Калкулатор молских односа - Бесплатни стехиометријски калкулатор

Шта је калкулатор моларног односа?

Калкулатор моларног односа претвара масу две или више хемијских супстанци у молове, а затим те вредности молова своди на поједностављен однос. Користи се у стехиометрији, области хемије која се бави количинама супстанци укључених у реакцију.

Мол је јединица за бројање честица, слично као што „туце“ означава 12 нечега. Један мол било које супстанце садржи приближно 6,022 × 10²³ честица, што се назива Авогадровом константом. Хемичари користе молове уместо грама јер се хемијске реакције одвијају између фиксног броја честица, а не фиксних маса.

Формула моларног односа

Калкулатор ради у три корака.

Корак 1: Претварање масе у молове. За сваку супстанцу:

$\text{број молова} = \frac{\text{маса (g)}}{\text{моларна маса (g/mol)}}$

Моларна маса, која се назива и молекулска тежина, јесте маса једног мола супстанце. Добија се сабирањем атомских маса свих атома у хемијској формули.

Корак 2: Дељење најмањом вредношћу броја молова. Када се свака супстанца претвори у молове, калкулатор проналази најмању од тих вредности и њоме дели број молова сваке супстанце:

$\text{однос за супстанцу} = \frac{\text{њен број молова}}{\text{најмања вредност броја молова}}$

Тако се за сваку супстанцу добија број у односу на остале, при чему је најмања супстанца увек једнака 1.

Корак 3: Уклањање разломака. Дељењем најмањом вредношћу често се добија разломак, као што су 1,5 или 1,33. Калкулатор затим множи сваку вредност истим целим бројем, испробавајући 1, 2, 3 и тако даље до 12, и задржава први множилац који цео скуп претвори у целе бројеве. Дозвољена су мала одступања услед заокруживања: после множења свака вредност мора бити унутар 0,01 пута множиоца од целог броја и никада не сме да одступа више од 0,1. То је стандардни начин на који хемичари претварају 1 : 1,5 у 2 : 3.

Пошто се користи најмањи множилац који даје резултат, одговор је већ у најједноставнијем облику. Даље свођење није потребно.

Ако ниједан множилац до 12 не уклони разломке, калкулатор оставља вредности такве какве јесу. Свака вредност која је унутар 0,01 од целог броја заокружује се на тај број, а остале се приказују са две децимале.

Како израчунати моларни однос: пример са поступком

Претпоставимо да хемичар меша 36 g воде (H₂O, моларне масе 18 g/mol) са 58,5 g кухињске соли (NaCl, моларне масе 58,5 g/mol).

1. Број молова H₂O = 36 ÷ 18 = 2 mol
2. Број молова NaCl = 58,5 ÷ 58,5 = 1 mol
3. Најмања вредност је 1 mol (NaCl), па је однос за H₂O једнак 2 ÷ 1 = 2, а за NaCl 1 ÷ 1 = 1
4. Обе вредности су већ цели бројеви, па је коначни моларни однос 2 H₂O : 1 NaCl

Пример са разломком

Дељење најмањом вредношћу не даје увек целе бројеве. Узмимо 100 g супстанце A, 30 g супстанце B и 20 g супстанце C, при чему све имају моларну масу 10 g/mol:

1. Број молова: A = 100 ÷ 10 = 10, B = 30 ÷ 10 = 3, C = 20 ÷ 10 = 2
2. Најмања вредност је 2 mol (C), па су односи A = 10 ÷ 2 = 5, B = 3 ÷ 2 = 1,5, C = 2 ÷ 2 = 1
3. 1,5 није цео број, па се свака вредност множи са 2: A = 10, B = 3, C = 2
4. Коначни моларни однос је 10 A : 3 B : 2 C

Пример у ком остаје децимални број

Неке смеше немају једноставан однос целих бројева. За 10 g супстанце A и 16,5 g супстанце B, при чему обе имају моларну масу 10 g/mol, бројеви молова су 1 и 1,65. Разломак 1,65 је 33/20, а 20 је веће од сваког множиоца који калкулатор испробава, па се разломак не може уклонити. Резултат се приказује као 1 A : 1,65 B.

