10 svar

440 visningar

Fleetstreet behöver inte mer hjälp

Massan bevaras?

Hej! Jag har suttit i en dag med detta, men jag får det inte att gå ihop och har inte tid att spendera ännu en dag på det, så jag hoppas att någon av er kan hjälpa mig.

Jag ska beräkna vilken reaktionsformel som stämmer överens med ett experiment. I experimentet förbränns 2.13 gram natriumvätekarbonat och efter förbränningen väger det förbrända ämnet 1,35 gram. De reaktionsformler jag har att välja emellan är:

NaHCO3 (s) → NaOH (s) + CO2 (g)

2 NaHCO3 (s) → Na2O (s) + H2O (g) + 2 CO2 (g)

2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)

Den första borde väl inte stämma eftersom det inte bildas vattenånga?

Mina beräkningar för den första reaktionen finns nedan. Jag har beräkningarna för de andra två också, men jag gör på ungefär samma sätt, de enda jag är osäker på är hur jag gör när det är två molekyler som reagerar/bildas istället för en, men jag har med alla resultat i tabellerna.

Beräkningen:

NaHCO3 (s)

Atommassan för molekylens grundämnen adderades för att ange molekylmassan

23Na + 1H + 12C + (16O ∙ 3) = 84 u

Molekylmassan (m) = 84 u

Molekylmassan omvandlades till gram genom att molekylmassan multiplicerades med värdet på 1 u.

84 u ∙ (1,6605 ∙ 10^-24 g/u) = 139,482 ∙ 10^-24 g

Molekylmassan i gram= 139,482 ∙ 10^-24 g

Molmassan beräknades genom att multiplicera molekylmassan (g) med Avogadros konstant (värdet på 1 mol)

(139,482 ∙ 10^-24 g) ∙ (6,022 ∙ 10^23 g/m) = 83,9960604 g/mol ≈ 84 g/mol

Molmassa (M)= 84 g/mol

Substansmängden löstes genom att dividera massan (m) av NaHCO3 med molmassan (M) (n = m/M)

n = 2,13 g/84 g/mol = 2,5357142857 ∙ 10^-2 mol ≈ 2,54 ∙ 10^-2 mol

Substansmängd (n) = 2,54 ∙ 10-2 mol

Den totala massan skulle vara runt 2,13 g, för att undersöka om det stämde multiplicerades molmassan med substansmängden för att få ut massan (m=M∙n)

84 g/mol ∙ 2,54 ∙ 10^-2 mol = 2,1336 g ≈ 2,13 g

NaOH (s)

Atommassan för molekylens grundämnen adderades för att ange molekylmassan

23Na + 16O + 1H = 40 u

Molekylmassan (m) = 40 u

Molekylmassan omvandlades till gram genom att molekylmassan multiplicerades med värdet på 1 u.

40 u ∙ (1,6605 ∙ 10^-24 g/u) = 66,42 ∙ 10^-24 g

Molekylmassan i gram = 66,42 ∙ 10^-24 g

Molmassan beräknades genom att multiplicera molekylmassan (g) med Avogadros konstant (värdet på 1 mol)

(66,42 ∙ 10^-24 g) ∙ (6,022 ∙ 10^23 g/m) = 39,998124 g/mol ≈ 40 g/mol

Molmassa (M)= 40 g/mol

Substansmängden löstes genom att dividera massan (m) av NaOH med molmassan (M) (n = m/M)

n = 1,35 g/40 g/mol = 3,3750000000 ∙ 10^-2 mol ≈ 3,38 ∙ 10^-2 mol

Substansmängd (n) = 3,38 ∙ 10^-2 mol

Den totala massan skulle vara runt 1,35 g, för att undersöka om det stämde multiplicerades molmassan med substansmängden för att få ut massan (m=M∙n)

40 g/mol ∙ 3,38 ∙ 10^-2 mol = 1,352 g ≈ 1,35 g

CO2 (g)

Atommassan för molekylens grundämnen adderades för att ange molekylmassan

12C + (16O ∙ 2) = 44 u

Molekylmassan (m) = 44 u

Molekylmassan omvandlades till gram genom att molekylmassan multiplicerades med värdet på 1 u.

