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.
