Stehiometrija i energetika
Stehiometrija i energetika povezuju molove, mase, volumene otopina i plinova s toplinskim promjenama reakcije. Ispit traži račun preko jednadžbe, prepoznavanje ograničavajućeg reaktanta, iskorištenje i pravilnu primjenu predznaka entalpije.
Mol i reakcijska jednadžba
- n = m/M, c = n/V, a za plin pri standardnim uvjetima n = V/Vm.
- Koeficijenti u jednadžbi daju molarni omjer. Preračunaj sve zadane podatke u molove prije usporedbe.
- Ograničavajući reaktant je onaj koji daje manji množinski omjer prema koeficijentu.
Energija reakcije
Toplina kalorimetrije računa se q = mcΔT. Za reakciju u otopini ΔH = −q/n, uz dogovor da je egzotermna promjena negativna. Hessov zakon dopušta zbrajanje entalpija koraka; energije veza koriste se za procjenu ΔH = veze prekinute − veze nastale.
Primjer s rješenjem
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Zadano je 5,4 g Al (M = 26,98 g mol⁻¹) i 4,8 g O₂ (M = 32,00 g mol⁻¹). n(Al) = 5,4/26,98 = 0,20 mol; n(O₂) = 4,8/32,00 = 0,15 mol. Omjer 0,20 : 0,15 odgovara 4 : 3, pa su reaktanti u stehiometrijskom omjeru. n(Al₂O₃) = 0,20/2 = 0,10 mol. M(Al₂O₃) = 101,96 g mol⁻¹, pa je m = 0,10 × 101,96 = 10,2 g.
Česte zamke
- Ne zaboravi koeficijente pri prijelazu s molova jednog reaktanta na produkt.
- Manja masa ne znači nužno ograničavajući reaktant.
- ΔH se odnosi na jednadžbu kako je napisana, uključujući koeficijente.
- Toplina i temperatura nisu ista veličina.