Масса продукта из молей лимитирующего
Теоретическая масса mтеор = nлим · (b/a) · M. Тест: 2 моль, a = 2, b = 2, M = 18 г/моль → 36 г. Хаб: стехиометрия.
a — коэффициент лимитирующего в уравнении, b — продукта. Не перепутайте местами: получите чужую массу.
mтеор = nлим (b/a) M
mтеор = nлим · (b/a) · M
Обратный ход: nлим, a, b или M. Нулевые a, b, nлим, M в знаменателях ломают соответствующие хода.
Не процент выхода
Не η = mакт / mтеор. Не n = m/M исходного как конечный ответ массы продукта. Не только моли без M.
Как пользоваться
Пять полей: масса продукта, моли лимитирующего, два коэффициента, M продукта. Раздел: стехиометрия.
Примеры
Прямая. 2, 2, 2, 18 → 36 г.
Моли. 36 г, те же a, b, M → 2 моль лимитирующего.
M. 36 г, 2 моль, a = b = 2 → 18 г/моль.
Запрет. a = 0.
Ещё задачи
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, лимит 3 моль H₂, a = 2, b = 2, M = 18 → m = 3 · 1 · 18 = 54 г воды. Кислород в избытке в эту формулу не входит.
N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃, лимит 6 моль H₂, a = 3, b = 2, M = 17 → 6 · (2/3) · 17 = 68 г.
Связь с лимитом: сначала кто, его n, потом эта масса.
Связь с η: сняли 54 г при теории 68 → откройте выход, не делите здесь.
Контрольный якорь: 2 моль, 2, 2, 18 → 36. Нуль a — ошибка.
Не подставляйте M реагента. Вода 18, не водород 2, если продукт вода.
Связь с n = m/M: навеску реагента перевели в nлим там, сюда уже моли.
Обратный ход к nлим: известна желаемая масса продукта. Сколько молей лимитирующего нужно в идеале.
Не умножайте на NA. Это граммы, не штуки молекул.
Родитель химия. Не калориметрия сгорания.
Школа: цепочка молей
Шаг реакции ξ = nлим / a. Моли продукта = ξ · b. Масса = моли продукта · M. Свернули в одну строку.
Чертёж: моли лимита → шаг ξ → моли продукта → граммы.
Памятка: M продукта; a лимита; b продукта; не η.
Ещё сюжет одного реагента без пары: он и есть лимитирующий, nлим = его n.
Итог: nлим (b/a) M, обратный ход, нуль a нельзя.
Контроль: водород 2 моль, вода a=b=2, M=18. Если 4 г — взяли M водорода.
Итоговая памятка: теория в граммах, не процент, не частицы, не плотность как M.
Ещё сюжет гидрата: M продукта с кристаллизационной водой, если осадок — гидрат. Иначе безводная M и другая масса.
Вода из водорода и аммиак
Кислород лимитирует: 1 моль O₂, a = 1, вода b = 2, M = 18 → 36 г. Водорода могли взять хоть ведро.
Связь с частицами: 2 моль воды — 2 NA молекул, параллельно 36 г. Две шкалы.
Не ставьте коэффициент продукта в a. a — кто кончился.
Якорь железа 4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃. Лимит 4 моль Fe, a = 4, b = 2, M оксида ≈ 160 → 4 · (2/4) · 160 = 320 г теории.
Смешали г и кг/моль — как на странице молей: тысяча потеряется. Смотрите списки единиц.
Два продукта: две страницы или два прогона с разными b и M. Поля одной тройки a, b, M.
Не добавляйте выход 80% внутрь этой формулы. Сначала 100% теория, потом сосед η.
Связь с плотностью: объём продукта — масса / ρ снаружи, если жидкость.
Нулевые моли лимитирующего дают нулевую массу, если a, b, M ненулевые. Поле массы при прямом ходе допускает ноль только если так вышло; default запрещает нулевую искомую массу как ввод без смысла навески — смотрите ограничения полей.
Пропан C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂. Лимит 2 моль пропана, a = 1, b = 3, M(CO₂) = 44 → 2 · 3 · 44 = 264 г углекислого теории. Вода — второй прогон с b = 4 и M = 18.
Не берите nлим из избыточного реагента «потому что его больше граммов». Сначала кто кончится, его моли.
Табличная M с четырьмя знаками и nлим с двумя: не требуйте от массы продукта четырёх знаков. Значимые цифры — в тетради, страница считает полное десятичное.
Цепочка от навески до граммов продукта
Полный путь школьной задачи: масса реагентов → моли → кто лимитирует → эта страница → теория в граммах → если дали практику, процент. Пропуск шага «кто» подставляет избыток и завышает теорию.
M продукта из суммы атомных M. Ошиблись в индексе кислорода в оксиде — вся масса поедет. Проверьте формулу до ввода M.
Не ставьте объём 22,4 л как M. Молярный объём не молярная масса. Газ при н.у. — отдельный пересчёт в тетради.
Каталитический выход «по паспорту 95%» не меняет теорию 100%. Сначала граммы потолка, потом 95% соседней страницей, если так велели.
Якорь воды ещё раз: лимит кислород 0,5 моль, a = 1, b = 2, M = 18 → 18 г. Водорода могли взять 10 моль — в формулу не входят.
Типичные ошибки
- M реагента вместо продукта.
- Перепутать a и b.
- Не выбрать лимитирующий, взять избыток.
- Умножить на NA.
- Сразу вписать процент выхода.
Соседи: лимитирующий реагент, процент выхода, n = m/M, отношение молей, число частиц.
Частые вопросы
- Как найти теоретическую массу продукта?
- mтеор = nлим · (b/a) · M продукта. 2 моль лимитирующего при a = b = 2 и M = 18 г/моль → 36 г.
- Откуда nлим?
- Кто лимитирует, затем его моли. Или сразу, если реагент один.
- Это выход в процентах?
- η делит практику на эту массу. Здесь граммы теории.
- M чья?
- Продукта, не лимитирующего реагента.
- Нулевой коэффициент a?
- Деление на нуль.
- Где хаб?
- Стехиометрия.
Источники
- BIPM. The International System of Units (SI). Моль и число Авогадро NA = 6,02214076·10²³ моль⁻¹.
- Учебная стехиометрия: n = m/M, N = n NA, отношение коэффициентов, лимитирующий реагент, выход.