1. Uddannelse Videnskab Kemi Sådan udføres mol-mol-konverteringer fra afbalancerede ligninger

Af Peter J. Mikulecky, Chris Hren

Du kan afbalancere en kemisk ligning ved at justere koefficienterne, der går forud for reaktant- og produktforbindelser i ligningen. Når du har fået en afbalanceret ligning, kan du bruge koefficienterne til at opbygge muldvarp-molkonverteringsfaktorer. Disse former for molkonverteringsfaktorer fortæller dig, hvor meget af et givet produkt du får ved at reagere en given mængde reaktant.

Overvej følgende afbalancerede ligning til frembringelse af ammoniak fra nitrogen og brintgasser:

image0.jpg

Industrielle kemikere over hele kloden udfører denne reaktion og fikserer humoristisk med, hvor meget ammoniakprodukt de vil ende med i slutningen af ​​dagen. Hvordan skal kemikere under alle omstændigheder bedømme, hvor tæt deres reaktioner er kommet til at være afsluttet? Svarets hjerte ligger i en afbalanceret ligning og de muldvarp-mol-konverteringsfaktorer, der springer fra den.

For hver mol nitrogenreaktant forventer en kemiker 2 mol ammoniakprodukt. Tilsvarende forventer kemikeren for hver 3 mol brintreaktant 2 mol ammoniakprodukt. Disse forventninger er baseret på koefficienterne af den afbalancerede ligning og udtrykkes som mol-molomregningsfaktorer som vist i figuren.

Bygning af muldvarp-molkonverteringsfaktorer fra en afbalanceret ligning.

For eksempel siger du, at du vil beregne, hvor mange mol ammoniak der kan forventes fra reaktionen på 278 mol N2-gas.

For at løse dette problem begynder du med din kendte mængde, de 278 mol nitrogen, der skal reageres. Du multiplicerer denne mængde med den mol-molomregningsfaktor, der relaterer mol kvælstof til mol ammoniak. Du skriver konverteringsfaktoren, så mol NH3 er på toppen og mol N2 er på bunden. På den måde annullerer mol N2-enhederne, hvilket efterlader dig de ønskede enheder, mol NH3. De tal, du lægger foran enhederne for konverteringsfaktoren, kommer direkte fra koefficienterne i den afbalancerede kemiske ligning.

image2.jpg

Så du forventer 556 mol ammoniak fra reaktionen.

Prøv et andet eksempel. En kilde til brintgas er elektrolyse af vand, hvori elektricitet ledes gennem vand for at bryde hydrogen-oxygenbindinger, hvilket giver brint og iltgasser:

image3.jpg

Løs disse tre problemer baseret på denne ligning:

image4.jpg