Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Beskrivning av kemiska reaktioner med kvantitativa mått: massa, molmassa och substansmängd 2015-09-02Kemi 1 / Stökiometri / Storheter1.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Beskrivning av kemiska reaktioner med kvantitativa mått: massa, molmassa och substansmängd 2015-09-02Kemi 1 / Stökiometri / Storheter1."— Presentationens avskrift:

1 Beskrivning av kemiska reaktioner med kvantitativa mått: massa, molmassa och substansmängd Kemi 1 / Stökiometri / Storheter1

2 Massan av en väteatom En väteatom består av en elektron och en proton. En elektron väger 9,11 ∙ kg En proton väger 1,67 ∙ kg En väteatom väger alltså 1, ∙ kg dvs. ungefär 1,67 ∙ kg Kemi 1 / Stökiometri / Storheter2

3 Massan av en väteatom 1,67 ∙ kg. Det är ett onödigt krångligt sätt att skriva väteatomens massa. Med den universella massenheten 1u blir det lättare Kemi 1 / Stökiometri / Storheter3

4 Den universella massenheten Den universella massenheten 1 u 1 u = 1,66 ∙ kg eller 1 u = 1,66 ∙ g Massan av den lättaste väteatomen, 1 H, är m = 1,01 u eller ungefär 1 u. Kolatomen 12 C har massan 12,0 u Kemi 1 / Stökiometri / Storheter4

5 Atommassan del 1 Varje grundämne har en karaktäristisk atommassa. Atommassan är medelvärdet av massorna för atomerna i den naturliga isotopblandningen Kemi 1 / Stökiometri / Storheter5

6 Atommassa del 2 Exempel: 98,93 % av alla kolatomer i naturen är kol-12-atomer och 1,07 % är kol-13-atomer. Kolatomer har alltså atommassan 12,00111 u Uträkning: 0,9893 ∙ 12 u + 0,0107 ∙ 13 u = 12,00111 u Kemi 1 / Stökiometri / Storheter6

7 Formelmassan Formelmassan för ett ämne är summan av atommassorna i ämnets formel. Exempel: Vatten, med formeln H 2 O, har formelmassan 18,02 u. Uträkning: 2 ∙ 1,01 u + 1∙ 16,00 u = 18,02 U Begreppet formelmassa används för grundämnen, jonföreningar och molekylföreningar Kemi 1 / Stökiometri / Storheter7

8 Substansmängden del 1 Ämnen kallas även substanser. Substansmängden är mängden av en viss substans. Kemister har enats om att anger substansmängden i enheten 1 mol. 1 mol av en substans är 6,022 ∙ partiklar av substansen Kemi 1 / Stökiometri / Storheter8

9 Substansmängden del 2 1 mol 1 mol vatten är 6,022 ∙ vattenmolekyler eller vattenmolekyler eller ungefär sexhundratriljarder vattenmolekyler Kemi 1 / Stökiometri / Storheter9

10 Substansmängden del 3 Hur mycket väger 1 mol väteatomer? Lösningsväg: Massan av en väteatom är 1,01 u. 1 u = 1,66 ∙ kg 1 mol = 6,022 ∙ Beräkning: 1,66 ∙ g ∙ 6,022 ∙ = 1,00567 g Svar: 1 mol väteatomer väger 1,01 g Kemi 1 / Stökiometri / Storheter10

11 Substansmängden del 4 1 mol väteatomer väger alltså 1,01 g Massan av en väteatom är 1,01 u. Slutsats: Massan i gram och massan i u har samma mätetal! Kemi 1 / Stökiometri / Storheter11

12 Molmassan Kemi 1 / Stökiometri / Storheter12

13 Massor och reaktionsformlerdel 1 1mol kol har massan 12,0 g 1mol syre, O 2, har massan 32,0 g 1mol koldioxid, CO 2, har massan 44,0 g/mol Med dessa värden kan vi tolka reaktionsformeln 1 C(s) + 1 O 2 (g) → 1 CO 2 (g) Kemi 1 / Stökiometri / Storheter13

14 Massor och reaktionsformler del 2 1 C(s) + 1 O 2 (g) → 1 CO 2 (g) Tolkning på partikelnivå – enstaka partiklar: 1 kolatom + 1 syremolekyl  1 koldioxidmolekyl Kemi 1 / Stökiometri / Storheter14

15 Massor och reaktionsformler del 3 1 C(s) + 1 O 2 (g) → 1 CO 2 (g) Tolkning på partikelnivå – många partiklar: 1 mol kolatomer + 1 mol syremolekyler  1 mol koldioxidmolekyler Kemi 1 / Stökiometri / Storheter15

16 Massor och reaktionsformler del 4 Tolkning med molmassor: C(s) + O 2 (g) → CO 2 (g) Tolkning: 12 g C + 32,0 g O 2 → 44,0 g CO 2. dvs. 12 g kol reagerar med 32,0 g syre till 44,0 g koldioxid Kemi 1 / Stökiometri / Storheter16

