Stoichiometry

‫محاسبات استوکیومتری‬ ‫ضریب تبدیلهای مول‬ ‫محاسبه با داشتن معادله واکنش‬ ‫محدود کننده ها‬ ‫بازده درصدی‬

‫‪1‬‬

‫ضریب تبدیل مول ‪ -‬مول‬ ‫‪‬نشان دادن نسبت مول – مول بین دو ماده در یک واکنش‬ ‫موازنه شده‬ ‫‪‬استفاده از ضریب استوکیومتری هر دو ماده در واکنش‬

‫‪2‬‬

‫نوشتن ضریب تبدیلهای مول‬ 4 Fe + 3 O2

2 Fe2O3

Fe and O2 4 mol Fe 3 mol O2

and

3 mol O2 4 mol Fe

and

2 mol Fe2O3 3 4 mol Fe

Fe and Fe2O3 4 mol Fe 2 mol Fe2O3

O2 and Fe2O3 3 mol O2 2 mol Fe2O3

and

2 mol Fe2O3 3 mol O2

4

1 ‫تمرین های برای یادگیری – تمرین‬ 3 H2(g) + N2(g)

2 NH3(g)

A. A mol factor for H2 and N2 is 1)

3 mol N2

2) 1 mol N2

3) 1 mol N2

1 mol H2

3 mol H2

2 mol H2

B. A mol factor for NH3 and H2 is 1)

1 mol H2

2) 2 mol NH3

3) 3 mol N2

5

1 ‫جواب تمرین‬ 3 H2(g) + N2(g)

2 NH3(g)

A. A mol factor for H2 and N2 is 2) 1 mol N2

3 mol H2 B. A mol factor for NH3 and H2 is 2) 2 mol NH3

6

‫محاسبات شیمیائی‬ ‫‪2 Fe2O3‬‬

‫‪3 O2‬‬

‫‪+‬‬

‫‪4 Fe‬‬

‫در واکنش بال اگر ‪ 0/6‬مول گاز اکسیژن ‪ O2‬شرکت کند‪ ،‬چند مول‬ ‫‪ Fe2O3‬تولید می شود ؟‬

‫‪mol Fe2O3 = 4.0 mol Fe2O3‬‬ ‫‪mol O2‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪6.0 mol O2 x‬‬

2 ‫تمرین‬ 4 Fe

+

3 O2

2 Fe2O3 ‫ نیاز است ؟‬Fe

1) 3.00 mol Fe 2) 9.00 mol Fe 3) 16.0 mol Fe 8

2 ‫جواب تمرین‬ 4 Fe

+

3 O2

12.0 mol O2 x

2 Fe2O3 4 3

mol Fe = 16.0 mol Fe mol O2

9

3 ‫تمرین‬ 4 Fe

+

3 O2

2 Fe2O3

‫است ؟‬ 1) 38.4 g O2 2) 19.2 g O2 3) 1.90 g O

10

3 ‫جواب تمرین‬

0.400 mol Fe2O3 x 3 mol O2 2 mol Fe2O3

x 32.0 g O2 1 mol O2

= 19.2 g O2

11

‫محاسبات جرمی برای یک ماده‬

‫‪ ‬موازنه معادله واکنش‬ ‫‪ ‬تبدیل مقدارهای معلوم به مول معلوم‬ ‫‪ ‬استفاده از ضریب تبدیل مول معلوم به مول مجهول‬ ‫‪ ‬تبدیل مول مجهول به گرم مجهول‬ ‫‪12‬‬

‫محاسبات‬ ‫در واکنش بین گاز هیدروژن ‪ H2‬و گاز اکسیژن ‪O2 ، 1/13‬‬ ‫گرم آب تولید می شود‪ .‬چند گرم اکسیژن واکنش داده است ؟‬ ‫)‪H2O (g‬‬ ‫موازنه معادله واکنش‬ ‫)‪2 H2O (g‬‬

