כימיה לבגרות/סטויכיומטריה/סטיוכומטריה במשקל (מסה)

מסה מולרית

הרחבה של נושא מסה המופיע בפרק : מספר אטומי, מסה אטומית ויון.
מול (n) - הוא מספר אבוגדרו; יחידת מידה ענקית (כמו שמיליון היא יחדית מידה) שסכומה הוא : 6.022x10²³ .

יחידות המידה של מסה מולרית הם מולים. כידוע, המסה המולרית מופיעה במערכה המחזורית מתחת ליסוד(מעגלים את המספרים, חוץ, מלכלור ולנחושת).
כדי לדעת את המסה המולרית של תערובת מחברים את המסה המולרית של כל החומרים ומעגלים.
בעזרת מסה מולרית (m.w) נוכל לחשב את כמות הגרמים שנצטרך לקחת מהחומר כדי לקבל את אותו יסוד. למשל במים (H₂O) יש 18 ג"ר/מול, כיוון שהמסה המולרית של :

• מימן יש 1 ג"ר/מול.
• חמצן יש 16 ג"ר/מימן.
• החישוב : 2*1 + 16 = 18.

כלומר, אם נצטרך לקחת חצי מול חלקיקי מים ולהשים אותם בתמיסה ניקח (18/2 = 9) 9 ג"ר מהחומר, כיוון שמול אחד שווה 18 ג"ר.

נוסחא : $n=gr*m.m(gr/m.m)$

דוגמא I - סטויכיומטריה במשקל/מסה

תרגיל

נתונה המשוואה : $NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+NaNO_{3}$

1. אזן את המשוואה.
2. נלקחו $\ 30.4$ ג"ר $\ NaCl$ כמה ג"ר $\ Pb(NO_{3})_{2}$ יש לקחת, וכמה ג"ר תוצר נקבל?

איזון

$NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+NaNO_{3}$
	מגיבים	תוצרים
$\ Na$	2	1
$\ Cl$	1	2
$\ Pb$	1	1
$\ No$	6	3

${\color {blue}2}NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+{\color {green}2}NaNO_{3}$
	מגיבים	תוצרים
$\ Na$	2	$\ 1*{\color {blue}2}$
$\ Cl$	$1*{\color {blue}2}$	2
$\ Pb$	$\ 1*{\color {green}2}$	1
$\ No$	6	$\ 3*{\color {green}2}$

פתרון

נתונים :

$2NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+2NaNO_{3}$
$\ 2NaNO_{3}$	$\ PbCl_{2}$	$\ Pb(NO_{3})_{2}$	$\ 2NaCl$
			30.4	$\ gr$
85	278	331	58.5	$\ m.m$

נציב בנוסחא :

${\begin{aligned}&n=gr*m.m\\&{\frac {gr}{m.m}}\\&{\frac {30.4}{58.5}}={\color {blue}0.52_{({\frac {gr}{m.m}})}}\\\end{aligned}}$

$2NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+2NaNO_{3}$
$\ 2NaNO_{3}$	$\ PbCl_{2}$	$\ Pb(NO_{3})_{2}$	$\ 2NaCl$
			30.4	$\ gr$
85	278	331	58.5	$\ m.m$
			0.52	$\ n$

נעזר במידע לגבי ריכוז המולים. אמרנו כי בשונה לריכוז "רגיל", בכלים יש ריכוז מולים זהה. לפיכך : אם ל $\ 2NaCl$ יש ריכוז של מולים של $\ 0.52$ והיחס בין $\ 2NaCl$ ל- $\ Pb(NO_{3})_{2}$ הוא $\ 2:1$. אז $\ 0.26={\frac {0.52}{2}}$.

$2NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+2NaNO_{3}$
$\ 2NaNO_{3}$	$\ PbCl_{2}$	$\ Pb(NO_{3})_{2}$	$\ 2NaCl$
			30.4	$\ gr$
85	278	331	58.5	$\ m.m$
		0.26	0.52	$\ n$

נמצא את כמות הג"ר של $\ Pb(NO_{3})_{2}$ ע"פ הנוסחא $n=gr*m.m({\frac {gr}{m.m}})$ :

• n = 0.26
• m.m = 331
• 0.26*331 = 86.1 ג"ר.

נמשיך ונגלה את מספר המולים של $\ PbCl_{2}$ ע"פ היחס בין מספר המולקולות שלו, לבין מספר המולקולות של $\ Pb(NO_{3})_{2}$ (שזהה), ולכן, מספר המולים שלו הוא 0.26.
כמו גם, היחס בין $2NaNO_{3}$ ל-$\ 2NaCl$ הוא 2:2, ולכן המסה המולרית הוא : 0.52.

$2NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+2NaNO_{3}$
$\ 2NaNO_{3}$	$\ PbCl_{2}$	$\ Pb(NO_{3})_{2}$	$\ 2NaCl$
		86.1	30.4	$\ gr$
85	278	331	58.5	$\ m.m$
0.52	0.26	0.26	0.52	$\ n$

נעזר שוב בנוסחא : $n=gr*m.m({\frac {gr}{m.m}})$.

• 0.52*85 = 44.2 ג"ר.
• 278*0.26 = 72.3 ג"ר.

$2NaCl+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow PbCl_{2}+2NaNO_{3}$
$\ 2NaNO_{3}$	$\ PbCl_{2}$	$\ Pb(NO_{3})_{2}$	$\ 2NaCl$
44.2	72.3	86.1	30.4	$\ gr$
85	278	331	58.5	$\ m.m$
0.52	0.26	0.26	0.52	$\ n$

בדיקה : כמות המגיבים צריכה להיות זהה לכמות התוצרים : $\ 30.4+86.1=72.3+44.2$.

התשובה :

• יש לקחת 86.1 ג"ר $\ Pb(NO_{3})_{2}$ .
• מהתוצר $\ 2NaNO_{2}$ נקבל 44.2 ג"ר.
• מהתוצר $\ PbCl_{2}$ נקבל 72.3 ג"ר.