Како користити калкулатор

1. Унесите назив или формулу сваке супстанце, њену масу у грамима и моларну масу у g/mol.
2. Калкулатор почиње са два реда за супстанце, у којима је пример са водом и сољу наведен изнад. Користите „Додај супстанцу“ за додавање редова или „Уклони“ за брисање реда (морају остати најмање два реда).
3. Резултат се аутоматски појављује када сваки ред садржи назив, масу већу од нуле и моларну масу већу од нуле. Не постоји посебно дугме које треба притиснути.
4. Одељак са резултатом приказује поједностављени однос, израчунату вредност броја молова за сваку супстанцу и стубичасти графикон који пореди количине молова.
5. Користите „Копирај“ да бисте копирали текст односа, на пример „2 H2O : 1 NaCl“, у међуспремник.

Маса и моларна маса морају бити позитивни бројеви; нулта или празна вредност скрива резултат док се не исправи.

Зашто су моларни односи важни

Моларни односи потичу из уравнотежених хемијских једначина и описују колико честица сваке супстанце учествује у реакцији. Пошто се реакције одвијају честица по честица, а не грам по грам, однос изражен у моловима одражава стварну хемију, док је не одражава однос изражен у грамима.

Ученици користе израчунавање моларних односа за проверу домаћих задатака из стехиометрије и за припрему реагенаса за лабораторијске експерименте у одговарајућим размерама. Хемичари у истраживању и производњи користе исти прорачун за планирање количине сваке полазне сировине потребне за синтезу, избегавање расипања реактаната и потврђивање односа састојака у готовој формулацији, као што су со лека или мешавина ђубрива.

Позадина

Јеремијас Бенџамин Рихтер увео је реч „стехиометрија“ 1792. године, проучавајући фиксне размере у којима супстанце реагују. Године 1799, Жозеф Пруст је показао да одређено хемијско једињење увек садржи исте елементе у истим масеним уделима, што је правило које се данас назива законом сталних односа. Атомска теорија Џона Далтона, објављена почев од 1803. године, објаснила је ово тврдњом да се елементи спајају у малим целобројним односима атома, што је иста идеја коју данас примењује калкулатор моларног односа.

Сам мол уведен је касније. Амедео Авогадро је 1811. године предложио да једнаке запремине гаса при истој температури и притиску садрже једнак број честица, чиме је поставио основу за бројање моловима. Реч „мол“ сковао је Вилхелм Оствалд око 1900. године, а мол је постао званична основна јединица SI система 1971. године.

Најчешће постављана питања

Шта је моларни однос? Моларни однос је однос између бројева молова две или више супстанци у хемијској реакцији или смеши. Он показује колико честица једне супстанце одговара одређеном броју честица друге супстанце.

Како се моларни однос израчунава из масе? Поделите масу сваке супстанце њеном моларном масом да бисте добили број молова. Поделите сваку вредност броја молова најмањом вредношћу. Ако остане разломак, помножите сваку вредност најмањим целим бројем који их све претвара у целе бројеве.

Која је разлика између моларног и масеног односа? Моларни однос пореди супстанце према броју честица (моловима). Масени однос их пореди према маси (грамима). Реакције се одвијају између фиксног броја честица, па се са уравнотеженом хемијском једначином подудара моларни, а не масени однос.

Зашто се маса претвара у молове уместо да се користе само грами? Хемијске реакције спајају фиксни број атома или молекула, а не фиксне масе. Претварање масе у молове претвара вредност коју можете измерити на ваги у вредност која одражава колико је честица заиста присутно.

Зашто калкулатор понекад приказује децимални број уместо целог броја? Калкулатор испробава множиоце од 1 до 12 да би уклонио разломак. За однос као што је 1 : 1,65 потребан је множилац 20, који је изван тог опсега, па се вредност приказује као децимални број уместо да се нетачно претвори у однос целих бројева. Грешка мерења маса такође може да удаљи стварни однос од једноставног разломка толико да га калкулатор не препозна.

Како се одређује моларна маса једињења? Моларна маса је збир атомских маса свих атома у формули, преузетих из периодног система. Код хидрата као што је CuSO₄·5H₂O, молекули воде урачунавају се у укупну масу.

Референце

1. Браун, Т. Л., ЛеМеј, Х. Е., Бурстен, Б. Е., Марфи, К. Џ., Вудворд, П. М. и Штолцфус, М. В. (2017). Chemistry: The Central Science (14. изд.). Pearson.
2. Чанг, Р. и Голдсби, К. А. (2015). Chemistry (12. изд.). McGraw-Hill Education.
3. IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). https://goldbook.iupac.org/
4. Међународни биро за тежине и мере. Међународни систем јединица (SI), дефиниција мола.