Значение коэффициентов в уравнении

Коэффициенты показывают отношение количества молекул.

Уравнение можно расценивать, как рецепт. Например, уравнение:

Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

Можно воспринимать следующим образом: «Возьмите 1 молекулу фосфида кальция и добавьте к ней 6 молекул соляной кислоты, у вас получится 3 молекулы хлорида кальция и 2 молекулы фосфина». Естественно, в молекулах считать очень неудобно, вместо этого расчеты ведутся по количеству веществ.

Соотношение количеств веществ и количества молекул одинаково! Поэтому, уравнение можно описать следующим образом: «Возьмите 1 моль фосфида кальция и 6 моль хлороводорода, получите 3 моль хлорида кальция и 2 моль фосфина».

Количество вещества в химии – базовое понятие, единица, которая может связать множество других. Его можно найти следующим образом:

Нахождение количества вещества по массе, объёму, количеству частиц

Нахождение количества вещества по массе, объёму, количеству частиц

Зная массу или объём, можно определить количество вещества, ввести одно через другое, посчитать количество молекул, атомов и так далее.

Нахождение количества вещества по массе, объёму, количеству частиц

Решение задачи

Для примера мы решим несколько задач. Рассмотрим методы работы с коэффициентами в уравнении.

Для начала вам следует запомнить, что чтобы пользоваться уравнением химической реакции для расчетов, нужно массу или объём перевести в моль, так как уравнение дает нам понимание соотношений именно по количеству вещества.

Если вы не имеете опыта в решении задач, то сначала лучше подчеркивайте в уравнении известное и искомое, пользуйтесь приведенным ниже алгоритмом.

Алгоритм решения простейших задач по УХР

1) Переведите массу/объём/количество частиц, данных в условии задачи, в количество вещества (n);

2) Определите соотношение известного и искомого вещества по уравнению (сравните коэффициенты), выведите теоретическое количество вещества, искомого по известному;

3) Найдите массу/объём/количество частиц искомого.

Задача 1

Вычислите объём фосфина, образованного из 36,4 г фосфида кальция.

Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

Дано:

m(Ca3P2) = 36,4 г

Найти:

V(PH3) = ?

Решение:

Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

1) Найдем количество вещества по известной массе фосфида кальция, для этого нам понадобится формула n = m/M. Напоминаем, что M – молярная масса, она численно равна сумме относительных атомных масс, взятых из таблицы Менделеева. Расчет молярной массы всегда производится на ОДНУ молекулу с учетом индексов!

Так, молярная масса фосфида кальция равна

M(Ca3P2) = 40 г/моль ∙ 3 + 31 г/моль ∙ 2 = 182 г/моль (где 3 и 2 – индексы из формулы).

n(Ca3P2) = 36,4 г : 182 г/моль = 0,2 моль.

2) По соотношению в уравнении найдем количество вещества искомого (фосфина) по известному (фосфид кальция). Для этого сравним коэффициенты. Перед фосфином стоит «2», а перед фосфидом кальция «1». Это значит, что по уравнению количество фосфина в два раза больше, чем количество фосфида кальция, следовательно, чтобы найти количество фосфина, нужно количество фосфида кальция умножить на 2.

n(PH3) = 2 ∙ n(Ca3P2) = 2 ∙ 0,2 моль = 0,4 моль.

3) По количеству вещества найдем объём, используя формулу V = n∙Vm, где Vm = 22,4 л/моль – постоянное значение при нормальных условиях.
V(PH3) = 0,4 моль ∙ 22,4 л/моль = 8,96 л.

Задача 2

Определите массу кислорода, затраченного на сжигание 12 г пирита.

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

Дано:

m(FeS2) = 12 г

Найти:

m(O2) = ?

Решение:

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

1) n(FeS2) = 12 г : 120 г/моль = 0,1 моль;

2) Когда коэффициенты перед искомым и известным не имеют общего кратного, можно поступать следующим образом:

  • Определить «цену» коэффициента, равного 1. Мы знаем, что в уравнении перед FeS2 стоит 4, это, судя по нашим расчетам, соответствует 0,1 моль.
  • Если оба числа разделить на 4 (чтобы коэффициент превратить в единицу), мы узнаем, что коэффициент 1 соответствует 0,025 моль.
  • Кислород содержит 11 таких единиц, следовательно

n(O2) = 0,025 моль ∙ 11 = 0,275 моль.