‫‪13‬‬

‫)‪+ O2 (g‬‬ ‫)‪+ O2 (g‬‬

‫)‪H2 (g‬‬

‫)‪2 H2 (g‬‬

‫سازمان دادن به داده ها‬ mol bridge

2 H2 (g)

+ O2 (g)

2 H2O (g)

?g g H2O

mol H2O

13.1 g mol O2

g O2

‫طرح ریزی‬

Setup 13.1 g H2O x 1 mol H2O x 1 mol O2 x 32.0 g O2 8.0 g H2O 2 mol H2O 1 mol O2 = 11.6 g O2

14

‫یادآوری نکات‬ ‫‪ -1‬تبدیل مقدار داده ها از گرم به مول‬ ‫‪ -2‬توجه به ضریبهای استوکیومتری معادله واکنش‬ ‫‪ -3‬بکار بردن ضریب تبدیل مول تا رسیدن به مولهای خواسته شده‬

‫‪ -4‬تبدیل مول خواسته شده به گرم خواسته شده‬ ‫)‪grams (desired‬‬ ‫)‪moles (desired‬‬ ‫‪15‬‬

‫)‪grams (given‬‬ ‫)‪moles (given‬‬

‫تمرین شماره ‪4‬‬ ‫اکسید تولید شود ؟‬ ‫‪2 Na2O‬‬

‫‪O2‬‬

‫‪4 Na +‬‬

‫_______ ‪505 g Na x 1 mol Na x ________ x‬‬ ‫‪23.0 g Na‬‬ ‫‪16‬‬

4 ‫روش حل تمرین شماره‬ 4 Na +

O2

2 Na2O

505 g Na x 1 mol Na x 1 mol O2 x 6.02 x 1023 23.0 g Na

4 mol Na

1 mol O2

= 3.30 x 1024 molelcules 17

‫تمرین شماره ‪5‬‬ ‫‪ C2H2‬می سوزد‪ .‬اگر ‪ 0/75‬گرم گاز ‪ CO2‬تولید شود چند گرم‬ ‫استیلن خواهد سوخت ؟‬

‫‪4 CO2 + 2 H2O‬‬

‫‪2 C2H2 + 5 O2‬‬

‫‪75.0 g CO2 x _______ x _______ x‬‬ ‫‪18‬‬

‫_______‬

5 ‫روش حل تمرین شماره‬ 2 C 2H 2 + 5 O 2

4 CO2 + 2 H2O

75.0 g CO2 x 1 mol CO2 x 2 mol C2H2 x 26.0 g C2H2 44.0 g CO2 4 mol CO2

1 mol C2H2

= 22.2 g C2H2 19

‫مسیرهای که برای حل مسئله با استفاده از معادله‬ ‫واکنش استفاده می شود‬ ‫)‪ (B‬مجهول‬ ‫)‪grams (B‬‬

‫)‪ (A‬معلوم‬ ‫)‪grams (A‬‬

‫)‪moles (B‬‬

‫)‪moles (A‬‬

‫)‪(B‬ذرات‬ ‫‪20‬‬

‫)‪ (A‬ذرات‬

‫مسیرهای که برای حل مسئله با استفاده از معادله‬ ‫واکنش استفاده می شود‬ ‫( معلوم‬A) grams (A) molar mass (A)

‫( مجهول‬B) grams (B) molar mass (B) ‫ضریب تبدیل‬

moles (A) Avogadro's number

moles (B) Avogradro’s number

particles (A)

particles (B) 21

‫واکنش دهنده های محدود کننده‬

‫‪‬اگ ر در واکن ش برای دو واکنش دهنده‬ ‫مقدار داده شده باش د‪ ،‬یک ی از آ ن دو به‬ ‫طور کامل به فراورده تبدیل می شود‪.‬‬

