sige alle stoffer i de rigtige antal. Men som tidligere nævnt, tæller vi ikke ato-mer/molekyler/ioner enkeltvis. Vi angiver i stedet stofmængden i antal mol ).
Vi kan ikke regne med, at de mængder, der passer sammen (fagudtrykket er ækvivalente mængder), vejer lige meget, eller at de fylder lige meget.
Vort mest nøjagtige måleinstrument er vægten, så vi vil gerne finde den masse, der skal bruges til vores reaktion. OBS! Bemærk ordet! ”Vægt” eller ”vægtmængde” er upræcise ord og bør undgås. ”Vægt” betyder i virkeligheden noget lidt andet end masse.
For at finde den rigtige masse af et stof, vi skal bruge, må vi kende stoffets molarmasse. Tag endelig ikke fejl af molarmasse og masse. Det er to forskellige ting!
Masse betegnes med bogstavet m (enhed g (gram))
Molarmasse betegnes med bogstavet M (enhed g/mol)
Stofmængde betegnes med bogstavet n (enhed mol)
Da molarmassen er massen af et mol, gælder sammenhængen mellem de tre størrelser:
m = n ? M
Eller: (1)
Det er altid stofmængderne, der skal optræde i bestemte ækvivalente forhold i en kemisk reaktion. Derfor er det meget vigtigt at få beregnet stofmængden af mindst ét af de stoffer, der deltager, for at kunne finde mængden (stofmængden og siden massen) af de øvrige.

Mængdeberegninger

Når man opskriver en beregning af de mængder, der skal bruges til en kemisk reaktion, er det praktisk at bruge et mængdeberegningsskema. Vi bruger som eksempel reaktionen mellem aluminium og jern(III)oxid, som reagerer til aluminiumoxid og jern.
Skemaet ser således ud:
Mængdeberegningsskema Venstre side (før reaktionen) Højre side (efter reaktionen)
Reaktionsligning: Reaktant 1 Reaktant 2 Produkt 1 Produkt 2
Masse: m
Molarmasse: M
Stofmængde: n

Når der er særligt tykke streger omkring rækken stofmængde, er det fordi denne række er nøglen til at bestemme mængderne af de øvrige stoffer, hvis vi kender mængden af det ene i forvejen.
KUN i denne række kan vi slutte fra et stof til et andet.
Læg også nøje mærke til koefficienterne (tallene) foran reaktanter og produkter. De er meget vigtige i mængdeberegningen.
Lad os gennemgå eksemplet trinvis:
Reaktionsligningen – opskrevet på almindelig vis uden skema – er:
2 Al + Fe2O3 ? Al2O3 + 2 Fe

Trin 1: Alle kendte størrelser indskrives i reaktionsskemaet
Her kender vi hele reaktionsligningen, alle molarmasser (de slås op i databogen eller beregnes ud fra formlerne).
Og vi beslutter, at vi vil ofre 5,4 g aluminium på denne reaktion.

Mængdeberegningsskema Venstre side (før reaktionen) Højre side (efter reaktionen)
Reaktionsligning: 2 Al (1) Fe2O3 (1) Al2O3 2 Fe
Masse: m 5,4 g
Molarmasse: M 26,98 g/mol 159,70 g/mol 101,96 g/mol 55,85 g/mol
Stofmængde: n

Trin 2: Stofmængden af aluminium udregnes:
Det kan lade sig gøre, fordi vi kender både n og M for aluminium.
Mængdeberegningsskema Venstre side (før reaktionen) Højre side (efter reaktionen)
Reaktionsligning: 2 Al (1) Fe2O3 (1) Al2O3 2 Fe
Masse: m 5,4 g
Molarmasse: M 26,98 g/mol 159,70 g/mol 101,96 g/mol 55,85 g/mol
Stofmængde: n 0,200 mol

Trin 3: Alle øvrige stofmængder beregnes
Her skal vi bruge koefficienterne!
Der står 2 foran Al, men 1 foran Fe2O3 – altså skal der kun bruges halvt så meget Fe2O3 som Al. På tilsvarende måde findes stofmængderne af produkterne.
Mængdeberegningsskema Venstre side (før reaktionen) Højre side (efter reaktionen)
Reaktionsligning: 2 Al (1) Fe2O3 (1) Al2O3 2 Fe
Masse: m 5,4 g
Molarmasse: M 26,98 g/mol 159,70 g/mol 101,96 g/mol 55,85 g/mol
Stofmængde: n 0,200 mol 0,100 mol 0,100 mol 0,200 mol
Koefficienterne hhv. 2 og 1 betyder, at der er 0,2 mol af to af stofferne, men kun 0,1 mol af de to øvrige.

