כימיה לבגרות/סטויכיומטריה/סטיוכומטריה בנפח (אצל גזים)

ריכוז מולרי של גזים

גז הוא חומר הנע באוויר, לכן, בכדי לשקול אותו צריך לדחוס אותו ולשנות את מצב צבירתו. פעולה זו קשה ודורשת הרבה מאוד זמן. לכן, הוחלט לשקול גז לפי לחץ וטמפרטורה אשר משפיעים על משקל הגז.
בדרך כלל, בודקים את טמפרטורת של חומר לפי הטמפרטורה והלחץ שנמצאים בחדר (הכי נוח), כלומר בישראל יבדקו על פי: בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס, בלחץ של 1 אטמוספרה.
אולם, התשובות ברחבי העולם יוצאות שונות, ולכן, המציאו את התנאים STP (תקן טמפרטורה ולחץ). כלומר בתנאים : אפס מעלות צליוס ובלחץ 1 אטמוספרה.

מדענים גילו (ואת הנתונים צריך לזכור לבגרות) ש:

• 1 מול של גז ב-STP תופס נפח של 22.4 ליטר/מל (נפח מולרי).
• 1 מול של גז בטמפרטורת החדר תופס 25 ליטר/מול.

מכאן, ניתן להסיק שבנפח זהה (באותם תנאים) יש מולים זהים!

הנוסחא לחישוב ריכוז גז : $V*n=V_1$ ( V₁ - נפח נתון).

סטויכיומטריה בנפח (אצל גזים)

שימוש בנוסחא : $n=\frac{V_1}{V_{m_{ole}}}$ ($V_1$ "נתון")

ניתן לקצר את השימוש בנוסחא כאשר תנאי החדר זהים, ולפיכך, $V$ מולרי זהה. כאשר :

1. בתנאי STP $V_m=22.4\frac{l}{mole}$
2. בתנאי החדר $V_m=25=\frac{l}{mole}$

דוגמא

בטמפרורת החדר לקחו 75 ליטר $H_2$, יחד עם $Cl$.

1. רשום את המשוואה (מאוזנת)
2. כמה מול של מגבים ותוצרים יש?

המשוואה

• $Cl,H$ הם גזים שאינם גזים אצילים, לכן, שניהם יופיעו כדו אטום.
• "נקשר" את $H,Cl$ באמצעות המנוסחא האמפירית. ל-$H$ יש אלקטרון אחד והוא זקוק לשבעה אלקטרונים, הקיימים, אצל $Cl$. מכאן שהתוצר הוא $HCl$.
• נאזן את המשוואה : $H_{2(g)}+C{l}_{2(g)}\to HC{l}_{(g)}$ ונקבל : $H_{2(g)}+C{l}_{2(g)}\to 2HC{l}_{(g)}$.

הפתרון

נתונים :

$H_{2(g)}+C{l}_{2(g)}\to 2HC{l}_{(g)}$
$2HCl$	$C{l}_2$	$H_2$
	75	75	$V_1$
25	25	25	$V_{mole}$
			$n$

נחשב $n$ של $H_2$ :
$\begin{array}{cc}& n=\frac{V_1}{V_m}\\ & n=\frac{75}{25}\\ & n_{H_2}=3\\ \end{array}$

$H_{2(g)}+C{l}_{2(g)}\to 2HC{l}_{(g)}$
$2HCl$	$C{l}_2$	$H_2$
		75	$V_1$
25	25	25	$V_{mole}$
	3	3	$n$

היחס בין מגיבים לתוצרים הוא $1:2$ ולכן $n_{HCl}=3*2=6$.

תשובה מילולית : מספר המולים של המגיבים הוא שלוש ומספר המולים של התוצרים שווה שש.