17 Tolkningar av reaktionsformler Reaktionsformel: 1 C(s) + 1 O 2 (g) → 1 CO 2 (g) Tolkningar : 1 mol C + 1 mol O 2 → 1 mol CO 2 12,0 g C + 32,0 g O 2 → 44,0 g CO 2 ” När vi vet i vilket substansmängdförhållande ämnena reagerar kan vi beräkna i vilket massförhållande ämnena reagerar…” Kemi 1 / Stökiometri / Storheter17

18 Formler 1 massa =substansmängd ∙molmassa beteckning enhet 1 g1 mol1 g / mol eller 1 g ∙ mol -1 formel Kemi 1 / Stökiometri / Storheter18

19 Formler 2 n M m mmassa i g Mmolmassa i g/mol nsubstansmängd i mol Kemi 1 / Stökiometri / Storheter19

20 Räkneexpempel 1 Hur stor massa har 0,20 mol magnesium? Vi vet: n = 0,20 mol givet i uppgiften M = 24,3 g/molhämtas ur tabell Beräkning: m = 0,20 mol · 24,3 g/mol = 4,86 g Svar: Massan är 4,9 g Kommentar: Antalet värdesiffror i det givna värdet är 2. Då bör man använda minst 2 värdesiffror för molmassan, som hämtas ur tabell. Svaret får innehålla 2 värdesiffror Kemi 1 / Stökiometri / Storheter20

21 Räkneexpempel 2 Vilken substansmängd är 2,30 g natrium? Vi vet: m = 2,30 ggivet i uppgiften M = 23,0 g/molhämtas ur tabell Beräkning: n =2,30 g / (23,0 g/mol )= 0,100 mol Svar: Substansmängden är 0,100 mol Kommentar: Antalet värdesiffror i det givna värdet är 3. Då bör man använda minst 3 värdesiffror för molmassan, som hämtas ur tabell. Svaret får innehålla 3 värdesiffror Kemi 1 / Stökiometri / Storheter21

22 Räkneexpempel 3 Substansmängden av ett grundämne är 0,15 mol och massan är 6,0 g. Ämnet är vid rumstemperatur i fast form. Vilket är grundämnet? Vi vet: n = 0,15 mol givet i uppgiften m = 6,0 g givet i uppgiften M = 6,0 g / (0,15 mol) = 40 g/mol Svar: Molmassan är 40 g/mol. Grundämnet är kalcium. Fråga: Varför var upplysningen om att ämnet har fast form vid rumstemperatur nödvändig? (Svaret framgår av periodiska systemet. Annars finns två ämnen att välja mellan.) Kemi 1 / Stökiometri / Storheter22

23 Räkneexpempel 4 Beräkna substansmängden i 36,0 g vatten, H 2 O. Vi vet: m = 36,0 ggivet i uppgiften M = 2 · 1,01 g/mol + 16,0 g/mol = 18,02 g/mol värdena hämtas ur tabell Beräkning: n = 36,0 g / 18,02 g/mol = 1,998 mol Svar: Substansmängden vatten är 2,00 mol. Kommentar: Molmassan för vatten är summan av molmassorna för de ämnen som ingår i molekylen. 1 mol H 2 O innehåller 2 mol väteatomer och 1 mol syreatomer Kemi 1 / Stökiometri / Storheter23

24 Räkneexpempel 5a Vilken är substansmängden väteatomer i 0,25 g metan, CH 4 ? Vi vet: m = 0,25 g givet i uppgiften M = 12,0 g/mol + 4 · 1,01 g/mol = 16,04 g/mol värdena hämtas ur tabell Beräkning: n(CH 4 ) = 0,25 g / 16,04 g/mol = 0, mol Substansmängdförhållande: 1 mol metan ↔ 4 mol väteatomer n(H) = 4 · mol = 0,0625 mol Svar: Substansmängden väteatomer är 0,063 mol Kemi 1 / Stökiometri / Storheter24

25 Räkneexpempel 5b Kommentar: n(CH 4 ) utläses ”substansmängden metan” och n(H) ”substansmängden väteatomer”. ”1 mol metan ↔ 4 mol väteatomer” utläses 1 mol metan ”svarar mot” 4 mol väteatomer Beräkningen av n(CH 4 ) leder lätt till ett avrundningsfel. Om man avrundar ett värde under beräkningarnas gång, händer det att svaret avviker från det korrekta. Därför har värdet under beräkningen stått kvar i miniräknaren Kemi 1 / Stökiometri / Storheter25


Ladda ner ppt "Beskrivning av kemiska reaktioner med kvantitativa mått: massa, molmassa och substansmängd 2015-09-02Kemi 1 / Stökiometri / Storheter1."

Liknande presentationer


Google-annonser