Kalkulačka molárneho pomeru - Zadarmo Stechiometrická kalkulačka

Čo je kalkulačka molárneho pomeru?

Kalkulačka molárneho pomeru prevedie hmotnosť dvoch alebo viacerých chemických látok na látkové množstvo v moloch a potom tieto hodnoty zjednoduší na pomer. Používa sa v stechiometrii, odvetví chémie, ktoré sa zaoberá množstvami látok zúčastňujúcich sa na reakcii.

Mól je jednotka na počítanie častíc, podobne ako „tucet“ znamená 12 niečoho. Jeden mól akejkoľvek látky obsahuje približne 6,022 × 10²³ častíc, čo je hodnota nazývaná Avogadrova konštanta. Chemici pracujú s mólmi namiesto gramov, pretože chemické reakcie prebiehajú medzi pevne určenými počtami častíc, nie medzi pevne určenými hmotnosťami.

Vzorec molárneho pomeru

Kalkulačka pracuje v troch krokoch.

Krok 1: Preveďte hmotnosť na móly. Pre každú látku:

$\text{moly} = \frac{\text{hmotnosť (g)}}{\text{molárna hmotnosť (g/mol)}}$

Molárna hmotnosť, nazývaná aj molekulová hmotnosť, je hmotnosť jedného molu látky. Zistí sa sčítaním atómových hmotností všetkých atómov v chemickom vzorci.

Krok 2: Vydeľte najmenšou hodnotou látkového množstva. Keď sa každá látka prevedie na móly, kalkulačka nájde najmenšiu z týchto hodnôt a vydelí ňou látkové množstvo každej látky:

$\text{pomer látky} = \frac{\text{jej moly}}{\text{najmenšia hodnota látkového množstva}}$

Tým každá látka dostane číslo vyjadrujúce jej vzťah k ostatným, pričom najmenšia hodnota látky sa vždy rovná 1.

Krok 3: Odstráňte zlomky. Delením najmenšou hodnotou často vznikne zlomok, napríklad 1,5 alebo 1,33. Kalkulačka potom vynásobí každú hodnotu rovnakým celým číslom; skúša 1, 2, 3 a tak ďalej až po 12 a ponechá prvý násobiteľ, ktorý zmení všetky hodnoty na celé čísla. Malé zaokrúhľovacie odchýlky sú prípustné: po vynásobení musí každá hodnota ležať vo vzdialenosti najviac 0,01-násobku celého čísla a nikdy nesmie byť vzdialená viac než 0,1. Chemici takto štandardne premieňajú 1 : 1,5 na 2 : 3.

Keďže sa použije najmenší vyhovujúci násobiteľ, výsledok je už v najjednoduchšom tvare. Ďalšie krátenie nie je potrebné.

Ak žiadny násobiteľ až po 12 neodstráni zlomky, kalkulačka ponechá hodnoty nezmenené. Každá hodnota vzdialená od celého čísla najviac o 0,01 sa naň zaokrúhli a ostatné sa zobrazia na dve desatinné miesta.

Ako vypočítať molárny pomer: príklad s výpočtom

Predpokladajme, že chemik zmieša 36 g vody (H₂O, molárna hmotnosť 18 g/mol) s 58,5 g kuchynskej soli (NaCl, molárna hmotnosť 58,5 g/mol).

1. Látkové množstvo H₂O = 36 ÷ 18 = 2 mol
2. Látkové množstvo NaCl = 58,5 ÷ 58,5 = 1 mol
3. Najmenšia hodnota je 1 mol (NaCl), takže pomer H₂O je 2 ÷ 1 = 2 a pomer NaCl je 1 ÷ 1 = 1
4. Obe hodnoty sú už celé čísla, takže konečný molárny pomer je 2 H₂O : 1 NaCl

Príklad so zlomkom

Delenie najmenšou hodnotou nevedie vždy k celým číslam. Vezmime 100 g látky A, 30 g látky B a 20 g látky C, pričom všetky majú molárnu hmotnosť 10 g/mol:

1. Látkové množstvá: A = 100 ÷ 10 = 10, B = 30 ÷ 10 = 3, C = 20 ÷ 10 = 2
2. Najmenšia hodnota je 2 mol (C), takže pomery sú A = 10 ÷ 2 = 5, B = 3 ÷ 2 = 1,5, C = 2 ÷ 2 = 1
3. 1,5 nie je celé číslo, preto sa každá hodnota vynásobí číslom 2: A = 10, B = 3, C = 2
4. Konečný molárny pomer je 10 A : 3 B : 2 C

Príklad, v ktorom zostane desatinné číslo

Niektoré zmesi nemajú jednoduchý pomer v celých číslach. Pri 10 g látky A a 16,5 g látky B, pričom obe majú molárnu hmotnosť 10 g/mol, sú látkové množstvá 1 a 1,65. Zlomok 1,65 je 33/20 a 20 je väčšie než ktorýkoľvek násobiteľ, ktorý kalkulačka skúša, takže zlomok sa neodstráni. Výsledok sa zobrazí ako 1 A : 1,65 B.

