モルはアボガドロ数、約 6.022 × 10^23 に等しい物質の量です。 12.0グラムの炭素12に含まれる原子の数です。科学者は、大量の量を簡単に表現する手段を提供するため、モル測定を使用します。化学式と反応物の質量が与えられれば、化学反応のモル数を決定できます。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
化学反応のモル関係を計算するには、生成物と反応物に含まれる各元素の原子質量単位 (amus) を見つけ、反応の化学量論を計算します。
グラム単位の質量を見つける
各反応物のグラム単位の質量を計算します。反応物がまだグラム単位でない場合は、単位を変換してください。
たとえば、0.05 kg のナトリウム (Na) と 25.000 グラムの塩素ガス (Cl2) を組み合わせます。 ) NaCl または食卓塩を形成します。ナトリウム 0.05 kg をグラムに変換します。換算表を使用すると、1,000 g =1 kg であることがわかります。 0.05 kg に 1,000 g/kg を掛けて、Na のグラム数を取得します。
この反応では、50.0 g の Na と 25.0 g の Cl
原子量を見つける
周期表を使用して各要素の原子量を決定します。通常、化学記号の上または下に 10 進数で表記され、原子質量単位 (amu) で測定されます。
Na の原子量は 22.990 amu です。 Cl は 35.453 amu.
計算する Gras per Mole
各反応物と製品のモルあたりのグラム数 (g/mol) を計算します。各単一元素のモルあたりのグラム数は、その元素の原子量に等しくなります。各化合物に含まれる元素の質量を合計して、その化合物の 1 モルあたりのグラム数を求めます。
たとえば、Na の原子量 22.990 amu は、Na 1 モルあたりのグラム数に等しく、これも 22.990 です。
Cl2 一方、Cl の 2 つの原子で構成されます。それぞれの質量は 35.253 amu であるため、化合物全体の重量は 70.506 amu です。 1 モルあたりのグラム数は同じで、70.506 g/mol です。
NaClは、Na原子とCl原子の両方で構成されています。 Na の重量は 22.990 amu で Cl の重量は 35.253 amu なので、NaCl の重量は 58.243 amu で、1 モルあたりのグラム数は同じです。
グラムをモルあたりのグラムで割る
各反応物のグラム数を、その反応物の 1 モルあたりのグラム数で割ります。
この反応では５０．０ｇのＮａが使用され、２２．９９０ｇ／ｍｏｌである。 50.0 ÷ 22.990 =2.1749。この反応では 2.1749 モルの Na が使用されます。
２５．０００ｇのＣｌ２が使用され、７０．５０６ｇ／ｍｏｌのＣｌ２が存在する。 25.000 ÷ 70.506 =0.35458。この反応では、0.35458 モルの Cl2 が使用されます。
反応係数を見つける
各反応物と生成物の係数に注意しながら、反応の化学式を調べます。この比率は、単一の原子、数十個の原子、さらに重要なことに原子のモル数など、あらゆる量に当てはまります。
たとえば、式 2 Na + Cl2 → 2NaCl では。 Na と Cl2 と NaCl の比率は 2:1:2 です。リストされていない係数は 1 と仮定されていることに注意してください。1 分子の Cl2 と反応する Na 原子 2 つごとに、2 分子の NaCl が生成されます。同じ比率が原子と分子のモルにも当てはまります。 1 モルの Cl2 と反応する 2 モルの Na は、2 モルの NaCl を生成します。
Determine Limiting Reactant
2 つの方程式の最初の式を設定して、制限反応物、または最初に不足する反応物を計算します。この最初の方程式では、反応物質の 1 つを選択し、その反応物質のモル数に反応物質のモル数と生成物のモル数の比率を掛けます。
たとえば、実験例では、2.1749 モルの Na を使用しました。 2 モルの Na を使用するごとに、2 モルの NaCl が生成されます。これは 1:1 の比率です。つまり、2.1749 モルの Na を使用すると、2.1749 モルの NaCl も得られます。
製品質量の決定
得られた数値に生成物 1 モルあたりのグラム数を掛けて、指定された量の反応物によって生成できる生成物の質量を求めます。
2.1749 モルの NaCl があり、1 モルは 58.243 グラムに相当します。 2.1749 × 58.243 =126.67 なので、反応に使用される 50.000 g の Na は 126.67 g の NaCl を生成できます。
最初の式と同じであるが、他の反応物を使用して 2 番目の式を開始します。
他の反応物は Cl2 です 、そのうち 0.35458 モルがあります。 Cl2の比率 と NaCl は 1:2 であるため、反応する Cl2 の各モルに対して、2 モルの NaCl が生成されます。 0.35458 × 2 =0.70916 モルの NaCl。
得られた数値に生成物 1 モルあたりのグラム数を掛けて、2 番目の反応物によって生成できる生成物の量を求めます。
0.70916 モルの NaCl × 58.243 g/mol =41.304 g の NaCl.
比較反応結果
両方の方程式の結果を調べます。生成物の質量が小さい結果となった式はいずれも、制限反応物を含みます。反応はこの反応物が使い果たされるまでしか進行できないため、この式で生成される反応物のグラム数は、反応全体で生成されるグラム数です。
塩の式では、Cl2 最小グラム数の NaCl が得られたので、それが制限反応物です。この反応で生成される NaCl は 41.304 g のみです。
製品のモルを計算
生成物のグラム数を生成物 1 モルあたりのグラム数で割ることにより、生成された生成物のモル数を決定します。これで、この反応で使用されるすべての化合物のモル数が計算されました。
41.304 g の NaCl ÷ 58.243 g/mol =0.70917 mol の NaCl.
警告
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この実験を再現しようとしないでください。ナトリウムは揮発性の高い金属であり、専門家のみが取り扱う必要があります。