44 u ∙ (1,6605 ∙ 10^-24 g/u) = 73,062 ∙ 10^-24 g

Molekylmassan i gram = 73,062 ∙ 10^-24

Molmassan beräknades genom att multiplicera molekylmassan (g) med Avogadros konstant (värdet på 1 mol)

(73,062 ∙ 10^-24 g) ∙ (6,022 ∙ 10^23 g/m) = 43,9979364 g/mol ≈ 44 g/mol

Molmassa (M)= 44 g/mol

Substansmängden löstes genom att dividera massan (m) av CO2 med molmassan (M) (n = m/M)

n = 0,78 g/44 g/mol = 0,01772727273 mol ≈ 1,77 ∙ 10^-2 mol

Substansmängd (n) = 1,77 ∙ 10^-2 mol

Den totala massan skulle vara runt 0,78 g, för att undersöka om det stämde multiplicerades molmassan med substansmängden för att få ut massan (m=M∙n)

44 g/mol ∙ 1,77 ∙ 10^-2 mol = 0,7788 g ≈ 0,78 g

Sedan tabellerna för de andra två reaktionerna

Jag förstår inte riktigt hur jag ska göra. Massan ska ju bevaras...

Uppskattar all hjälp!

Jag tror att du krånglar till det i onödan. Hur många mol natriumvätekarbonat har du? Givet respektive reaktionsformel, hur mycket natriumbaserad produkt bildas? Hur mycket väger den?

Ja, jag har en tendens att göra det haha :(

Jag vet inte om jag blandar ihop betydelsen för de olika begreppen. Natriumvätekarbonat har molmassan 84 g/mol, jag har 2,13 g av ämnet. Blir det då 2,54∙10^-2 mol? Men mängdförhållandet är ju 1:1:1 i den första, innebär det att substansmängden ska vara samma för alla molekyler i den första reaktionen?

Det är 1,35 gram som bildas i förbränningen, ska jag då beräkna hur mycket 1,35 gram är av NaOH, Na2O och Na2CO3? Och sedan se om dessa värden stämmer med mängdförhållandet i de respektive reaktionerna?

Fleetstreet skrev:
Ja, jag har en tendens att göra det haha :(

Lätt hänt! Vi ska se om vi inte kan räta ut dina frågetecken. :)

Jag vet inte om jag blandar ihop betydelsen för de olika begreppen. Natriumvätekarbonat har molmassan 84 g/mol, jag har 2,13 g av ämnet. Blir det då 2,54∙10^-2 mol?

Det stämmer!

Men mängdförhållandet är ju 1:1:1 i den första, innebär det att substansmängden ska vara samma för alla molekyler i den första reaktionen?

Nja, inte riktigt! Det är molförhållandet som är 1:1:1. Det betyder att en mol natriumvätekarbonat bildar en mol koldioxid och en mol natriumhydroxid. Dessa produkter väger olika mycket, men antalet molekyler/jonföreningar/atomer är lika många.

Det är 1,35 gram som bildas i förbränningen, ska jag då beräkna hur mycket 1,35 gram är av NaOH, Na2O och Na2CO3? Och sedan se om dessa värden stämmer med mängdförhållandet i de respektive reaktionerna?

Nja, inte riktigt. Du har cirka 0,025 mol natriumvätekarbonat. I den första reaktionen är molförhållandet 1:1 för natriumvätekarbonat och natriumhydroxid. Om denna reaktionsformel är den rätta, hur många mol natriumhydroxid har du? Hur många gram väger denna mängd?

Uppskattar det! :)

Men vad innebär egentligen molförhållande?

Beräknar jag hur många mol av natriumhydroxid reaktionsformeln ger genom att dividera 1,35 g med molmassan 40g/mol?

1.35g/40g/mol=0,03375 mol≈0,034 mol

Fleetstreet skrev:
Uppskattar det! :)

Men vad innebär egentligen molförhållande?

Molförhållandet x : y betyder att x mol av ett ämne går ihop med y mol av ett annat ämne. Det kan vara så att x mol av ett ämne bildar y mol av ett annat, eller att en reaktion med x mol av ett ämne kräver y mol av ett annat ämne för att gå ihop.

Syre och väte vid framställning av vatten har molförhållandet 1:2, eftersom det krävs en mol syre för varje två mol väte som reagerar.

Detta innebär att om vi vet vilket molförhållande vi har, exempelvis 1:2, och hur många mol av ett ämne som vi arbetar med, även kan räkna ut hur många mol det finns av det andra ämnet.

