Розрахунки за хімічними рівняннями
Хімія
Загальна хімія
Основні поняття, закони й теорії хімії
Розрахунки за хімічними рівняннями
Розрахунок кількості речовини реагентів і продуктів реакції
Задача. Яка кількість речовини водню вступить у реакцію з 2 моль азоту? Яка кількість речовини амоніаку при цьому утвориться?
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції, зрівнюємо його:
.
2) Коефіцієнти в даному рівнянні показують співвідношення кількості речовин реагентів і продуктів реакції, тобто з 1 моль азоту реагують 3 моль
3) Для розв’язання задачі можна використати пропорцію:
за рівнянням 1 моль
– 3 моль 
;за даними задачі 2 моль
– x моль 
.звідси
моль 
.4) Аналогічно розрахуємо кількість речовини амоніаку:
за рівнянням 1 моль
– 2 моль 
;за даними задачі 2 моль
– x моль 
.Звідси
.Відповідь:
моль; 
моль.Задача. У реакцію з воднем вступають 14 г азоту. Визначте масу і кількість речовини амоніаку, що утворився.
Розв’язання
1) Як завжди, записуємо рівняння реакції:
.2) Переводимо масу азоту в молі за формулою
; 
г/моль;
(моль).3) Тепер визначимо кількість речовини амоніаку:
за рівнянням 1 моль
– 2 моль 
;за даними 0,5 моль
– x моль 
.Звідси
моль 
.4) Визначимо масу цієї кількості амоніаку:
; 
г/моль;
(г).Відповідь:
г, 
моль.Розрахунки з використанням об’ємів газів
Задача. Який об’єм азоту (н. у.) необхідний для утворення 3 моль 
?
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) Знаходимо кількість речовини азоту:
за рівнянням 1 моль 
– 2 моль 
;
за даними задачі x моль 
– 3 моль 
.
Звідси 
моль 
.
3) Переводимо кількість речовини в об’єм за формулою 
(оскільки об’єм азоту визначається за н. у., у розрахунках можна використовувати молярний об’єм газу, тобто 22,4 л/моль):
(л).
Відповідь: 
л.
Задача. Ускладнимо попередню задачу. Яку масу азоту та який об’єм водню потрібно взяти для добування 11,2 л амоніаку (н. у.)?
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) Об’єм водню можна розрахувати:
а) за законом об’ємних відношень:
; 
;
б) знаходимо кількість речовини амоніаку:
; 
(моль);
знаходимо кількість речовини водню:
за рівнянням 3 моль 
– 2 моль 
;
за даними x моль 
– 0,5 моль 
.
Звідси 
(моль).
Переходимо від кількості речовини до її об’єму:
; 
(л).
3) Знаходимо кількість речовини азоту. Для цього використаємо вже обчислену кількість речовини амоніаку:
за рівнянням 1 моль 
– 2 моль 
;
за даними x моль 
– 0,5 моль 
.
Звідси 
(моль).
4) Переходимо від кількості речовини азоту до її маси:
; 
г/моль;
(г).
Відповідь: 
г, 
л.
Розрахункові задачі на надлишок одного з реагентів
Реагенти цілком вступають у реакцію тільки в тому випадку, якщо вони взяті в еквімолярних відношеннях. Часто кількість речовини одного з реагентів перевищує кількість, необхідну для повної взаємодії з іншим реагентом, тобто він узятий у надлишку. У такому випадку іншого реагенту недостатньо, тобто він узятий у недостачі.
Задача. Яку масу сульфур(VI) оксиду можна одержати з 10 г сульфур(IV) оксиду і 5,6 л кисню (н. у.)?
Розв’язання
1) Запишемо рівняння реакції:
2) Приймемо, що маса (об’єм) одного з реагентів невідома, тобто дорівнює y. Нехай це буде маса сульфур(IV) оксиду. Складемо пропорцію й обчислимо масу сульфур(IV) оксиду за відомим об’ємом кисню:
;
(г).
