Стехіометрія. Приклад 2.

Глюкоза реагує з оксигеном
з утворенням

діоксиду карбону та води.

Яка маса оксигену в грамах
необхідна для

повної реакції 25 грам
глюкози?

А також, яка маса
діоксиду карбону

та води утвориться?

Спочатку напишемо реакцію.

Глюкоза реагує з
оксигеном і дає нам

діоксид карбону та воду.

Тож глюкоза, C6H12O6 реагує
з оксигеном в молекулярній формі--

тут є два атоми.

-

Продукти реакції це
діоксид карбону та вода.

-

Ви впізнаєте?

Це стехіометрична задача.

Яка каже, що ми маємо
25 грам глюкози.

Скільки оксигену необхідно
для повної

реакції з глюкозою?

І тоді скільки діоксиду
карбону, скільки грам води

буде утворено?

Це все задача стехіометрії.

Якщо ви пам'ятаєте з останнього
відео, першим ділом

необхідно запевнитися,

що рівняння урівняно.

Переконаємося в цьому.

Ліворуч-- завжди краще розпочинати
з найбільш

складних молекул,
а простіші молекули

залишати на останок,бо їх
найлегше

урівняти.

Ліворуч я маю 6
карбонів.

В лівій стороні рівняння.

Праворуч я маю тільки
1 карбон.

Тож перемножимо
це на 6.

Тепер я маю 6 карбонів
з обох сторін рівняння.

Перейдемо до гідрогенів.

Я маю 12 гідрогенів
в лівій стороні

рівняння.

12 атомів є в
молекулі глюкози.

Скільки я маю
в правій стороні рівняння?

Тільки 12 гідрогенів.

Тож перемножимо
це на 6.

Я не заплутався з карбонами,
тож я не буду

нічого змінювати--
тепер я маю 12 гідрогенів

з обох сторін рівняння.

12 тут, 12 тут.

І тепер я можу урівняти
оксиген.

Я залишив його наостанок,
бо маю тільки

молекулу оксигену тут.

Це найлегше урівняти.

Скільки оксигенів я маю
праворуч?

Я маю 6 на 2.

Я маю 12 оксигенів.

А також я маю 6 оксигенів
тут.

Тож плюс 6 оксигенів.

Я маю 18 оксигенів в правій стороні
рівняння.

Тож мені потрібно мати
18 оксигенів в

лівій стороні рівняння.

Скільки я маю зараз?

Я маю 6 оксигенів.

Мені необхідно 12.

Так?

Це останній елемент.

Я не хочу писати коефіцієнт
тут.

Він змінить все.

Я поставлю коефіцієнт тут.

Це збалансує наше рівняння.

Я маю 18 праворуч.

Я вже маю 6 тут.

Я хочу мати 12 тут.

Тож помножу це на 6.

І тепер все повинно працювати.

Я маю 6 карбонів
з обох сторін.

Я маю 12 гідрогенів
з обох сторін.

Я маю 18 оксигенів.

6 тут, 12 тут.

12 тут, 6 тут.

Я маю 18 оксигенів з обох
сторін рівняння.

Тепер, я порахую

скільки моль реагентів

ми маємо.

У нас є 25.0 грам глюкози.

Порахуємо скільки моль на грам,
або скільки

грам на моль є
в молекулі глюкози.

Ми маємо справу з
карбонами та оксигенами,

та гідрогенами, тож
подивимося

на атомну масу всіх
цих елементів.

Тож карбони, гідрогени,
оксигени є дуже поширені.

В той же час ви можете
пригадати

їх атомну вагу.

Я хочу подякувати особі,
чию періодичну

таблицю я використовую.

Ле Ван Хан Цедрік.

Я взяв її з Вікімедії.

Вона є ліцензійною.

Тож я хочу відзначити особу,
що зробила

цю періодичну таблицю.

Ми маємо оксиген.

Він має атомну вагу
15.9999.

Переважно дано як 16.

Проте я запишу її так.

Тож оксиген є 15.999.

Порахуємо карбон,

та гідроген.

-

Повернемося до періодичної
системи.

Ми маємо карбон, його атомна
маса 12.011.

Та гідроген 1.0079.

Візьмемо карбон 12.011.

Тож карбон 12.011.

І тоді гідроген--
пам'ятаєте атомна вага

всіх виміряних ізотопів

на землі-- є 1.0079.

1.00- що це було?

Один нуль чи два нулі?

Це було два нулі.

1.0079.

Яка ж атомна вага глюкози,
враховуючи ці дані?

