Hvordan konvertere gram til føflekker og omvendt

Konseptet med føflekken er nært knyttet til alle aspekter av kjemi. Det er et mål på mengden materie og er derfor direkte relatert til antall atomer eller molekyler som er tilstede i en prøve av et hvilket som helst stoff. På mange måter er konseptet med en føflekk ikke ulikt et dusin eller hundre. Det vil si at det rett og slett er et tall; et veldig stort antall, det er sant, men et rent tall tross alt.

Men hvordan bestemmer vi antall atomer i en prøve av stoffet hvis vi ikke kan se dem? På samme måte som vi kan anslå antall appelsiner i en sekk uten å måtte telle dem: Veie noen appelsiner for å bestemme gjennomsnittsvekten og deretter veie hele sekken.

For eksempel, hvis en appelsin veier 200 g, vil det være 5 appelsiner i en kilo. Deretter, hvis sekken veier 20 kg, vil den inneholde 20*5=100 appelsiner. På den annen side, hvis sekken veier 20 kg, men ikke inneholder appelsiner, men sitroner, så vil ikke antall sitroner i sekken være det samme som antall appelsiner, siden sitroner vanligvis veier mindre.

Det samme kan sies om den omvendte prosessen. Hvis vi vil vite hvor mye et visst antall appelsiner eller sitroner veier, trenger vi bare å multiplisere dette tallet med vekten til hver enkelt av dem.

Å beregne føflekker fra gram og omvendt fungerer på samme måte. Den er basert på massen til hver mol av en bestemt type atom eller molekyl.

Deretter skal vi se ulike måter å utføre beregningen av mol fra massen til et stoff, samt beregning av massen til et stoff ut fra antall mol. Enhver av disse tre måtene å utføre beregningene på er helt gyldige og vil gi samme resultat, selv om noen er mer praktiske enn andre i visse sammenhenger, som forklart nedenfor.

Molar masseberegning

Som i eksemplet med sekken med appelsiner, var det nødvendig å vite vekten til en appelsin for å bestemme antall appelsiner i sekken, for å beregne antall mol fra gram, må vi vite massen til hver mol av partikler for å bestemme antall mol tilstede i en prøve. Dette er kjent som molarmassen, og er numerisk lik molekylmassen, som vi kan beregne ut fra molekylformelen til stoffet og atomvektene til grunnstoffene som utgjør den.

Dette gjøres ganske enkelt ved å legge til atomvektene til hvert atom som utgjør forbindelsen eller elementet. For eksempel, hvis vi ønsker å beregne mol natriumnitrat fra massen i gram, må vi bestemme molarmassen til natriumnitrat, hvis formel er NaNO ₃ . Dette gjøres ved å legge til atommassene av natrium, nitrogen og tre oksygenatomer:

Som vi kan se i tabellen har ingen av mengdene enheter. Dette er fordi atomvekter er relative mengder og dimensjonsløse. Det samme skjer med molekylvekten , som beregnes ut fra nevnte relative atomvekter.

Definisjonen av relative atomvektenheter, så vel som måten føflekken ble definert på, sikrer imidlertid at molekylvekten er numerisk lik molar masse. Den eneste forskjellen er at når vi snakker om molar masse, mener vi massen av stoffet som inneholder nøyaktig 1 mol stoff, så enheter av g/mol legges til det.

Nå som vi vet hvordan vi skal beregne molmassen til ethvert stoff gitt dens molekylformel, la oss se hvordan molekylformelen brukes til å bestemme antall mol fra massen gitt i gram.

1. Regelen om tre metode

Den enkleste og mest intuitive måten å beregne antall mol fra massen i gram og omvendt er ved hjelp av en enkel treregel. Denne regelen er basert på konseptet molar masse. Det vil si at det tar utgangspunkt i at molmassen tilsvarer massen i gram som inneholder 1 mol enheter av et stoff.

Denne metoden er svært nyttig for å bli vant til begrepet føflekker og for å lette forståelsen av støkiometriske beregninger. Den er imidlertid mye lengre enn nødvendig og kan være uegnet når mange føflekkberegninger skal utføres i samme oppgave.

Eksempel 1

Hvis vi tar eksempelet med natriumnitrat hvis molmasse, vi nettopp har sett, er 85 g/mol, og vi ønsker å bestemme antall mol som er tilstede i 170 g av nevnte stoff, så kan vi stille oss selv følgende spørsmål:

Hvis vi vet at i 85g natriumnitrat er det 1 mol av nevnte forbindelse, hvor mange mol vil det da være i 170g?

Dette er det klassiske tilfellet av en regel på tre der tre kjente variabler er relatert ved hjelp av proporsjoner med en ukjent, som i dette tilfellet er antall mol. Løsningen er som følger:

Reglene for tre løses ved å multiplisere endene av den kjente diagonalen og dele produktet med verdien av det andre hjørnet. I dette eksemplet:

_{Som vi kan se er NaNO 3} -masseenhetene forenklet og resultatet uttrykkes i mol NaNO ₃ .

