Příklady z chemických rovnic

Z roztoku obsahující 1 g síranu alkalického kovu bylo nadbytkem chloridu barnatého vysráženo 1,3394 g síranu barnatého. Vypočítejte střední realativní atomovou hmotnost kovu.

M(BaSO₄) = 233,40 g⋅mol^-1

Nápověda

Řešení

Chemické rovnice

Chemické rovnice vyjadřují průběh chemické reakce. Kvalitativně i kvantitativně popisují chemické reakce. Látky účastnící se reakce vyjadřují kvalitu a stechiometrické koeficienty před vzorci vyjadřují kvantitu.

Příkladem reakce může být:

2 NaOH + H₂SO₄ → 2 H₂O + Na₂SO₄

Na levé straně od šipky jsou značkami prvků a vzorci zapsány reaktanty, tedy látky do reakce vstupující, a na pravé produkty, látky danou reakcí vznikající. Reaktanty a prudukty někdy souhrně označujeme reakční složky.

Reaktanty se dále rozdělují na substráty a činidla. Substráty jsou látky, jejichž přeměna nás zajímá a činidla látky potřebné k tomu, aby jejich interakcí se substrátem přeměna nastala. Chemická rovnice se spojuje šipkou směřující od reaktantů k produktům(→), pokud reaktanty zreagovaly za vzniku produktů. V případě, že se v soustavě ustaluje určitá rovnováha mezi výchozími látkami a produkty, se používají dvě šipky opačného směru\((\rightleftharpoons)\).

Před výpočtem je zapotřebí:

Reakci správně vyčíslit, aby platil zákon zachování hmotnosti (chemickou rovnici můžeme chápat jako grafické vyjádření zákona o zachování hmotnosti a zákona o zachování náboje, pokud je rovnice v iontovém tvaru). Potom lze na základě znalosti poměru stechiometrických koeficientů vyjádřit poměr látkových množství reakčních složek.
Zjistit molární hmotnosti látek, které potřebujeme k výpočtu.

Látkové množství vypočítáme ze vzorce:

\[\boldsymbol{\color{DarkRed} {n = \frac{m}{M}}} \tag{4.1}\]

Vysvětlivky k použitým značkám:

m...hmotnost [g]
n...látkové množství [mol]
M...molární motnost [g⋅mol^-1]

Neznámý kov označíme písmenem A.

m(A₂SO₄) = m₁ = 1 g

m(BaSO₄) = m₂ = 1,3994 g

M(BaSO₄) = M₂ = 233,40 g⋅mol^-1

Vyjádříme reakci chemickou rovnicí:

A₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2 ACl

Z vyčíslené rovnice vyplývá pro poměr reaktantu a produktu:

\[\frac{n(A_{2}SO_{4})}{n(BaSO_{4})}= \frac{1}{1}\]

Látkové množství vypočítáme ze vzorce(4.1):

\(\boldsymbol{\color{DarkRed} {n = \frac{m}{M}}}\)

Tedy po dosazení vzorce (4.1) do vztahu vyplývající z rovnice a vyjádření molární hmotnosti A₂SO₄ dostaneme:

\[M_{1}= \frac{m_{1} \cdot M_{2}}{m_2}= \frac{1 \cdot 233,40}{1,3394} ≈ 174,26 g \cdot mol^{-1}\]

Výpočtem jsme zjistili molární hmotnost A₂SO₄.

Relativní hmotnost je číselně rovna molární hmotnosti, relativní hmotnost A tedy získáme:

\[{A_{r}^{st}(A) = \frac{M_{r}^{st}(A_{2}SO_{4})-A_{r}^{st}(S)-(4\cdot A_{r}^{st}(O))}{2} =\frac{174,26-32,07-(4\cdot 16)}{2} ≈ \mathbf{{\color{DarkGreen}39,1}}}\]

Střední relativní atomová hmotnost kovu je 39,1. V tabulkách nalezneme, že se se jedná o draslík.