Trin 4: Nu kan de øvrige masser udregnes
Når vi kender to af størrelserne m, M og n, kan den tredie altid beregnes af ligning (1).
Man siger m= n•M for at finde massen på de øvrige stoffer i nedenstående eksempel.
Mængdeberegningsskema Venstre side (før reaktionen) Højre side (efter reaktionen)
Reaktionsligning: 2 Al (1) Fe2O3 (1) Al2O3 2 Fe
Masse: m 5,4 g 15,98 g 10,20 g 11,18 g
Molarmasse: M 26,98 g/mol 159,70 g/mol 101,96 g/mol 55,85 g/mol
Stofmængde: n 0,200 mol 0,100 mol 0,100 mol 0,200 mol

Mængdeberegningsskemaet gør det altså muligt at finde ækvivalente mængder af samt-lige reaktanter og produkter, hvis vi kender reaktionsligningen.

Hvis vi ikke kender reaktionsligningen?
Du kan godt komme ud for mængdeberegningsopgaver, hvor du ikke kender reaktions-ligningen på forhånd.
I så fald har du flere muligheder:
• Du kan gætte på en eller flere reaktionsligninger og udfylde mængdeberegnings-skemaer for alle gættene for sig. Et af dem skulle gerne passe med de mængder, du måler.
• Du kan udfylde så meget af skemaet som muligt. Så vil det ofte være muligt at finde koefficienterne, så reaktionsligningen kan gøres færdig.
I dit øvelsesprogram vil du komme ud for tre forskellige øvelser, hvor du ikke kender reaktionsligningen fuldt ud på forhånd, men hvor opgaven er at gøre den færdig.

håber det hjælper

Tak! Tror jeg har forstået det lidt

Jeg har vedhæftet en fil af opgaverne (har tjekket for virus, jpeg). Hvis du har tid og lyst, må du meget gerne se om det er korrekt udført.

Tusinde tak!

Mange tak notna1!

Det må jeg lige få læst igennem! Det er dog ikke sikkert at jeg kommer til at forstå det. Jeg har det nemmest med (de naturvidenskabelige fag) at få det forklaret ansigt til ansigt. I skal alle have en kæmpe tak for hjælpen. Fedt at nogen gider at ofre deres egen tid på at hjælpe andre.

Hvad gør man her, når der er flere reaktanter og produkter?

2 C₂H₆ + 7 O₂   ---> 4 CO₂ + 6 H₂O

2 C2H6 = 10 mol

Jeg skal finde stofmængden før for: 7 O₂

Jeg skal finde stofmængden efter for: 4 CO₂ + 6 H₂O

2 C2H6 + 7 O2 ---> 4 CO2 + 6 H2O

     2            7                4              6

Hmm..

                                                             2 C₂H₆   +   7 O₂    --->    4 CO₂   +   6 H₂O
ækvivalente stofmængder:                    2                  7                     4                6
aktuelle ækv. stofmængder:                 10                35                   20              30
 

Må jeg spørge hvorfor og hvordan du fandt frem til at gange med 5 hele vejen?

Mathon?

når du har ækvivalente stofmængder, kan du altid finde andre ækvivalente stofmængder,
hvis du kender forholdet mellem de nye og de oprindelige.

Under
                                  C₂H₆   har du
   n_opr                            2
   n_ny                           10

hvoraf
                   omregningsfaktor    k = n_ny/n_opr = 10/2 = 5

resten af de oprindelige mængder skal multipliceres med k for at beregne de nye ækvivalentmængder.