Un enginyer que dissenya un reactor no treballa amb molècules soltes, treballa amb tones. L'equació ajustada, per si sola, només informa d'una proporció de partícules: $1$ molècula de metà per cada $2$ d'oxigen. Convertir aquesta proporció abstracta en els quilograms que cal comprar o que sortiran per la xemeneia exigeix un pas intermedi imprescindible: el mol.
La massa molar: el pont entre la balança i el comptador de partícules
Si poses $12\text{ g}$ de carboni en una balança i $12\text{ g}$ de magnesi en una altra, totes dues marquen la mateixa massa, però com que un àtom de magnesi pesa el doble que un de carboni, el segon plat conté exactament la meitat d'àtoms: com podem comptar les partícules d'una substància simplement pesant-la?
Practica★☆☆Sense començar
L'equació igualada de la combustió del metà, $\text{CH}4 + 2\ \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2 + 2\ \text{H}2\text{O}$, també es pot llegir en mols. a) Quants mols…
L'equació igualada de la combustió del metà, $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$, també es pot llegir en mols.
a) Quants mols d'oxigen calen per cremar $3\ \text{mol}$ de metà?
b) Quants mols de diòxid de carboni i quants d'aigua es formen llavors?
La glucosa que utilitzen els teus músculs en fer esport té la fórmula $\text{C}6\text{H}{12}\text{O}6$. Calcula la seva massa molar i explica amb una frase què significa…
La glucosa que utilitzen els teus músculs en fer esport té la fórmula $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$. Calcula la seva massa molar i explica amb una frase què significa aquest valor (masses atòmiques: $\text{H} = 1\ \text{u}$; $\text{C} = 12\ \text{u}$; $\text{O} = 16\ \text{u}$).
En un matràs hi ha $0,5\ \text{mol}$ de diòxid de carboni. Sabent que la massa molar del $\text{CO}2$ és $44\ \text{g/mol}$, calcula la massa de gas que conté el matràs.
En un matràs hi ha $0,5\ \text{mol}$ de diòxid de carboni. Sabent que la massa molar del $\text{CO}_2$ és $44\ \text{g/mol}$, calcula la massa de gas que conté el matràs.
En una barbacoa es cremen $12\ \text{g}$ de carboni segons l'equació $\text{C} + \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2$. Calcula, passant pels mols, quina massa de diòxid de…
En una barbacoa es cremen $12\ \text{g}$ de carboni segons l'equació $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$. Calcula, passant pels mols, quina massa de diòxid de carboni es forma (masses atòmiques: $\text{C} = 12\ \text{u}$; $\text{O} = 16\ \text{u}$).
La caldera d'un habitatge crema $16\ \text{g}$ de metà segons l'equació $\text{CH}4 + 2\ \text{O}2 \rightarrow \text{CO}2 + 2\ \text{H}2\text{O}$. Calcula, passant pels…
La caldera d'un habitatge crema $16\ \text{g}$ de metà segons l'equació $\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$. Calcula, passant pels mols:
Quantitats industrials i matèries primeres impures
El mètode no canvia amb quantitats enormes: només cal vigilar les unitats. Però la matèria primera real gairebé mai és pura: una pedra calcària pot portar impureses que no reaccionen, i només la fracció pura compta per al càlcul estequiomètric.
Practica★★☆Sense començar
En un forn de calç es descomponen $100\ \text{g}$ de carbonat de calci segons l'equació $\text{CaCO}3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}2$. Calcula, passant pels mols,…
En un forn de calç es descomponen $100\ \text{g}$ de carbonat de calci segons l'equació $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$. Calcula, passant pels mols, la massa de calç viva ($\text{CaO}$) que s'obté (masses molars: $\text{CaCO}_3 = 100\ \text{g/mol}$; $\text{CaO} = 56\ \text{g/mol}$).
Una peça d'acer de $56\ \text{g}$ de ferro s'oxida completament segons l'equació $4\ \text{Fe} + 3\ \text{O}2 \rightarrow 2\ \text{Fe}2\text{O}3$. Calcula, passant pels…
Una peça d'acer de $56\ \text{g}$ de ferro s'oxida completament segons l'equació $4\ \text{Fe} + 3\ \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{Fe}_2\text{O}_3$. Calcula, passant pels mols, la massa d'òxid de ferro(III) que es forma (masses molars: $\text{Fe} = 56\ \text{g/mol}$; $\text{Fe}_2\text{O}_3 = 160\ \text{g/mol}$).
En un recipient es barregen $10\ \text{g}$ d'hidrogen amb $64\ \text{g}$ d'oxigen i es fa saltar l'espurna: $2\ \text{H}2 + \text{O}2 \rightarrow 2\ \text{H}2\text{O}$.…
En un recipient es barregen $10\ \text{g}$ d'hidrogen amb $64\ \text{g}$ d'oxigen i es fa saltar l'espurna: $2\ \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{H}_2\text{O}$. L'esquema resumeix les dades de l'experiment:
a) Calcula els mols de cada reactiu i dedueix quin està en excés.
b) Quina massa d'aigua es forma?
c) Quina massa del reactiu en excés queda sense reaccionar?
Torna al principi: Per cremar $1\text{ kg}$ de metà ($16\text{ g/mol}$, $62{,}5\text{ mol}$), la proporció $1:2$ exigeix $125\text{ mol}$ d'$\text{O}_2$ ($32\text{ g/mol}$): l'enginyer ha de subministrar exactament $4\text{ kg}$ d'oxigen per cada quilogram de gas.
Resum
A practicar! 8 exercicis de nivell mitjà en aquest apartat