化学量論の原理の例

ザ・ 化学量論の原理 は、すべての化学反応において、 反応する分子の原子数と反応する分子の原子数 作物。

この原理は、物質の保存の法則に基づいており、それぞれに同じ数の原子があると述べています 反応性物質の元素は、さまざまな方法で組み合わされますが、反応生成物に保存されます。

化学反応が起こると、反応する化合物（反応物）の分子を形成する結合が切断されて修飾され、1つまたは複数の物質が生成されます。 分子は修飾されて同じではなくなりますが、それらを形成する原子は結合して 異なりますが、原子の総数は保存されているため、前後で同じである必要があります。 反応。

たとえば、次の化学反応では：

HCl + NaOH-> NaCl + H₂または

化学量論の原理によれば、方程式の各辺に同じ数の原子が存在する必要があります。 私たちが見た方程式について見てみましょう：

HCl + NaOH	-->	NaCl + H2または
水素= 2 ナトリウム= 1 塩素= 1 酸素= 1	= = = =	水素= 2 ナトリウム= 1 塩素= 1 酸素= 1

化学量論計算

化学量論計算は、化学量論の原理が方程式とその実際のアプリケーションで満たされていることを確認するための操作です。

塩酸と水酸化ナトリウムの組み合わせの前の例では、塩化ナトリウムと水を生成するために、 原子数による化学量論計算.

チェックの別の方法は 原子質量単位による化学量論計算、結合された元素の原子量の合計に基づいて計算が行われます。

この計算は、絶対質量または丸めによって実行できます。 上記の例では：

小数点以下2桁までの絶対質量による計算：

HCl + Na O H-> Na Cl + H₂ または

(1.00 + 35.45) + (22.98 + 15.99 + 1.00) --> (22.98 + 35.45) + (2.00 + 15.99)

(36.45) + (39.97) --> (58.43) + (17.99)

76.42 --> 76.42

原子量丸め計算：

HCl + Na O H-> Na Cl + H₂ または

(1 + 35) + (23 + 16 + 1) --> (23 + 35) + (2 + 16)

(36) + (40) --> (58) + (18)

76 --> 76

化学量論方程式の応用

化学量論方程式の用途の1つは、 バランス方程式、これは、レドックスまたは試行錯誤のいずれかの方法で実行できます。どちらの場合も、 目的は、反応物と反応物に各元素の原子数が同じであることを確認することです。 製品。

次の例では、三塩化鉄があります。

Fe + Cl2 = FeCl3

Fe + Cl2	-->	FeCl3
鉄= 1 塩素= 2	= ~	鉄= 1 塩素= 3

この場合、反応性分子の式がわかります：鉄（Fe）と塩素（Cl）₂）、およびその製品：三塩化鉄（FeCl3₃）そして、私たちが見るように、塩素原子の数は両方の方程式で同じではありません。

化学量論の原理を満たすには、反応と生成物に関与する原子の総数を見つけて、それらが同じになるようにする必要があります。

これを行うには、方程式のバランスをとる方法の1つ（レドックス、試行錯誤）を使用します。 この例では、試行錯誤の方法を使用します。

2と3の最小公倍数は6です。 方程式の各辺に6つの塩素原子が存在するように乗算すると、次のようになります。

Fe + 3Cl2	-->	2FeCl3
鉄= 1 塩素= 6	~ =	鉄= 2 塩素= 6

塩素原子のバランスはすでに取れていますが、鉄原子が不足しています。 理解できるように、欠落している原子は反応物側にあります。 次に、次のようになります。

2Fe + 3Cl2	-->	2FeCl3
鉄= 2 塩素= 6	= =	鉄= 2 塩素= 6

ご覧のとおり、反応物の3つの分子にすでに6つの塩素原子があり、各生成物の分子に3つの原子のグループに6つの原子が分布しています。 これで、生成物に同じ数の鉄原子を入れるには、反応物に2つの鉄分子が必要であることがわかります。 方程式のバランスを取りました。

化学量論方程式のもう1つの用途は、反応物の計算です。 酸を中和する物質の量の計算など、いずれかの物質の浪費または ベース。

これは、モル計算によって実現されます。分子を構成する各原子の原子質量の合計は、結果としてそのモル質量を与えます。 例えば：

式が次のホウ酸（トリオキソホウ酸）のモル質量を探すと、H₃BO₃、最初に、周期表を使用して、その各成分の分子量を計算します。

H₃ = (3)(1.00) = 3.00

B =（1）（10.81）= 10.81

または₃ = (3)(15.99) = 47.94

モル質量= 61.78

これは、1モルのホウ酸が61.78グラムに等しいことを意味します。

次に、各化合物のモル数を計算することで、反応性物質の正確な量を計算できます。 反応中にそれが終わったり必要になったりしないように、そして特定の量の生成物を得るのにどれだけの量を計算するか。

