Chemistry model of molecule water H2O scientific elements. Integrated particles hydrogen and oxygen natural inorganic compound. 3d molecular structure vector illustration isolated on white background
Az kémiai reakciók során gyakran találkozunk olyan helyzetekkel, amikor egy anyag átalakulásával kapcsolatban kell kiszámolnunk egy másik anyag mennyiségét. Ez különösen fontos lehet a laboratóriumi munkák során, de akár ipari alkalmazásokban is előfordulhat. Például, mi történik, ha van 800 gramm H2O2 (hidrogén-peroxid) és szeretnénk kiszámolni, hogy ebből hány gramm H2O (víz) keletkezik? A kémiai reakciók és az anyagmennyiségek kiszámítása segítségével pontos válaszokat adhatunk az ilyen kérdésekre. Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk, hogyan számolhatjuk ki a H2O2-ből keletkező H2O mennyiségét lépésről lépésre.
A kémiai reakció és a reakcióegyenlet
Az első lépés, hogy megértsük a kémiai reakciót, amely a hidrogén-peroxid H2O2-ből vizet (H2O) és oxigént (O2) képez. A hidrogén-peroxid bomlása során két molekula H2O2 egy molekula vizet és egy molekula oxigént ad. A reakció egyenlete tehát a következőképpen néz ki:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Ez azt jelenti, hogy két molekula hidrogén-peroxidból két molekula víz és egy molekula oxigén keletkezik. Tehát a reakció során a hidrogén-peroxid bomlása víz és oxigén keletkezését eredményezi. Most, hogy tisztában vagyunk a reakcióval, nézzük meg, hogyan számolhatjuk ki, hogy 800 gramm H2O2-ből hány gramm H2O keletkezik.
1. lépés: A moláris tömegek meghatározása
Az első számítási lépés a moláris tömegek meghatározása. A moláris tömeg az az egyensúlyi tömeg, amely egy mol anyagot tartalmaz. Az anyagok moláris tömegét az atomok moláris tömegei alapján számolhatjuk ki. A hidrogén-peroxid és a víz moláris tömege a következőképpen alakul:
- A hidrogén-peroxid moláris tömege:
H2O2(hidrogén = 1 g/mol, oxigén = 16 g/mol) - Moláris tömeg:
2(1) + 2(16) = 34 g/mol - A víz moláris tömege:
H2O(hidrogén = 1 g/mol, oxigén = 16 g/mol) - Moláris tömeg:
2(1) + 16 = 18 g/mol
Ezért a hidrogén-peroxid moláris tömege 34 g/mol, míg a víz moláris tömege 18 g/mol. A moláris tömegek segítségével átválthatjuk a grammokat molra, hogy a kémiai reakció arányait is figyelembe vehessük.
2. lépés: Átváltás molra
A következő lépésben a megadott 800 gramm hidrogén-peroxidot molra kell átváltanunk. Ehhez használjuk a következő képletet:
mol = tömeg (g) / moláris tömeg (g/mol)
Tehát:
mol H2O2 = 800 g / 34 g/mol = 23,53 mol
3. lépés: A reakció arányának alkalmazása
Most, hogy a moláris mennyiséget meghatároztuk, alkalmazhatjuk a kémiai reakció arányát. A reakcióegyenlet alapján tudjuk, hogy 2 mól H2O2-ből 2 mól H2O keletkezik, tehát a mólok aránya 1:1. Ez azt jelenti, hogy a 23,53 mol H2O2-ből 23,53 mol víz keletkezik. Tehát a keletkező víz mértéke is 23,53 mol.
4. lépés: A víz tömegének kiszámítása
Most, hogy tudjuk, hány mól víz keletkezik, kiszámolhatjuk a víz tömegét. Ehhez szorozzuk meg a víz mólmennyiségét a víz moláris tömegével:
tömeg H2O = 23,53 mol × 18 g/mol = 423,54 g
Ezért 800 gramm H2O2-ből körülbelül 423,54 gramm víz keletkezik. A számítások alapján tehát a hidrogén-peroxid bomlásával keletkező víz mennyisége körülbelül 423,54 gramm lesz.
Összegzés
Ahhoz, hogy kiszámoljuk, hogy 800 gramm H2O2-ből hány gramm H2O keletkezik, először is meg kell határoznunk a moláris tömegeket, majd a grammokat molra kell átváltanunk. Ezután a reakció arányait alkalmazva meghatározzuk, hogy hány mól víz keletkezik, majd ezt vissza kell alakítanunk grammra. A fenti számítások szerint 800 gramm H2O2-ből körülbelül 423,54 gramm víz keletkezik.