Ako používať kalkulačku

1. Zadajte názov alebo vzorec každej látky, jej hmotnosť v gramoch a molárnu hmotnosť v g/mol.
2. Kalkulačka začína s dvoma riadkami látok obsahujúcimi vyššie uvedený príklad vody a soli. Ďalšie riadky pridáte pomocou možnosti „Pridať látku“ alebo riadok odstránite pomocou možnosti „Odstrániť“ (zostať musia aspoň dva riadky).
3. Výsledok sa zobrazí automaticky, keď má každý riadok názov, hmotnosť väčšiu než nula a molárnu hmotnosť väčšiu než nula. Nie je potrebné stlačiť samostatné tlačidlo.
4. Časť s výsledkom zobrazuje zjednodušený pomer, vypočítané látkové množstvo každej látky a stĺpcový graf porovnávajúci látkové množstvá.
5. Pomocou možnosti „Kopírovať“ skopírujete text pomeru, napríklad „2 H2O : 1 NaCl“, do schránky.

Hmotnosť aj molárna hmotnosť musia byť kladné čísla; nulové alebo prázdne pole ponechá výsledok skrytý, kým sa neopraví.

Prečo sú molárne pomery dôležité

Molárne pomery vyplývajú z vyčíslených chemických rovníc a opisujú, koľko častíc každej látky sa zúčastňuje na reakcii. Keďže reakcie prebiehajú po jednotlivých časticiach, nie po gramoch, pomer vyjadrený v moloch odráža skutočnú chémiu, zatiaľ čo pomer vyjadrený v gramoch nie.

Študenti používajú výpočty molárnych pomerov na kontrolu domácich úloh zo stechiometrie a na prípravu činidiel na laboratórne experimenty v správnych pomeroch. Chemici vo výskume a výrobe používajú rovnaký výpočet na plánovanie množstva každej východiskovej látky potrebného na syntézu, aby zabránili plytvaniu reaktantmi a overili pomer zložiek v hotovej formulácii, napríklad v liekovej soli alebo zmesi hnojív.

Súvislosti

Jeremias Benjamin Richter vytvoril slovo „stechiometria“ v roku 1792 pri skúmaní pevných pomerov, v ktorých látky reagujú. V roku 1799 Joseph Proust ukázal, že daná chemická zlúčenina vždy obsahuje tie isté prvky v rovnakom hmotnostnom pomere; toto pravidlo sa dnes nazýva zákon stálych pomerov. Atómová teória Johna Daltona, publikovaná od roku 1803, to vysvetlila tvrdením, že prvky sa spájajú v malých celočíselných pomeroch atómov, čo je tá istá myšlienka, ktorú dnes uplatňuje kalkulačka molárneho pomeru.

Samotný mól prišiel neskôr. Amedeo Avogadro v roku 1811 navrhol, že rovnaké objemy plynu pri rovnakej teplote a tlaku obsahujú rovnaký počet častíc, čím položil základy počítania pomocou mólov. Slovo „mól“ vytvoril Wilhelm Ostwald približne v roku 1900 a mól sa stal oficiálnou základnou jednotkou SI v roku 1971.

Najčastejšie otázky

Čo je molárny pomer? Molárny pomer je vzťah medzi počtom mólov dvoch alebo viacerých látok v chemickej reakcii alebo zmesi. Ukazuje, koľko častíc jednej látky zodpovedá počtu častíc inej látky.

Ako vypočítate molárny pomer z hmotnosti? Hmotnosť každej látky vydeľte jej molárnou hmotnosťou, čím získate látkové množstvo v moloch. Každú hodnotu látkového množstva vydeľte najmenšou hodnotou. Ak vznikne zlomok, vynásobte každú hodnotu najmenším celým číslom, ktoré ich všetky zmení na celé čísla.

Aký je rozdiel medzi molárnym pomerom a hmotnostným pomerom? Molárny pomer porovnáva látky podľa počtu častíc (mólov). Hmotnostný pomer ich porovnáva podľa hmotnosti (gramov). Reakcie prebiehajú medzi pevne určenými počtami častíc, preto vyčíslenú chemickú rovnicu zodpovedá molárny pomer, nie hmotnostný pomer.

Prečo prevádzať hmotnosť na móly namiesto používania gramov? Chemické reakcie spájajú pevne určené počty atómov alebo molekúl, nie pevne určené hmotnosti. Prevod hmotnosti na móly zmení hodnotu, ktorú možno odmerať na váhe, na hodnotu vyjadrujúcu skutočný počet prítomných častíc.

Prečo kalkulačka niekedy zobrazí desatinné číslo namiesto celého čísla? Kalkulačka skúša násobitele od 1 do 12, aby odstránila zlomok. Pomer ako 1 : 1,65 potrebuje násobiteľ 20, ktorý je mimo tohto rozsahu, preto sa hodnota zobrazí ako desatinné číslo namiesto vynútenia nepresného pomeru v celých číslach. Chyba merania hmotností môže tiež skutočný pomer posunúť príliš ďaleko od jednoduchého zlomku na to, aby ho kalkulačka rozpoznala.

Ako sa určuje molárna hmotnosť zlúčeniny? Molárna hmotnosť je súčet atómových hmotností všetkých atómov vo vzorci, ktoré sa získajú z periodickej tabuľky. Pri hydráte, ako je CuSO₄·5H₂O, sa molekuly vody započítavajú do celkového súčtu.

Referencie

1. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M. a Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14. vydanie). Pearson.
2. Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chémia (12. vyd.). McGraw-Hill Education.
3. IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). https://goldbook.iupac.org/
4. Medzinárodný úrad pre váhy a miery. Medzinárodná sústava jednotiek (SI), definícia mólu.