6 Расчеты по химическим уравнениям

6.1 Общие сведения

Химическое уравнение показывает, в каких количе­ственных и объемных соотношениях реагируют исходные вещества. Химические уравнения дают возможность про­изводить самые разнообразные расчеты, например, вы­числить сколько надо взять исходных продуктов для получения определенного количества конечных продуктов или какое количество новых веществ можно получить из данного количества исходных веществ и т. д.

Большинство расчетов по химическим уравнениям основываются на пропорциональной зависимости величии. В простейших случаях для таких расчетов достаточно:

1. Иметь уравнение реакции в молекулярной форме с точными коэффициентами.

2. Произвести подсчеты молекулярных масс или объе­мов взаимодействующих веществ.

3. Составить и разрешить необходимые пропорции для нахождения требуемых величин.

Если в реакциях участвуют газы, то не всегда бывает нужен подсчет их молекулярных масс, достаточно под­считывать их молекулярные объемы.

6.2 Расчет по данным стехиометрии

Пример 42. При растворении магния в серной кис­лоте образовалось 36 г сульфата магния. Сколько весил магний? Сколько граммов серной кислоты пошло на его растворение? Каков объем выделенного водорода?

Решение

1. Составляем уравнение реакции

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + Н₂

24г 98г 120г 22,4л

2. Подсчитываем молекулярные массы и объемы реа­гентов и подписываем их под формулами.

3. Составляем пропорции для подсчета искомых ве­личин.

На получение 120 г сульфата расходуют 24 г магния

„ 36 г „ „ x г

г магния

На получение 120 г сульфата расходуется 98 г H₂SО₄

„ 36 г „ у г

г серной кислоты;

При образовании 120 г сульфата выделяется 22,4 л Н₂

„ 36 г „ „ „ „ z л Н₂

л водорода.

3. Расчеты по химическим уравнениям, когда один из реагентов взят в избытке или недостатке

При сложных расчетах с неэквивалентными количествами реагентов сначала следует выяснить, какой из реа­гентов находится в избытке или недостатке, а затем планировать решение.

Пример 43. Раствор, содержащий 34 г нитрата серебра, смешивают с раствором, содержащим такое же количество хлорида натрия. Все ли количество нитрата вступит в реакцию? Сколько граммов хлорида серебра образуется в результате реакции?

Решение.

1. Составляем формулы реагентов и уравнение реакции

AgNО₃ + NaCl = NaNO₃ + AgCl

170 58,5 143,5

2. Подсчитываем гpaмм-молекулярные веса нужных нам веществ и подписываем их под формулами.

Мол. масса AgNO₃ 108 + 14 + 316 = 170

Мол. масса NaCl 23 + 35,5 = 58,5

Мол. масса AgCl 108 + 35,5 = 143,5

Из сопоставления молекулярных масс нитрата серебра и хлорида натрия в точной реакции видно, что нитрата серебра требуется почти в четыре раза больше, чем хло­рида натрия. Поэтому при равных количествах того и другого около 3/4 количества хлорида натрия останет­ся и избытке, а нитрат серебра прореагирует полностью. Исходя из этого, ставим вопросы:

1. Какое количество хлорида натрия прореагирует с 34 граммами нитрата серебра?