Расчеты по химическим уравнениям

Составление химических уравнений

Включает три этапа:

1. Запись формул веществ, вступивших в реакцию (слева) и продуктов реакции (справа), соединив их по смыслу знаками "+" и "®":

HgO ® Hg + O₂

2. Подбор коэффициентов для каждого вещества так, чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения было одинаково:

2HgO ® 2Hg + O₂

3. Проверка числа атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.

Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. В реальных химических процессах из-за неполного протекания реакций и потерь масса продуктов обычно меньше теоретически рассчитаной. Выходом реакции (h) называют отношение реальной массы продукта (m_p) к теоретически возможной (m_т), выраженное в долях единицы или в процентах.

h= (m_p / m_т) • 100%

Если в условиях задач выход продуктов реакции не указан, его в расчетах принимают за 100% (количественный выход).

Пример 1

Сколько г меди образуется при восстановлении 8 г оксида водородом, если выход реакции составил 82% от теоретического?

Решение

CuO + H₂ ® Cu + H₂O

1. Рассчитаем теоретический выход меди по уравнению реакции: 80 г (1 моль) CuO при восстановлении может образовать 64 г (1 моль) Cu; 8 г CuO при восстановлении может образовать Х г Cu

2. Определим, сколько граммов меди образуется при 82% выходе продукта:

6,4 г –– 100% выход (теоретический)

Х г –– 82%

X = (8 • 82) / 100 = 5,25 г

Пример 2

Определите выход реакции получения вольфрама методом алюминотермии, если из 33,14 г концентрата руды, содержащей WO₃ и невосстанавливающиеся примеси (массовая доля примесей 0,3) было получено 12,72 г металла?

Решение

a) Определим массу (г) WO₃ в 33,14 г концентрата руды

w(WO₃)= 1,0 - 0,3 = 0,7

m(WO₃) = w(WO₃) • m_руды = 0,7 • 33,14 = 23,2 г

b) Определим теоретический выход вольфрама в результате восстановления 23,2 г WO₃ порошком алюминия.

WO₃ + 2Al ® Al₂O₃ + W

При восстановлении 232 г (1 г-моль) WO₃ образуется 187 г (1 г-моль) W, а из 23,2 г WO₃ –– Х г W

X = (23,2 • 187) / 232 = 18,7 г W

c) Рассчитаем практический выход вольфрама

18,7 г W –– 100%

12,72 г W –– Y%

Y = (12,72 • 100) / 18,7 = 68%

Пример 3.

Сколько граммов осадка сульфата бария образуется при слиянии растворов, содержащих 20,8 г хлорида бария и 8,0 г сульфата натрия?

Решение.

BaCl₂ + Na₂SO₄ ® BaSO₄¯ + 2NaCl

Расчет количества продукта реакции ведут по исходному веществу, взятому в недостатке.

1. Предварительно определяют, какое из двух исходных веществ находится в недостатке.

Обозначим количество г Na₂SO₄ –– X.

208 г (1моль) BaCl₂ реагирует с 132 г (1 моль) Na₂SO₄; 20,8 г –– с Х г

X = (20,8 • 132) / 208 = 13,2 г Na₂SO₄

Мы установили, что на реакцию с 20,8 г BaCl₂ затратится 13,2 г Na₂SO₄, а дано 18,0 г Таким образом, сульфат натрия взят в реакцию в избытке и дальнейшие вычисления следует вести по BaCl₂, взятому в недостатке.

2. Определяем количество граммов выпавшего осадка BaSO₄. 208 г (1 моль) BaCl₂ образует 233 г (1 моль) BaSO₄; 20,8 г –– Y г

Y = (233 • 20,8) / 208 = 23,3 г

Дата добавления: 2017-01-13