Repetisjon av molbegrepet, molar masse, molart volum og støkiometriske beregninger.
Mol er en måleenhet for stoffmengde, akkurat som "dusin" betyr 12 stykker.
Dette kan være:
- Atomer (1 mol C = C-atomer)
- Molekyler (1 mol H₂O = H₂O-molekyler)
- Ioner (1 mol Na⁺ = Na⁺-ioner)
hvor:
- = stoffmengde (mol)
- = antall partikler
- = Avogadros tall
Eksempel: Hvor mange mol er H₂O-molekyler?
Molar masse (M) er massen av 1 mol av et stoff. Enhet: g/mol
Eksempler:
- M(C) = 12,01 g/mol
- M(O) = 16,00 g/mol
- M(Na) = 22,99 g/mol
Eksempel: H₂O
hvor:
- = stoffmengde (mol)
- = masse (g)
- = molar masse (g/mol)
a) Beregn molar masse for kalsiumkarbonat (CaCO₃).
b) Hvor mange mol er 50,0 g CaCO₃?
c) Hva er massen av 0,25 mol CaCO₃?
a) Molar masse:
Fra periodesystemet:
- M(Ca) = 40,08 g/mol
- M(C) = 12,01 g/mol
- M(O) = 16,00 g/mol
b) Stoffmengde:
c) Masse:
Molart volum () er volumet av 1 mol gass ved gitte betingelser.
Dette gjelder for alle ideelle gasser!
hvor:
- = stoffmengde (mol)
- = volum (L)
- = molart volum (22,4 L/mol ved STP)
hvor:
- = trykk (Pa eller atm)
- = volum (L eller m³)
- = stoffmengde (mol)
- = gasskonstanten (8,314 J/(mol·K) eller 0,0821 L·atm/(mol·K))
- = temperatur (K)
a) Hvilket volum har 2,5 mol CO₂ ved STP?
b) Hvor mange mol er 11,2 L N₂ ved STP?
c) Hva er massen av 5,6 L O₂ ved STP?
a) Volum:
b) Stoffmengde:
c) Masse:
Først finn stoffmengde:
Så finn masse (M(O₂) = 32,00 g/mol):
Beregninger med mol og masse:
Hvor mange mol er 36 g H₂O? (M = 18,02 g/mol)
Hva er massen av 0,5 mol NaCl? (M = 58,44 g/mol)
Hvor mange mol er 100 g CaCO₃? (M = 100,09 g/mol)
Hva er massen av 3,0 mol CO₂? (M = 44,01 g/mol)
Beregninger med molart volum (ved STP):
Hvilket volum har 0,5 mol H₂ ved STP?
Hvor mange mol er 44,8 L CO₂ ved STP?
Hva er massen av 11,2 L Cl₂ ved STP? (M(Cl₂) = 70,90 g/mol)
Hvilket volum har 16 g O₂ ved STP? (M(O₂) = 32,00 g/mol)
Støkiometri handler om å beregne mengdeforhold i kjemiske reaksjoner.
1. Skriv balansert likning
2. Finn stoffmengde av kjent stoff (fra masse, volum, etc.)
3. Bruk molforhold fra likningen (koeffisientene)
4. Beregn ønsket mengde (mol, masse, volum)
Molforhold:
- 2 mol H₂ : 1 mol O₂ : 2 mol H₂O
Hvis vi starter med 4 mol H₂:
- Trenger:
- Danner:
Metan (CH₄) forbrenner med oksygen:
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
a) Hvor mange mol O₂ trengs for å forbrenne 3,0 mol CH₄?
b) Hvor mange mol CO₂ dannes fra 3,0 mol CH₄?
c) Hva er massen av CO₂ som dannes? (M(CO₂) = 44,01 g/mol)
Balansert likning: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
a) Molforhold CH₄ : O₂ = 1 : 2
b) Molforhold CH₄ : CO₂ = 1 : 1
c) Masse av CO₂:
Når vi har mengder av begge reaktantene, må vi finne hvilken som begrenser mengden produkt.
1. Beregn hvor mye produkt hver reaktant kan danne
2. Den som gir minst produkt er begrensende
3. Beregn med den begrensende reaktanten
Gitt: 2 mol N₂ og 4 mol H₂
Fra N₂:
Fra H₂:
H₂ er begrensende (gir minst produkt)
Resultat: 2,7 mol NH₃ dannes
Jern reagerer med oksygen:
4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
Vi har 10 mol Fe og 8 mol O₂.
a) Hvilken reaktant er begrensende?
b) Hvor mange mol Fe₂O₃ dannes?
c) Hvor mye av hver reaktant er igjen?
a) Test begge reaktantene:
Fra Fe:
Fra O₂:
Fe er begrensende (gir minst produkt: 5,0 mol)
b) Stoffmengde produkt:
c) Mengder igjen:
Fe: Bruker alt → 0 mol igjen
O₂: Hvor mye brukes?
Igjen:
Svar: Fe: 0 mol, O₂: 0,5 mol
Støkiometriske beregninger. Forbrenning av propan: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
Hvor mange mol O₂ trengs for å forbrenne 2,0 mol C₃H₈?
Hvor mange mol CO₂ dannes fra 2,0 mol C₃H₈?
Hvilket volum CO₂ dannes ved STP fra 2,0 mol C₃H₈?
Hva er massen av H₂O som dannes? (M(H₂O) = 18,02 g/mol)
Kombinerte oppgaver. Syntese av ammoniakk: N₂ + 3H₂ → 2NH₃
Hvor mange mol NH₃ dannes fra 5,0 mol N₂ (hvis det er nok H₂)?
Hva er massen av NH₃ som dannes? (M(NH₃) = 17,03 g/mol)
Hvilket volum H₂ ved STP trengs for å reagere med 5,0 mol N₂?
Hvis vi starter med 28 g N₂, hvor mange mol NH₃ dannes? (M(N₂) = 28,02 g/mol)
Begrensende reaktant. Forbrenning: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
Vi har 6 mol H₂ og 2 mol O₂. Hvilken er begrensende?
Hvor mange mol H₂O dannes?
Hvor mye H₂ er igjen?
Hva er massen av H₂O som dannes? (M(H₂O) = 18,02 g/mol)
Avanserte støkiometrioppgaver. Reaksjon: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
Vi har 54 g Al og 48 g O₂. Hvilken er begrensende? (M(Al) = 26,98 g/mol, M(O₂) = 32,00 g/mol)
Hvor mange mol Al₂O₃ dannes?
Hva er massen av Al₂O₃? (M(Al₂O₃) = 101,96 g/mol)
Hvis vi øker O₂ til 64 g (Al fortsatt 54 g), hvor mye Al₂O₃ dannes nå?
Nøkkelformler: