🧮 Výpočty z chemických rovnic

Jako recept

O čem to je

Recept na bábovku: 2 vejce + 1 hrnek mouky = 1 bábovka. Kolik vajec potřebuješ na 3 bábovky? Šest. Tohle počítání umíš odmalička.

Chemická rovnice je přesně takový recept. Továrna podle ní spočítá, kolik suroviny koupit, a lékárník, kolik látky odvážit. Naučíš se to stejně jako s bábovkou.

Nové pojmy

Chemická rovniceZápis reakce. Vlevo od šipky výchozí látky, vpravo vzniklé.2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
Reaktanty a produktyReaktanty = látky, které do reakce vstupují (vlevo). Produkty = látky, které vznikají (vpravo).
Stechiometrický koeficientČíslo před vzorcem. Říká, v jakém poměru látky reagují. Jednička se nepíše.V 2 H₂ + O₂ jsou koeficienty 2 a 1.
MolChemické „balení“ částic: 1 mol = 6,022 · 10²³ částic. Hmotnost 1 molu je molární hmotnost M (g/mol), sečteš ji z tabulky.M(H₂O) = 18 g/mol

Rovnice jako recept

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O čti: 2 moly vodíku + 1 mol kyslíku dají 2 moly vody. Koeficienty jsou poměr molů, stejně jako v receptu poměr vajec a mouky.

Kolik molů vody vznikne ze 3 molů H₂?
Recept: 2 mol H₂ → 2 mol H₂O, tedy poměr 1 : 1. Ze 3 mol H₂ vzniknou 3 mol H₂O.
N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃. Kolik molů NH₃ vznikne z 6 mol H₂?
Poměr H₂ : NH₃ = 3 : 2. 6 mol H₂ je dvakrát „recept“ → 2 · 2 = 4 mol NH₃.

Doplň podle rovnice N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃. Hledej poměr koeficientů.

Ale na váze máme gramy

Recept je v molech, váha ukazuje gramy. Potřebujeme převod: n = m / M (moly = gramy děleno molární hmotností).

Kolik gramů vody vznikne spálením 4 g vodíku?
n(H₂) = 4 / 2 = 2 mol. Poměr H₂ : H₂O = 1 : 1 → 2 mol vody. m = 2 · 18 = 36 g.
Limitující reaktantSurovina, která dojde první a tím reakci ukončí. Ostatní zůstanou v přebytku.Máš 10 vajec a 1 hrnek mouky → upečeš jen 1 bábovku. Mouka je „limitující“.
✗2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, takže 2 g vodíku + 1 g kyslíku dají 2 g vody.
✓Koeficienty jsou poměr molů, ne gramů: 4 g H₂ + 32 g O₂ → 36 g H₂O.

Molekuly mají různou hmotnost (H₂ 2 g/mol, O₂ 32 g/mol). Gramy musíš nejdřív převést na moly.

Koeficienty v rovnici = poměr molů. Gramy převeď na moly (n = m / M), použij poměr a převeď zpět.

Postup

O čem to je

Vápenka pálí vápenec na pálené vápno. Kolik vápna dostane z tuny kamene? Chemik to spočítá dřív, než zapálí pec – stačí rovnice a čtyři kroky.

Tenhle postup funguje u všech úloh „kolik vznikne“ nebo „kolik je potřeba“.

Nové pojmy

Vyčíslení rovniceDoplnění koeficientů tak, aby bylo vlevo i vpravo stejně atomů každého prvku. Atomy se při reakci nevytvářejí ani neztrácejí.H₂ + O₂ → H₂O nesedí (2 O vlevo, 1 vpravo). Vyčísleno: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O.
Stechiometrický koeficientČíslo před vzorcem v rovnici. Udává poměr látkových množství (molů) reagujících látek.
Látkové množství nMnožství látky v molech. n = m / M, kde M je molární hmotnost (g/mol) z periodické tabulky.
Molární objem VₘObjem 1 molu plynu; za normálních podmínek asi 22,4 dm³/mol. n = V / Vₘ.

Čtyři kroky

Vyčísli rovnici.
Zadanou látku převeď na moly: n = m / M (nebo n = V / Vₘ).
Podle poměru koeficientů spočítej moly hledané látky.
Moly převeď na hledanou veličinu: m = n · M (nebo V = n · Vₘ).
Kolik gramů CaO vznikne z 50 g CaCO₃? (M(CaCO₃) = 100, M(CaO) = 56 g/mol)
1) CaCO₃ → CaO + CO₂ (je vyčísleno). 2) n(CaCO₃) = 50 / 100 = 0,5 mol. 3) Poměr 1 : 1 → n(CaO) = 0,5 mol. 4) m(CaO) = 0,5 · 56 = 28 g.
Kolik dm³ H₂ (norm. podm.) vznikne z 6,5 g zinku? Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂, M(Zn) = 65 g/mol
1) Vyčísleno. 2) n(Zn) = 6,5 / 65 = 0,1 mol. 3) Poměr Zn : H₂ = 1 : 1 → n(H₂) = 0,1 mol. 4) V = 0,1 · 22,4 = 2,24 dm³.
Kolik gramů Mg je třeba na 20 g MgO? 2 Mg + O₂ → 2 MgO, M(Mg) = 24, M(MgO) = 40
2) n(MgO) = 20 / 40 = 0,5 mol. 3) Poměr Mg : MgO = 2 : 2 = 1 : 1 → n(Mg) = 0,5 mol. 4) m = 0,5 · 24 = 12 g.

Když suroviny nejsou v poměru

Limitující reaktantReaktant, který se spotřebuje jako první. Určuje, kolik produktu vznikne. Ostatní jsou v přebytku.
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Máš 3 mol H₂ a 3 mol O₂. Co je limitující?
Na 3 mol H₂ stačí 1,5 mol O₂. Kyslíku je 3 mol – víc než dost. Dřív dojde vodík → limitující. Vznikne 3 mol H₂O, 1,5 mol O₂ zbude.

Ověř si kroky: doplň chybějící čísla v úloze C + O₂ → CO₂ s 24 g uhlíku (M(C) = 12).

✗Hmotnost produktu spočítám přímo z poměru koeficientů: z 50 g CaCO₃ vznikne 50 g CaO.
✓Přes moly: 50 g CaCO₃ = 0,5 mol → 0,5 mol CaO = 28 g.

Koeficienty říkají poměr molů. Hmotnosti se liší, protože každá látka má jinou molární hmotnost.

Vyčísli → převeď na moly → poměr koeficientů → převeď zpět. Gramy se nikdy neporovnávají přímo, jen moly.
🧃Složení roztoků💥Typy chemických reakcí