Ækvaliente mængder, og overskud af reaktanter??

Opgave 1:

Man blander 30 g kobber med 40 g dibrom og følgende reaktion sker:

Cu(s) + Br₂(l) -> CuBr₂(s)

Er der ækvivalente mængder af Cu og Br₂? (Svaret skal begrundes med beregninger) 

Stofmængden n: n(mol) = m(g) / M (g/mol) 

n(Cu) = m(g) / M (g/mol) = 30 g / 63,546 g/mol = 0,472 mol

n(Br₂) = m(g) / M (g/mol) = 40 g / 159,808 g/mol = 0,25 mol

Man kan se af reaktionsligningen at Cu og Br₂ reagerer i forholdet 1:1. Der er imidlertid mere (større stofmængde) Cu end der er Br₂. Mængderne er altså ikke ækvivalente.

Et andet spørgsmål, hvordan udregner jeg massen af CuBr₂?

Der bliver dannet 0,25 mol CuBr₂. (Dette er den mængde der kan dannes, da der kun er 0,25 mol Br₂ til rådighed.)

m = n * M

m(CuBr₂) = 0,25 mol * 223,354 g/mol = 56 g

Opgave 2:

Ammoninak fremstilles af dinitrogen og dihydrogen:

                                 N₂ + 3H₂ -> 2NH₃

Man blander 10g N₂ med 14g H₂. (Her har man ikke ækvivalente mængder).

1. Hvor mange g NH₃ får man dannet?

n(N₂) = 10g / 28,014 g/mol = 0,35696 mol

n(H₂) = 14g / 2,01588 g/mol = 6,94486 mol

Man kan se ud fra reaktionsligningen at der skal bruges 3 gange så meget H₂ som N₂, men der er laaaangt mere en 3 gange så meget. N₂ er altså den begrænsende faktor.

Vi kan desuden se at der bliver dannet 2 gange så meget NH₃ som der er N₂. Da al N₂ bliver opbrugt, har vi altså at

n(NH₃) = 2 * n(N₂) = 2 * 0,35696 mol = 0,71393 mol

Dette vejer

m(NH₃) = 0,71393 mol * 17,031 g/mol = 12 g

2. Man har overskud af en af reaktanterne, hvilken (N₂ eller H₂) og hvor meget er overskuddet i g? 

Det var H₂ der var overskud af. Der var 6,94486 mol til at starte med og der blev brugt 3 * n(N₂) til reaktionen:

Overskud H₂: 6,94486 mol - 3 * 0,35696 mol = 5,87398 mol

som vejer

m(H₂ overskud) = 5,87398 mol * 2,01588 g/mol = 12 g

Tusind tak for din hjælp!

Jeg er med på, at ækvivalente mængder er, når der ikke er overskud af nogen stoffer i en reaktion. Der skal være ligevægt, hvilket ikke er tilfældet her i de to opgaver. Netop fordi der er overskud.

Så det vil sige, for opgave 2:

1a. For at finde den begrænsende reaktant, så er man nødt til at regne stofmængden ud.

1b. Derefter tager man koefficienten fra produktets side, af det produkt der bliver dannet.

      Som man ganger med stofmængden af den begrænsede reaktant, for at kunne finde ud af, hvor meget          NH₃ man får dannet i mol?

                                     n(NH₃) = 2 * n(N₂) = 2 * 0,35696 mol = 0,71393 mol

1c. Hvor man til slut bruger formlen: m(g) = M (g/mol) · n(mol).

      For at få massen i gram.

                                     m(NH₃) = 0,71393 mol * 17,031 g/mol = 12 g

2a. Hvor man derefter for at finde overskudet, tager den reaktant, der er i overskud.

      Som man gange med 3 (hvor 3 tallet er koeficienten på den reaktant der overskud af, 3H₂). 

      3 tallet ganger man med stofmængden af den begrænsende reaktant, for at finde moloverskudet, som          man minusser med den totale stofmængde af H₂. 

                                    H₂: 6,94486 mol - 3 * 0,35696 mol = 5,87398 mol

      Til slut bruger man formlen for masse, for at finde ud af, hvor meget overskudet vejer i gram:

                                                      m : m(g) = M (g/mol) · n(mol)

                                    m(H2 overskud) = 5,87398 mol * 2,01588 g/mol = 12 g

Er det korrekt forstået?

På forhånd tak

Peter 

oversigt:

                  

oversigt:

                      

#4

Ja, det er rigtigt.

Du skal virkelig have tak for din hjælp!

Er dog lidt i tvivl om, hvad jeg skal gøre i denne opgave ved nr. 2.

Jern reagerer med dihydrogensulfat og der dannes dihydrogen (gas) og jern(II)sulfat. 

1. Opskriv reaktionsligningen og afstem den.

                                 Fe (s) + H₂SO₄ -> FeSO₄ + H₂

2. Hvor mange g jern(II)sulfat og dihydrogen dannes, hvis vi bruger 24,5 g jern og 32,6 g dihydrogensulfat? 

                      Fe                        H₂SO₄                  FeSO₄              H₂
m                   24,5 g                  32,6 g
M                   55,845 g/mol       98,079 g/mol         151,908 g/mol    2,01588 g/mol
n                    0,438 mol            0,332 mol

                         Stofmængden n: n(mol) = m(g) / M (g/mol) 

                        n(Fe): 24,5 g / 55,845 g/mol = 0,438 mol
                        n(H2SO4): 32,6 g / 98,079 g/mol = 0,332 mol

                        Der er et overskud af Jern(Fe) i følge stofmængden.