Eksempel 2

Anta nå at vi ønsker å beregne massen til 0,125 mol natriumnitrat. Vi kan starte fra den samme regelen på tre ovenfor, men i dette tilfellet kjenner vi det nedre høyre hjørnet i stedet for det til venstre, siden det er der antallet mores er.

I dette tilfellet innebærer løsningen å multiplisere og dele de motsatte hjørnene til forrige tilfelle:

2. Beregning av antall mol fra gram ved formel

Den andre måten å beregne antall mol er ved å bruke molformelen. Dette er en veldig enkel formel som sier at antall mol ikke er mer enn forholdet mellom massen til et stoff og dets molare masse. Det er å si:

Formelmetoden er praktisk for noen personer som bruker formler ofte og for hvem det ikke er noe problem å lære en formel til. På den annen side er formelen for antall mol veldig praktisk når vi trenger et visst matematisk forhold for å løse problemer med flere ukjente som må løses ved hjelp av ligningssystemer.

Faktisk er dette kanskje en av de mest brukte formlene i kjemi, så det er viktig å huske den og øve på bruken.

I tilfelle vi trenger å beregne massen, trenger vi bare å isolere m fra formelen.

Eksempel 3

La oss beregne antall mol tilstede i 150 g eddiksyre (CH ₃ COOH), vel vitende om at atommassene av karbon, hydrogen og oksygen er henholdsvis 12, 1 og 16.

I dette tilfellet, siden vi ikke kjenner molarmassen, må vi starte der.

Så molekylvekten til eddiksyre er 60, noe som betyr at dens molare masse er 60 g/mol. Derfor har vi følgende data:

• m = 150 g
• MM = 60 g/mol

Nå er det bare å bruke formelen for å beregne føflekkene og voila!

Eksempel 4

La oss nå beregne gram eddiksyre som er tilstede i 15 mol av dette stoffet. I dette tilfellet bruker vi den andre løste formelen.

3. Beregning av antall mol fra gram som en transformasjon av enheter

Hvis det vi ser etter er den mest praktiske og raskeste måten å utføre beregningen av mol fra gram, er metoden for konverteringsfaktorer utvilsomt metoden å velge. Dette tjener ikke bare til å beregne føflekkene fra grammene, men også for den motsatte prosessen, det vil si beregningen av grammene fra føflekkene.

Prosessen er basert på bruk av enhetsomregningsfaktorer og konseptet molar masse. Vi vet fra dette konseptet at 1 mol stoff tilsvarer en molar masse av nevnte stoff.

For eksempel, i tilfelle av eddiksyre hvis molekylvekt er 60, kan vi skrive følgende ekvivalens:

Denne ekvivalensen kan omorganiseres mot begge sider, noe som gir opphav til to forskjellige konverteringsfaktorer hvis verdier er 1. Det vil si at for eddiksyre er det verifisert at:

Det faktum at verdien av begge brøkene er 1 betyr at vi kan multiplisere en hvilken som helst mengde med disse brøkene, og det vil ikke endre verdien. Det er derfor de kalles enhetsfaktorer. For å beregne antall mol ved hjelp av konverteringsfaktorer, er det bare å multiplisere med faktoren som fjerner masseenhetene og setter inn mol i telleren, det vil si faktoren til venstre.

I stedet, hvis vi ønsker å beregne gram fra føflekker, bruker vi faktoren til høyre.

Eksempel 5

La oss beregne antall mol tilstede i 0,120 g natriumklorid (NaCl), vel vitende om at det har en molekylvekt på 58,5.

I dette tilfellet er alt vi trenger å gjøre å huske at i dette tilfellet tilsvarer 1 mol natriumklorid 58,5 g av saltet og omvendt, og vi må bruke denne informasjonen til å lage riktig enhetsomregningsfaktor og multiplisere med massen i gram .

Siden vi tar utgangspunkt i gram, og disse er i telleren, må vi bruke en enhetsfaktor som har gram i nevneren slik at de forenkles, mens antall mol må gå i telleren slik at resultatet forblir i enhetene. som vi ser etter:

Eksempel 6

La oss nå beregne hvor mange gram salt vi må veie for å få 2.8.10 ^-4 mol salt. I dette tilfellet er prosedyren nøyaktig den samme, bare at vi må bruke den andre enhetsfaktoren:

Referanser

Områdevitenskap. (2022, 13. januar). Føflekken i kjemi og antall føflekker med løste øvelser . https://www.areaciencias.com/quimica/mol/

González, A. (2014, 12. februar). FQ1 Beregn mol fra massen . Slideshare. https://www.slideshare.net/onio72/fq1-calculo-moles-a-partir-de-la-masa

Treregel . (2019, 2. september). Mineduc.gob.gt. https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20Digitales/2o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BY-SA%203.0/06%20MATEMATICA/U5%20pp%20122%200pp%20122%20 20tre.pdf

Timur : medlem planetcalc. (nd). Online kalkulator: Konverter føflekker til gram og gram til føflekker. planetcalc. https://es.planetcalc.com/6777/