Stökiometri: Massan bevaras

Videogenomgång (flippat klassrum)

English-speaking or IB student? Check out the English version instead!

Stökiometri

Läran om mängdförhållanden vid reaktioner.

Lagen om ämnenas oförstörbarhet (massan bevaras).

Atomer förstörs eller nybildas aldrig vid kemiska reaktioner.
Allting finns kvar!

Förbränning av vätgas

Ordformel: vätgas + syrgas → vatten

Med "molekyler":

Väte + syre → vatten.

Allt som finns på vänster sida om reaktionspilen ska byggas om till allt som finns på högersidan.

INGENTING får "bli över" eller "uppstå ur tomma intet"!

Kemiska reaktionsformler

Beskriver mängdförhållandet mellan ämnena som reagerar.

Formeln

H₂ + O₂ ⇸ H₂O

Balanseras till:

2H₂ + 1O₂ → 2H₂O

Formeln säger oss två saker:

Väte reagerar med syre, och vatten bildas.
2 molekyler väte reagerar med 1 molekyl syre, och bildar två molekyler vatten.

eller...

2 miljoner vätemolekyler reagerar med 1 miljon syremolekyler och bildar 2 miljoner vattenmolekyler.

10. En liten tabell!

2H₂	+	1O₂	→	2H₂O
2 st. molekyler		1 st. molekyl		2 st. molekyler
2 par		1 par		2 par
2 dussin		1 dussin		2 dussin
4 dussin		2 dussin		4 dussin
2 mol		1 mol		2 mol
1 mol		0,5 mol		1 mol
2,50 mol		1,25 mol		2,50 mol

Massan bevaras i reaktionen

Vi beräknar massorna för väte, syre och vatten om vi låter 1 mol H₂ och 0,5 mol O₂ reagera:

	2H₂	+	O₂	→	2H₂O
\[n\]	\[1\mathrm{mol}\]		\[0,5\mathrm{mol}\]		\[1\mathrm{mol}\]
	\[m = Mn\]
\[m\]	\[2,016\mathrm{g/mol} \cdot 1\mathrm{mol} = 2,016\mathrm{g}\]		\[32,00\mathrm{g/mol} \cdot 0,5\mathrm{mol} = 16,00\mathrm{g}\]		\[18,016\mathrm{g/mol} \cdot 1\mathrm{mol} = 18,016\mathrm{g}\]
\[m_\mathrm{tot}\]	\[= 18,016\mathrm{g}\]				\[= 18,016\mathrm{g}\]

Lägg märke till att reaktanternas totala massa är exakt lika stor som produkternas totala massa!

Förbränning av metangas

Metangas produceras av metanogena bakterier på botten av en sjö bubblar upp även på vintern. Därför kan man göra ett hål i isen och sätta fyr på metangasen...

Man måste veta två saker:

Vilka ämnen reagerar?
Vilka ämnen bildas?

Ordformel

metan + syre → koldioxid + vatten

Kemisk formel

CH₄ + O₂ ↛ CO₂ + H₂O

Men att massan bevaras betyder att inga atomer försvinner eller nybildas vid reaktionen.

Alltså: Vi måste ha samma antal atomer både till vänster & till höger om pilen!

Just nu är det 4 väteatomer till vänster om pilen, men bara två till höger.

Vi sätter in koefficienter så att vätena stämmer.

CH₄ + O₂ ↛ CO₂ + 2H₂O

Nu är det 2 syreatomer till vänster, men sammanlagt 4 till höger.

Vi sätter in koefficient så att syrena stämmer.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Metan + syrgas → koldioxid + vatten.

Tabelldags! 😊

CH₄	+	2O₂	→	CO₂	+	2H₂O
1 molekyl		2 molekyler		1 molekyl		2 molekyler
1 par		2 par		1 par		2 par
1 dussin		2 dussin		1 dussin		2 dussin
1 mol		2mol		1 mol		2 mol
3,45 mol		6,90 mol		3,45 mol		6,90 mol

Massan bevaras i förbränningen

	CH₄	+	2O₂	→	CO₂	+	2H₂O
\[n\]	\[1\mathrm{mol}\]		\[2\mathrm{mol}\]		\[1\mathrm{mol}\]		\[2\mathrm{mol}\]
	\[m = Mn\]
\[m\]	\[16\mathrm{g/mol} \cdot 1\mathrm{mol} = 16\mathrm{g}\]		\[32\mathrm{g/mol} \cdot 2\mathrm{mol} = 64\mathrm{g}\]		\[44\mathrm{g/mol} \cdot 1\mathrm{mol} = 44\mathrm{g}\]		\[18\mathrm{g/mol} \cdot 2\mathrm{mol} = 36\mathrm{g}\]
\[m_\mathrm{tot}\]	\[= 80\mathrm{g}\]				\[= 80\mathrm{g}\]

Lägg märke till: Massorna stämmer här med (samma massa både till höger och till vänster om reaktionspilen)!

Magnus Ehingers undervisning