1. Utdanning VitenskapKjemi Hvordan utføre muldvarp-mol-konverteringer fra balanserte ligninger

Av Peter J. Mikulecky, Chris Hren

Du kan balansere en kjemisk ligning ved å justere koeffisientene som går foran reaktant- og produktforbindelser i ligningen. Etter at du har fått en balansert ligning, kan du bruke koeffisientene til å bygge muldvarp-mol-konverteringsfaktorer. Disse typer føflekk-konverteringsfaktorer forteller deg hvor mye av et gitt produkt du får ved å reagere en gitt mengde reaktant.

Tenk på følgende balanserte ligninger for generering av ammoniakk fra nitrogen og hydrogengasser:

image0.jpg

Industrikjemikere over hele kloden utfører denne reaksjonen, og fikserer humorløst hvor mye ammoniakkprodukt de vil ende opp med på slutten av dagen. Hvordan skal kjemikere under alle omstendigheter bedømme hvor nær reaksjonene deres har nærmet seg ferdigstillelse? Hjertet i svaret ligger i en balansert ligning og mol-mol-konverteringsfaktorene som springer fra den.

For hver mol nitrogenreaktant forventer en kjemiker 2 mol ammoniakkprodukt. Tilsvarende for hver 3 mol hydrogenreaktant forventer kjemikeren 2 mol ammoniakkprodukt. Disse forventningene er basert på koeffisientene til den balanserte ligningen og er uttrykt som mol-mol konverteringsfaktorer som vist på figuren.

Bygge mol-mol konverteringsfaktorer fra en balansert ligning.

Si for eksempel at du vil beregne hvor mange mol ammoniakk som kan forventes fra reaksjonen på 278 mol N2-gass.

For å løse dette problemet begynner du med den kjente mengden, 278 mol nitrogen som skal reageres. Du multipliserer den mengden med molmolekonverteringsfaktoren som relaterer mol nitrogen til mol ammoniakk. Du skriver omregningsfaktoren slik at mol NH3 er på toppen og mol N2 er på bunnen. På den måten avbryter mol N2-enhetene, slik at du får de ønskede enhetene, mol NH3. Tallene du plasserer foran enhetene for konverteringsfaktoren kommer direkte fra koeffisientene i den balanserte kjemiske ligningen.

bilde2.jpg

Så du forventer 556 mol ammoniakk fra reaksjonen.

Prøv et annet eksempel. En kilde til hydrogengass er elektrolyse av vann, der elektrisitet føres gjennom vann for å bryte hydrogen-oksygenbindinger, og gir hydrogen og oksygengasser:

image3.jpg

Løs disse tre problemene basert på denne ligningen:

image4.jpg