3) Маса сульфур(IV) оксиду (32 г), необхідна для взаємодії з даним об’ємом кисню (5,6 л), більше маси сульфур(IV) оксиду, даної в умові задачі (10 г). Отже, сульфур(IV) оксид надано у недостачі, а кисень – у надлишку.
4) Обчислення кінцевого продукту потрібно вести по недостачі (по сульфур(IV) оксиду). Обчислимо масу сульфур(VI) оксиду:
;
.
Відповідь: 
г.
Задача. Який об’єм амоніаку утвориться з 6 л водню і 4 л азоту? Який газ залишиться в надлишку? Знайдіть об’єм надлишку. (Усі об’єми газів дано при н. у.)
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) Керуючись законом Гей-Люссака, об’єми газів легко порівняти.
За рівнянням реакції: 
.
За даними задачі: 
.
Очевидно, що азот узятий у надлишку, а водень у недостачі. Об’єм отриманого амоніаку обчислюємо за воднем:
; 
.
3) Для визначення об’єму надлишку обчислюємо необхідний об’єм азоту, прийнявши його за y:
; 
.
Надлишковий об’єм азоту: 
.
Відповідь: 
, надлишковий об’єм азоту – 2 л.
Розрахункові задачі з урахуванням виходу продукту реакції
Вихід продукту реакції 
– це відношення маси (об’єму, кількості речовини) фактично отриманого продукту до максимально можливого, обчисленого за рівнянням реакції. Виражається в частках одиниці чи відсотках і обчислюється за формулою:
.
Задача. Яку масу сульфатної кислоти можна одержати з 40 г сульфур(VI) оксиду, якщо вихід реакції 80 % (0,8)?
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) Знайдемо кількість речовини сульфур(VI) оксиду:
; 
;
.
3) Відповідно до рівняння реакції:
моль.
4) Визначимо, яку масу мають 0,5 моль сульфатної кислоти:
; 
;
(г).
Масу продукту реакції, обчислену без обліку втрат за рівнянням реакції, називають теоретичним виходом 
. Він завжди дорівнює 100 %.
5) Обчислимо практично отриману масу сульфатної кислоти 
, чи практичний вихід:
, 
.
Практично отримана маса повинна бути меншою за масу, обчислену за рівнянням реакції: 39,2 г < 49 г.
Відповідь: 
г.
Задача. Яку масу сульфур(VI) оксиду необхідно взяти для одержання 73,5 г сульфатної кислоти, якщо вихід реакції 75 %?
Розв’язання
У задачі дано масу сульфатної кислоти, яку треба одержати фактично. Використовувати практичні дані для розрахунків за хімічними рівняннями не можна, необхідно перейти до теоретичних даних.
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) За 
розраховуємо масу сульфатної кислоти, необхідну для теоретичних розрахунків 
:
,
.
3) Визначимо кількість речовини сульфатної кислоти:
; 
;
.
4) За рівнянням реакції кількості сульфатної кислоти й сульфур(VI) оксиду рівні, отже, 
.
5) Знаходимо масу витраченого сульфур(VI) оксиду:
; 
; 
.
Відповідь: 
г.
Задача. Із сульфур(VI) оксиду масою 40 г було отримано 41,16 г сульфатної кислоти. Обчисліть вихід продукту реакції.
Розв’язання
1) Записуємо рівняння реакції:
.
2) Практично отримана маса сульфатної кислоти 
г. Для визначення виходу продукту реакції потрібна ще й теоретично обчислена маса.
3) Знайдемо кількість речовини сульфур(VI) оксиду:
; 
;
.
4) За рівнянням реакції кількості сульфатної кислоти й сульфур(VI) оксиду рівні, отже, 
.
5) Обчислимо масу сульфатної кислоти за рівнянням реакції 
:
; 
;
.
6) Знайдемо вихід продукту реакції:
; 
.
Відповідь: 
%.