Яка атомна вага глюкози?

Я прокручу це.

Атомна вага глюкози
C6H12O6, буде

рівною 12.011 на 6.

6 на 12.011.

Плюс 12 гідрогенів.

Щоб спростити розрахунки
зробимо

це 16.

це 12, а це 1.

Це зробить наші підрахунки
значно легшими.

Зробимо це так.

Проясню це.

Тож атомна вага
глюкози є 6 на

атомну масу карбону.

6 на 12.

6 на 12.

Плюс 12 на атомну вагу
гідрогену.

Плюс 1 на 12, або
я маю написати 12 на 1,

щоб бути послідовним.

12 на 1.

Плюс 6 на атомну масу
оксигену.

Плюс 6 на 16.

Що це буде?

Це дорівнюватиме 72
плюс 12.

Плюс, 6 на 16
буде 60 плюс 36.

Разом 96.

І це буде--
я підрахую це--72.

Плюс 12, плюс 96,
дорінюватиме 180.

Тож атомна вага
глюкози, дорівнюватиме 180.

Почнемо вирішувати завдання.

Ми маємо 25 грам глюкози.

Грами C6H12O6.

Ми напишемо це в молях.

Тож ми скоротимо грами.
Нам потрібні грами в

в знаменнику.

Так?

Це чисельник.

Якщо ми поділимо на цей елемент,
то зможемо скоротити це.

Якщо ми хочемо грами C6H12O6,
або грами

глюкози в знаменнику.

Ми маємо молі глюкози в чисельнику.

Тому ми зможемо

скоротити їх, і залишитися без
молей.

Тож скільки буде грам на моль?

Просто порахуємо.

Атомна вага є 180.

Тож 180.

Враховуючи число Авогадро,

я буду мати 180 грам
на моль.

Ця інформація дасть нам змогу
підрахувати атомну

вагу глюкози.

Тож зобразимо
цей підрахунок.

Цей елемент
скоротиться з цим.

Тож ми маємо
25 на 1, поділене на 180.

Це дорівнює 25
на 180.

Все, що залишиться

це молі C6H12O6
або глюкоза.

І що буде 25
поділене на 180?

Слід сказати 25.0 ми
знаємо, що ми маємо

3 важливі знаки тут.

Я не хочу вдаватися в деталі

про важливі знаки.

Де-коли я
не розумію це.

Спочатку мені було незрозуміло
про вагу.

Проте я намагався
зрозуміти це.

Тож 25 поділене на 180
дорівнює 0.139.

Тож ми маємо 0.139 моль

глюкози.

Тепер підрахуємо
скільки моль оксигену--

перший крок на потрібно
підрахувати для кожного моля глюкози,

скільки моль
оксигену?

І нам це відомо.

це 1 до 6.

Запишемо це.

І це скаже нам скільки моль
оксигену

нам необхідно.

І, запам'ятайте, ми хочемо
позбавитися від цих моль глюкози.

Тож запишемо це у знаменнику.

-

Тож необхідні молі глюкози.

Для кожного 1 моля глюкози,
ми підрахували,

згідно урівняного рівняння,

нам потрібно 6 моль
оксигену.

Нам потрібно 6 моль
O2.

Що ми одержимо тут?

Ми скоротили молі глюкози

з молями глюкози.

А потім перемножили
6 на 0.139.

Тож отримаємо
0.833.

Нам треба 0,
а маємо 0.833

моль оксигену.

Ми знаємо скільки моль
оксигену

необхідно, молекулярного
оксигену.

Тепер підрахуємо
скільки грам є.

Напишу це тут.

Ми маємо 0.833 молей
молекулярного оксигену.

Помножимо це.

Ми хочемо перевести
це у грами.

Переведемо молі O2
знаменнику.

-

Поставимо грами O2
в чисельник.

Скільки грам O2
буде на моль?

Ми знаємо атомна маса
оксигену 16.

Атомна вага молекулярного
оксигену, де ви

маєте таких атома,
дорівнюватиме 16 на 2.

Це буде 32.

Тож 32 грами на моль.

Зобразимо підрахунок,

молі O2 в чисельнику
скоротяться з молями O2

в знаменнику.

Ми будемо мати 0.833 на
32, що дорівнює 26--

та сімдесятих.

Це рівне 26.7 грам
O2.

Грам O2, я напишу це

тим самим кольором.

Тож ми закінчили
одну частину завдання.

Ми маємо ще дві
частини.

