6.3: Výpočty hmotnosti

Metody popsané v předchozí části nám umožňují vyjádřit reaktanty a produkty v molech, ale co když chceme vědět, kolik gramů reaktantu je potřeba k výrobě daného počtu gramů určitého produktu? Toto logické rozšíření je samozřejmě triviální! V kapitole 4 jsme se naučili vyjadřovat molární množství pomocí hmotností reaktantů nebo produktů. Například při redukci oxidu železitého (III) plynným vodíkem vzniká kovové železo a voda. Pokud bychom se chtěli zeptat, kolik gramů elementárního železa vznikne redukcí 1,0 gramu oxidu železitého (III), jednoduše bychom pomocí molární stechiometrie určili počet molů železa, které vzniknou, a poté bychom pomocí známé molární hmotnosti převedli moly na gramy. Například jeden gram Fe2O3 lze převést na mol Fe2O3 tak, že si uvědomíme, že mol látky odpovídá gramům této látky děleno molární hmotností této látky:

\

Pomocí tohoto přístupu lze hmotnost reaktantu vložit do našeho reakčního postupu jako poměr hmotnosti k molární hmotnosti. Zde je to znázorněno pro redukci 1,0 gramu Fe2O3.

\

Nastavíme úlohu tak, abychom řešili mol produktu; obecná rovnice je:

\

Stechiometrický molární poměr je nastaven tak, že mol reaktantu se zruší, čímž získáme řešení v mol produktu. Substituce,

\

Často je jednodušší vyjádřit poměr (hmotnost)/(molární hmotnost), jak je uvedeno níže,

\

Tímto způsobem a přeskupením,

\

Tedy redukcí 1,0 g Fe2O3 přebytkem plynného vodíku vznikne 0,013 molu elementárního železa. Všechny tyto výpočty jsou správné s přesností na dvě platné číslice na základě hmotnosti oxidu železitého (III) v původním problému (1,0 gramu). Všimněte si, že v tomto řešení máme dva převodní faktory (poměry); jeden z hmotnosti na molární hmotnost a druhý, stechiometrický molární poměr z vyvážené chemické rovnice. Když víme, že máme 0,013 molu Fe, mohli bychom to nyní převést na gramy, když víme, že jeden mol Fe má hmotnost 55,85 gramu; výtěžek by byl 0,70 gramu.

Mohli bychom také upravit naše základní uspořádání tak, abychom mohli zjistit počet gramů železa přímo.

Zde jsme jednoduše nahradili množství (molární hmotnost molů), abychom získali hmotnost železa, které by se vyrobilo. Opět jsme úlohu nastavili tak, abychom řešili mol produktu;

\

Na místo mol produktu a mol reaktantu použijeme výrazy pro hmotnost a molární hmotnost, jak je uvedeno ve schématu výše. Stechiometrický molární poměr je nastaven tak, že mol reaktantu (daný) se zruší, čímž získáme řešení v mol produktu. Substituce,

Zpětné uspořádání a zrušení jednotek,