Beräknar jag hur många mol av natriumhydroxid reaktionsformeln ger genom att dividera 1,35 g med molmassan 40g/mol?

1.35g/40g/mol=0,03375 mol≈0,034 mol

Nja, inte riktigt. Titta på hur många mol natriumvätekarbonat du stoppar in. I den första reaktionen stoppar vi in 0,025 mol natriumvätekarbonat, och vi har molförhållandet 1:1. Vi får alltså ut en mol natriumhydroxid per mol natriumvätekarbonat vi stoppar in. Hur många mol natriumhydroxid får vi ut?

Om det känns enklare, tänk i enklare tal. Mol är bara ett antal. Du kan tänka dig att en mol är fem. Om du har fem natriumvätekarbonat, och förhållandet mellan reaktanter (in) och produkter (ut) är 1:1, hur många natriumhydroxid får du ut? :)

Men är det alltså 0,025 mol natriumhydroxid som kan skapas av 0,025 mol natriumvätekarbonat? Och om mängdförhållandet var 2:1 så hade det istället kunnat bildas 0,0125 mol natriumhydroxid? Men har jag beräknat substansmängden fel? Vad är det jag kopplar mängdförhållandet med? Det verkar ju vara substansmängden. Om man kollar i tabellen jag har gjort så visar ju substansmängden 0,025 mol (eller 2,54∙10^-2), det säger väl hur många molekyler av natriumvätekarbonat i mol som finns i 2,13 gram? Om mängdförhållandet är 1:1:1, borde substansmängden då vara samma för alla tre molekyler? Eller handlar det inte om substansmängden?

Fleetstreet skrev:
Men är det alltså 0,025 mol natriumhydroxid som kan skapas av 0,025 mol natriumvätekarbonat? Och om mängdförhållandet var 2:1 så hade det istället kunnat bildas 0,0125 mol natriumhydroxid?

Helt rätt!

Men har jag beräknat substansmängden fel?

Nej, substansmängden natriumvätekarbonat är korrekt.

Vad är det jag kopplar mängdförhållandet med? Det verkar ju vara substansmängden.

Molförhållandet får du från reaktionsformeln. Genom att du vet hur mycket produkten ska väga, samt vilka möjliga ämnen produkten skulle kunna utgöras av, kan vi kontrollera reaktionsformlerna. Om reaktionsformel X säger att produkten som bildas väger 4,3 gram, då kan det inte vara reaktionsformel X vi har att göra med.

Om man kollar i tabellen jag har gjort så visar ju substansmängden 0,025 mol (eller 2,54∙10^-2), det säger väl hur många molekyler av natriumvätekarbonat i mol som finns i 2,13 gram?

Det stämmer!

Om mängdförhållandet är 1:1:1, borde substansmängden då vara samma för alla tre molekyler ämnen? Eller handlar det inte om substansmängden?

Helt rätt! :D

Så substansmängden är lika för alla tre ämnen. Om vi stoppar in 0,025 mol natriumvätekarbonat ska vi enligt den första reaktionsformeln få ut 0,025 mol natriumhydroxid. Natriumhydroxid har, enligt dina beräkningar, molmassan 40 gram per mol. 0,025 mol natriumhydroxid väger med andra ord $40 \cdot 0, 025 g = 1, 0 g$ .

Enligt reaktionsformel ett stoppar vi in 2,13 gram reaktant, och får ut ett gram natriumhydroxid. Men! Produkten vi fått väger 1,35 gram, inte 1,0 gram. Den första reaktionsformeln kan alltså inte stämma.

Gör nu samma typ av beräkning för de andra reaktionsformlerna. Undersök hur många mol produkt vi får ut med hjälp av reaktionsformlernas molförhållanden, och beräkna sedan vikten av produkten. Blir vikten 1,35 gram, är reaktionsformeln korrekt. :)

... hur många molekyler av natriumvätekarbonat ...

En detalj bara: Det finns inga natriumvätekarbonatmolekyler. Molekyler är alltid oladdade, och saltet natriumvätekarbonat består av positivt laddade natriumjoner och negativt laddade vätekarbonatjoner.

Tack så jättemycket för all hjälp! Jag lyckades lösa det och känner mig lite mindre stressad, haha! :)

Vad bra! Varsågod! :D

Svara

Visa senaste svar