例：

前の例の塩化鉄を使用し、塩素の量を知りたい場合 100グラムの鉄と組み合わせて、三塩化鉄の量を知る を生成します。

反応を表す方程式は次のとおりです。

2Fe + 3Cl₂ -> 2FeCl₃

次に、原子量を丸めてモル計算を行います。

Fe = 56

Cl₂ = 70

FeCl₃ = 161

これまでのところ、各物質の1モルの値があります。 これで、反応性分子と生成物分子の数を示す数は、 化学量論係数、そしてそれはその物質の何モルが相互作用しているのかを教えてくれます。 係数が1の場合は記載していません。

したがって、値を代入すると、次のようになります：

2Fe = 2（56）= 112

3Cl₂ = 3(70) = 210

2FeCl₃ = 2(161) = 322

塩素の質量を計算するために3つのルールを適用します。

100/112 = x / 210

21000/112=187.5

したがって、鉄と完全に反応するには187.5グラムの塩素が必要です。

次に、3のルールを適用して、結果の製品を計算します。

100/112 = x / 322

32200/112=287.5

したがって、287.5グラムの三塩化鉄が生成されます。

関係で得られたグラムを追加すると、結果は次のようになります。

100 + 187.5 = 287.5

金額が正しいことを確認します。

化学量論表記

化合物の名前と組成を表現する際のあいまいさと混乱を避けるために、無機化合物のさまざまな種類の化学表記で、 IUPAC（国際純正応用化学連合）は、主に学術および研究分野で使用される化学量論表記の使用を促進しました。 接尾辞またはローマ数字の使用が変更され、ギリシャ数字の接頭辞を使用して、を構成する各要素の原子の数を示します。 分子。 単位原子の場合、接頭辞は省略されます。

化学量論的表記法では、電気陽性の元素またはイオンが最初に言及され、次に電気陰性の元素またはイオンが言及されます。

数式古い表記化学量論表記

FeO酸化鉄、酸化鉄酸化鉄

信仰₂または₃：酸化第二鉄、酸化鉄III三酸化二鉄

信仰₃または₄：酸化鉄IV四酸化二窒素

化学量論的原理の応用例

例1：次の方程式のバランスを取ります。

HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

酸化物還元法（REDOX）の適用：

HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(+1-1)+(+4-4) --> (+2-2) + (+4-4)+ (-0)

ご覧のとおり、マンガンは+4から+2に減少しています。

還元されたマンガンを除く各元素の値を確認すると、次の値が表示されます

元素反応性生成物

水素+ 1 + 4

塩素-1-4

酸素-4-4

したがって、方程式の両側で同じ値になるように、数値のバランスをとる必要があります。 塩素と水素は同じ分子内にあるため、これは、値のバランスを取るために4分子の塩酸が必要であることを意味します。

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(+4-4)+(+4-4) --> (+2-2) + (+4-4)+ (-0)

例2：上記の式では：

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

80グラムの二酸化マンガンを生成するために必要な二酸化マンガンのグラム数を計算します。

まず、各分子のモル重量を計算します（整数で四捨五入します）。

HCl = 1 + 35 = 36 X 4 = 144

MnO₂ = 55 + 16 + 16 = 87

MnCl₂ = 55 + 35 + 35 = 125

H₂O = 1 + 1 + 16 = 18 X 2 = 36

Cl₂ = 35 + 35 = 70

次の3つのルールを適用します。

x / 87 = 80/125 = 6960/125 = 55.58

したがって、55.58グラムの二酸化マグネシウムが必要になります。

例3：上記の式では：

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

80グラムの二塩化マンガンを生成するために必要な塩酸のグラム数を計算します。

値はすでにわかっているので、次の3つのルールを適用します。

x / 144 = 80/125 = 11520/125 = 92.16

92.16グラムの塩酸が必要です。

例4：同じ方程式で：

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

125グラムの二塩化マンガンを生成することによって何グラムの水が生成されるかを計算します。

値を代入し、3つのルールを適用します：

x / 36 = 125/125 = 4500/125 = 36

36グラムの水が生成されます。