Якщо ми повернемося до проблеми,
то побачимо, що ми вже порахували,

то яка маса кисню, необхідна

для проходження реакції?

Ми зробили цю частину, тож
відзначимо це.

Ми зробили першу частину.

Проте було також запитання,
яка маса діоксиду карбону та

води утворилася?

Тож тепер нам треба порахувати
діоксид карбону та воду.

Повернемося назад тепер.

Ми знаємо, що в нас є
0.139 моль глюкози.

Ми порахували це
в першій частині.

Тож 0.139 моль глюкози.

Спочатку зробимо
діоксид карбону. Ми знаємо, що

для кожного моля глюкози,
нам треба отримати 6 моль

діоксиду карбону.

Ми бачимо це тут.

Тут він є тільки один.

Для кожного моля глюкози,
ми отримаємо 6 моль

діоскиду карбону.

Запишемо це тут.

Тож для кожного однго моля
глюкози, утвориться

6 моль CO2.

Це ми отримали з рівняння.

Я записав це так, замість
одного на 6,

бо хотів скоротити це з
молями глюкози.

Молі глюкози в чисельнику,
моль глюкози

в знаменнику.

Це можна скоротити.

І це буде дорівнювати
6 на 0.139

моль CO2.

-

Ми знаємо це.

Ми помножили 6
на 0.139.

Це дорівнюватиме 0.833 моль
CO2.

Ми вже підрахували це.

Ми не будемо пропускати
багато кроків--

проте ми можемо
бачити для кожного одного моля глюкози,

6 моль, 6 моль цього,
6 моль цього.

Тому ми маємо 0.833 моль
оксигену.

Ми також отримуємо 0.833
моль діоксиду карбону.

Тож ми зробили ту саму дію,

точно такий самий підрахунок.

Для кожного моля, що
пішов на реакцію, ми

маємо моль, що утворився.

Або кожен 6 з них, ви маєте
6 цього, 6 цього.

Тож ви будете мати,
ту саму логіку, я маю наувазі

ви можете зробити це
з водою.

Ви теж матимете
0.833 моль води, що утворилося.

Так?

Для кожного моля діоксиду карбону,

ви матимете моль води.

Тут є 6 для 6,
але співвідношення 1:1.

Таким чином.

Тепер підрахуємо скільки грам
це є.

Ми маємо тут саму кількість моль
карбону діоксиду та

ту саму кількість
моль води.

Проте вони матимуть
різну кількість грам. Тож

справжне число молекул
є те саме, проте маса

цих молекул буде іншою.

Тож яка атомна вага
діоксиду карбону?

Нагадайте собі.

Карбон має атомну вагу
12, оксиген 16.

Разом буде 12 плюс 16
помножити на 2, що дорівнює

12 плюс 32,
що дорівнює 44.

Якщо ми розпочнемо з 0.833
моль карбону діоксиду,

що утворився, ми підрахуємо
скільки грам на моль-

ми поставимо в знаменник,

що скоротити
з цим.

Тоді ми маємо
грами діоксиду карбону.

Ми знаємо атомна вага
діоксиду карбону 44.

Це означає, що там
є 44 грами. Якщо б ми мали

моль діоксиду карбону,
6.022 на 10 на 23

молекули діоксиду карбону.

Це буде 44 на 0.833,

що ми отримаємо?

0.833 на 44 дорівнює
36.7.

36.7 грами CO2 буде
одержано.

Ми майже закінчили.

Нам потрібно просто порахувати
скільки грам води буде

отримано.

Ми знаємо, що це та саме
число моль, проте

скільки грам це є?

Тож атомна вага води буде
2 на 1, так?

Тому що ми маємо
2 гідрогени.

Плюс 16.

Це дорівнює 18.

Якщо ми почнемо з
0.833 молей, або

отримаємо 0.833 молей
води, скільки

грам на моль
ми отримаємо?

Тож 1 моль H2O

в знаменнику ми
скоротимо з чисельником.

1 моль H2O має масу
18 грам. Або 18 грам H2O

для кожного моля H2O.

Це скоротиться з цим
і ми отримаємо

18 на 0.833
дорінює 14.994.

Ми можемо заокруглити
до 15.0.

Тож ми маємо 15.0 грам
води, що утвориться.

Ми зробили це!

Зробили!

Ми порахували, що якщо
ми почнемо з 25 грам

глюкози, як я казав
на початку,

то нам буде необхідно
26.7 грам оксигену

для реакції, ми отримаємо
36.7 грам

діоксиду карбону та
15 грам води.