                        m(FeSO₄) = 0,332 mol * 151,908 g/mol = 50,433 g

                        m(H₂) = ?

Hvad gør jeg her, er lidt i tvivl?
 
3. Hvad er hydrogenets volumen ved et tryk på 0,98 bar og en temperatur på 19,7°C?

Kan se jeg skal bruge denne formel p · V  =  n ·  R ·  T 

Som skal omskrives til V = ( R · T / p ) · n

Men mangler H₂ stofmængde?

4. Er jern eller dihydrogensulfat den begrænsende faktor?
 

Din hjælp er meget værdsat! Håber du kan bære over med mig.

På forhånd tak 

Peter

Hej Sveppalyf

Jeg har oprettet et nyt indlæg: https://www.studieportalen.dk/forums/thread.aspx?id=1851381

Hvor jeg har tilføjet lidt, men har stadig store problemer med det.

Håber du kan hjælpe, når du får tid.

På forhånd tak

Peter

Du kan se af reaktionsligningen at for hvert mol H₂SO₄ der bliver forbrugt, bliver der dannet ét mol H₂. Så når der bliver forbrugt 0,332 mol H₂SO₄, så bliver der også dannet 0,332 mol H₂.

m(H₂) = 0,332 mol * 2,01588 g/mol = 0,669 g

3.

V = 0,332 mol * 0,08314472 bar*L/(mol*K) * 292,85 K / 0,98 bar = 8,2 L

#10

Du kan se af reaktionsligningen at for hvert mol H2SO4 der bliver forbrugt, bliver der dannet ét mol H2. 

Så når der bliver forbrugt 0,332 mol H2SO4, så bliver der også dannet 0,332 mol H2.

Så det er fordi H2SO4 er den begrænsende reaktant, og pågrund af at forholdet er 1:1:1:1 ?

Og hvis forholdet fx. var 1:2:1:1

så skulle ligningen se således ud:

m(H2) = 2 * 0,332 mol * 2,01588 g/mol = 1,338 g

Hvis jeg så gerne vil udregne massen af FeSO4, 

hvordan skal jeg så gribe det an?

3.

m(H2) = 0,332 mol  

V = 0,332 mol * 0,08314472 bar*L/(mol*K) * 292,85 K / 0,98 bar = 8,2 L

Den er jeg med på :-)

Tak, for din hjælp indtil nu! 

Peter

EDIT:

3.

n(H2) = 0,332 mol  

m(H2) = 1,338 g

______________________________________________________

Er det her den korrekte formel for massen af FeSO4

m(FeSO4) = 0,332 mol * 151,908 g/mol = 50,433 g

og burde m(H2) = 0,669 g

ikke hede 6,69 g

hvis det skal passe overens med 24,6 + 32,6 = 57

for produktet = 50,433 + 6,66 = 57,13 g

og hvordan omskriver jeg 0,669 g, hvis det er tilfældet at den skal hede 6,69 g for at det kan passe med de 57 g?

Er det forkert?

På forhåndtak

Peter

Hvis du har en reaktion

A + 2B --> C + D

og der reagerer 0,332 mol B, så vil der bliver dannet ½ * 0,332 mol C.

Der går jo 2 mol B til at danne 1 mol C.

Ok.

Så formlen for massen af FeSO4 er:

m(FeSO4) = 0,332 mol * 151,908 g/mol = 50,433 g

eller?

og burde m(H2) = 0,669 g

ikke hedde 6,69 g i stedet?

hvis det skal passe overens med 24,6 + 32,6 = 57 for reaktant siden.

for produktet = 50,433 + 6,66 = 57,13 g

Så det passer overens med loven for massens bevarelse?

Du glemmer at der er noget af jernet der ikke bliver omdannet.

Der er 24,5g Fe og 32,6g H₂SO₄ til at starte med. Dvs. 24,5g + 32,6g = 57,1g

Efter reaktionen er der:

0,438 - 0,332mol = 0,106 mol Fe

0 mol H₂SO₄

0,332 mol FeSO₄

0,332 mol H₂

Som vejer

Fe: 0,106mol * 55,845 g/mol = 5,92g

FeSO₄: 0,332mol * 151,908 g/mol = 50,4g

H₂: 0,332mol * 2,01588 g/mol = 0,669g

I alt: 5,92 + 50,4 + 0,669 = 57,0g

Så massen er bevaret.

Jeg begynder at kunne se, at den begrænsende reaktant er altafgørende for produkterne!

Og efter reaktionen så er alt H₂SO₄ opbrugt.

Så rent faktisk burde man smide 18,54 g Jern i, i stedet for at smide 24 g Jern i vandet.

Nu hvor der er en rest på 5,92, på reaktant siden?

0,332 mol * 55,845 g/mol = 18,5405 g

0,438 - 0,332mol = 0,106 mol Fe

0,106 g * 55,845 g/mol = 5,91 g

Er det korrekt forstået?

Ja det er rigtigt. Man kunne have sparet lidt på jernet.

Hej Sveppalyf og Mathon

Beklager, at jeg først får skrevet nu. Men har været meget ophængt med lektiemængde.

Jeg er meget taknemmelig for, at i ville bruge jeres tid på mig en Lørdag aften. 

Det er stort!

I skal begge to have rigtig stor tak for jeres hjælp.

Er begyndt, at kunne se sammenhængen med det hele.

Må i have en rigtig god dag!

Peter.