Stechiometria i Roztwory

Witaj w aplikacji do nauki stechiometrii!

Ta aplikacja pomoże Ci przygotować się do matury z chemii w zakresie stechiometrii i roztworów.

Co znajdziesz w aplikacji:

Mol i masa molowa — podstawy obliczeń chemicznych
Obliczenia stechiometryczne — przeliczanie mas, moli i objętości
Wydajność reakcji — obliczenia z wydajnością i substratem w nadmiarze
Roztwory — stężenie procentowe, molowe, rozcieńczanie, mieszanie
Kalkulatory — interaktywne narzędzia do obliczeń
Quiz — zadania maturalne z rozwiązaniami krok po kroku

Kluczowe stałe

Stała	Wartość	Opis
N_A	6,022 · 10²³ mol^-1	Liczba Avogadra
V_m	22,4 dm³/mol	Objętość molowa gazu (warunki normalne)
R	8,314 J/(mol·K)	Stała gazowa
p₀	1013,25 hPa	Ciśnienie normalne
T₀	273,15 K (0°C)	Temperatura normalna

Mol — podstawowa jednostka ilości substancji

Mol to ilość substancji, która zawiera tyle cząstek (atomów, cząsteczek, jonów), ile jest atomów w 12 g izotopu węgla ¹²C, czyli 6,022 · 10²³ cząstek.

n = m / M

n — liczba moli, m — masa [g], M — masa molowa [g/mol]

Liczba cząstek

N = n · N_A

Objętość gazu (w.n.)

V = n · 22,4 dm³

Masa molowa

M = m / n

Masa

m = n · M

Masa molowa — jak ją obliczyć?

Masa molowa to masa jednego mola substancji. Jej wartość liczbowa jest równa masie atomowej (lub cząsteczkowej) wyrażonej w g/mol.

Przykłady

Substancja	Wzór	Obliczenie	M [g/mol]
Woda	H₂O	2·1 + 16	18
Kwas siarkowy	H₂SO₄	2·1 + 32 + 4·16	98
Chlorek sodu	NaCl	23 + 35,5	58,5
Glukoza	C₆H₁₂O₆	6·12 + 12·1 + 6·16	180
Wodorotlenek sodu	NaOH	23 + 16 + 1	40

Oblicz masę molową

Wzór sumaryczny

Obliczenia stechiometryczne

W równaniu chemicznym współczynniki stechiometryczne określają stosunki molowe reagentów.

a A + b B → c C + d D

n(A)/a = n(B)/b = n(C)/c = n(D)/d

Schemat obliczeń

Zapisz równanie reakcji i je uzgodnij

Oblicz liczbę moli substancji danej: n = m/M lub n = V/22,4

Ustal stosunek molowy z równania reakcji

Oblicz liczbę moli substancji szukanej

Przelicz na żądaną jednostkę: m = n·M lub V = n·22,4

Przykład — krok po kroku

Jaką objętość wodoru (w w.n.) otrzymamy z reakcji 4,6 g sodu z wodą?

Równanie: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

Mole Na: n(Na) = 4,6 g / 23 g/mol = 0,2 mol

Stosunek: 2 mol Na → 1 mol H₂, więc n(H₂) = 0,2/2 = 0,1 mol

Objętość: V = 0,1 mol · 22,4 dm³/mol = 2,24 dm³

Kalkulator stechiometryczny

Oblicz masę lub objętość produktu na podstawie masy substratu.

Masa substratu [g]

M substratu [g/mol]

Współczynnik substratu

Współczynnik produktu

M produktu [g/mol]

Produkt to gaz?

Wydajność reakcji

W praktyce reakcje rzadko przebiegają ze 100% wydajnością. Wydajność to stosunek rzeczywistej ilości produktu do ilości teoretycznej.

W = (m_rzeczywista / m_teoretyczna) · 100%

Masa rzeczywista produktu

m_rz = m_teor · W / 100

Masa teoretyczna

m_teor = m_rz / W · 100

Substrat w nadmiarze (reagent ograniczający)

Gdy substraty nie są w stosunku stechiometrycznym, jeden z nich jest reagentem ograniczającym — to on określa ilość produktu.

Oblicz mole obu substratów

Podziel liczbę moli przez współczynnik stechiometryczny

Mniejsza wartość → reagent ograniczający

Obliczaj dalej na podstawie reagenta ograniczającego

Kalkulator wydajności

Masa teoretyczna produktu [g]

Masa rzeczywista produktu [g]

Stężenie procentowe (masowe)

Stężenie procentowe to stosunek masy substancji rozpuszczonej do masy całego roztworu, wyrażony w procentach.

C_p = (m_s / m_r) · 100%

m_s — masa substancji, m_r — masa roztworu = m_s + m_rozp

Masa substancji

m_s = C_p · m_r / 100

Masa roztworu

m_r = m_s · 100 / C_p

Masa roztworu (z gęstością)

m_r = V · d

Masa rozpuszczalnika

m_rozp = m_r - m_s

Stężenie molowe

Stężenie molowe to liczba moli substancji rozpuszczonej w 1 dm³ roztworu.

C_M = n / V = m_s / (M · V)

C_M [mol/dm³], n [mol], V [dm³], m_s [g], M [g/mol]

Liczba moli

n = C_M · V

Objętość roztworu

V = n / C_M

Związek między stężeniami

C_M = (C_p · d · 10) / M

d — gęstość roztworu [g/cm³], M — masa molowa [g/mol]

Rozcieńczanie i zatężanie roztworów

Przy rozcieńczaniu (lub zatężaniu) masa substancji rozpuszczonej nie zmienia się:

m_s1 = m_s2 → C₁ · m_r1 = C₂ · m_r2

Dla stężenia molowego:

C_M1 · V₁ = C_M2 · V₂

Mieszanie roztworów — metoda krzyżowa

Przy mieszaniu dwóch roztworów o różnych stężeniach:

C₁·m₁ + C₂·m₂ = C₃·(m₁ + m₂)

Reguła krzyżowa (schemat)

C₁ (wyższe)		\|C₂ - C₃\| części roztworu o stęż. C₁
	✕
C₂ (niższe)		\|C₁ - C₃\| części roztworu o stęż. C₂

Uwaga: Jeśli mieszamy z czystą wodą, C₂ = 0%. Jeśli mieszamy z czystą substancją, C₁ = 100%.

Rozpuszczalność

Rozpuszczalność to maksymalna masa substancji, którą można rozpuścić w 100 g rozpuszczalnika w danej temperaturze.

R = (m_s / m_rozp) · 100 [g/100g H₂O]

Związek z stężeniem procentowym roztworu nasyconego:

C_p = R / (100 + R) · 100%

Kalkulator stężenia procentowego

Co obliczyć?

Masa substancji [g]

Masa roztworu [g]

Stężenie procentowe [%]

Kalkulator stężenia molowego

Co obliczyć?

Masa substancji [g]

Masa molowa [g/mol]

Objętość roztworu [dm³]

Stężenie molowe [mol/dm³]

Kalkulator rozcieńczania

C₁·V₁ = C₂·V₂ (lub C₁·m₁ = C₂·m₂ dla stęż. procentowego)

Stężenie początkowe

Objętość/masa początkowa

Stężenie końcowe

Objętość/masa końcowa

Wypełnij 3 z 4 pól. Puste pole zostanie obliczone.

Kalkulator mieszania roztworów

C₁ [%] (roztwór 1)

m₁ [g] (masa roztworu 1)

C₂ [%] (roztwór 2)

m₂ [g] (masa roztworu 2)

Quiz maturalny

Wynik: 0 / 0