前節で述べた方法では、反応物や生成物をモル数で表すことができますが、ある生成物をあるグラム数だけ生成するのに、反応物が何グラム必要かを知りたいとしたらどうでしょう? この論理的な拡張は、もちろん簡単です。 第4章では、モル量を反応物や生成物の質量で表現することを学びました。 例えば、酸化鉄(III)を水素ガスで還元すると、金属鉄と水が生成されます。 1.0 グラムの酸化鉄 (III) を還元して何グラムの金属鉄ができるかというと、モル式化学量論で生成する鉄のモル数を求め、既知のモル質量を使ってモルをグラムに変換すればよいのです。 たとえば、1 グラムの Fe2O3 は、ある物質のモルは、その物質のモル質量で割ったグラムに相当することを覚えておくことにより、mol Fe2O3 に変換できます:
このアプローチを使用して、反応物の質量は、質量-モル質量の比として反応経路に挿入することができます。
モル生成物を解くために問題を設定します。一般的な方程式は次のとおりです:
化学量論的モル比は、モル反応物が相殺されて、モル生成物の溶液を与えるように設定されています。
以下のように(質量)/(モル質量の)比を表現する方が簡単な場合が多い。
これを整理すると
つまり、1.0グラムのFe2O3を過剰水素ガスで還元すると0.013モルの単体鉄が出てくることになる。 これらの計算はすべて、元の問題の酸化鉄 (III) の質量 (1.0 グラム) を基準にして、有効数字 2 桁まででよいことになっています。 この問題では、質量からモル質量への換算係数と、釣り合い化学式からの化学量論的モル比の2つの換算係数(比)があることに注意しましょう。
また、基本設定を変更して、鉄のグラム数を直接求めることもできます。
ここでは、生成される鉄の質量を得るために、量 (モル質量) を単に代入しています。
mol product と mol reactant の代わりに、上のスキームのように、mass と molar mass の式を使用するように問題を設定します。 化学量論的モル比はmol反応物(所与)が打ち消されるように設定されており、mol生成物で解が得られます。 Substituting,
単位の並べ替えと相殺
練習問題(ⅳPageIndex{1} )
硝酸銀と塩化ナトリウムの水溶液は次の平衡式により二重置換反応をして塩化銀の沈殿を生成します。
AgNO3 (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO3 (aq)
反応混合物から固体AgCl3.06gを回収した場合、反応物中に存在したAgNO3は何質量か。
練習問題
アルミニウムと塩素ガスが反応して、下の釣り合い式に従って塩化アルミニウムが生成される。
2 Al (s) + 3 Cl2 (g) → 2 AlCl3 (s)
17.467gの塩素ガスと過剰のアルミニウムを反応させた場合、固体の塩化アルミニウムは何質量になるか。
Exercise \(\PageIndex{3}\)
Ammonia, NH3, is also used in cleaning solutions around the house and is produced from nitrogen and hydrogen according to the equation:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
- If you have 6.2 moles of nitrogen what mass of ammonia could you hope to produce?
- If you have 6.2 grams of nitrogen how many grams of hydrogen would you need?
Contributors and Attributions
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Paul R. Young, Professor of Chemistry, University of Illinois at Chicago, Wiki: AskTheNerd; PRYaskthenerd.com – pyounguic.edu; ChemistryOnline.com