‫‪22‬‬

‫مشابه سازی‬ ‫فرض کنید شما در حال آماده کردن پنیر ساندویچ هستید‪.‬‬ ‫هر ساندویچ به دو تکه نان و یک برش پنیر نیاز دارد‬ ‫‪ .‬اگر شما ‪ 4‬برش پنیر و ‪ 10‬تکه نان داشته باشید‪،‬‬ ‫چند پنیر ساندویچ می توانید تهیه کنید ؟‬

‫‪23‬‬

‫مواد پنیر ساندویچ‬ Sandwich 1 +

+

=

Sandwich 2 +

+

= 24

‫تمرین شماره ‪6‬‬ ‫شما چند ساندویچ می توانید تهیه کنید ؟‬ ‫تکه پنیر‬ ‫‪ +‬تکه نان‬ ‫= ساندویچ‬ ‫کدام باقی می ماند ؟‬ ‫کدامیک محدود کننده می باشد ؟‬ ‫‪25‬‬

‫جواب تمرین‬ ‫شما چند ساندویچ می توانید تهیه کنید ؟‬ ‫تکه پنیر‬

‫‪10‬‬

‫‪ +‬تکه نان‬

‫‪4‬‬

‫= ساندویچ‬

‫‪4‬‬

‫کدام باقی می ماند ؟‬

‫‪ 2‬تکه پنیر‬

‫محدود کننده کدام است ؟ نان‬ ‫‪26‬‬

‫مراحل حل مسائل محدود کننده ها‬ ‫‪ -1‬به ازای هر یک از واکنش دهنده ها که مقدار آنها داده شده‬ ‫است‪ ،‬مقدار فراورده را بر حسب مول یا گرم بدست آورید‪.‬‬ ‫‪ -2‬هر کدام از واکنش دهنده ها که مقدار کمتری فراورده تولید کند‬ ‫محدود کننده است‪.‬‬ ‫‪ -3‬مقدار فراورده تولید شده به ازای واکنش دهنده محدود کننده تمام‬ ‫فراورده ای است که در واکنش ممکن است تولید شود‪ .‬چون محدود‬ ‫کننده به طور کامل مصرف شده است‪.‬‬ ‫‪27‬‬

‫بازده درصدی‬ ‫شما خمیر شیرینی آماده کرده اید تا ‪ 5‬دوجین ) ‪ 60‬عدد (‬ ‫شیرینی تهیه کنید‪ .‬وقتی ‪ 12‬شیرینی پخته است تلفن زنگ‬ ‫می زند و گفتگوی شما طولنی می شود تا شیرینی ها می‬ ‫سوزد و شما آنها را دور می اندازید‪ .‬وقت پختن شیرینی‬ ‫تمام می شود‪.‬‬ ‫در مجموع چند عدد شیرینی تهیه کرده اید ؟ بازده نظری ‪ 60‬عدد‬ ‫در عمل چند عدد شیرینی تهیه کرده اید ؟ بازده عملی ‪ 48‬عدد‬ ‫‪28‬‬

‫معانی واژه ها‬ ‫بازده عملی ‪ :‬مقدار واقعی فراورده ای است که در واکنش‬ ‫تولید می شود‪.‬‬ ‫بازده نظری ‪ :‬حداکثر مقدار فراورده ای است که می تواند در‬ ‫واکنش تولید شود‪.‬‬ ‫بازده درصدی ‪ :‬نسبت بازده عملی به بازده نظری را بر حسب‬ ‫درصد نشان می دهد‪.‬‬ ‫‪29‬‬

‫محاسبه بازده درصدی‬ ‫بازده درصدی تهیه شیرینی ها چقدر است ؟‬ ‫‪ X 100‬بازده درصدی = بازده عملی بر حسب گرم‬ ‫بازده نظری بر حسب گرم‬ ‫بازده ‪ x 100 = 80%‬بازده شیرینی ها ‪ 48 = ٪‬شیرینی‬ ‫شیرینی ‪60‬‬ ‫‪30‬‬