這個計算器的用途
這款化學計量計算器能由某一反應物的質量,推算出化學反應會生成多少產物。它運用莫耳的概念:先把反應物質量換算成莫耳數,再依平衡方程式中的莫耳比例放大或縮小,最後用產物的莫耳質量換算回質量。任何已平衡的反應、任何一組「反應物—產物」組合都適用。
使用方法
請依序輸入:起始反應物的質量、該反應物的莫耳質量(g/mol)、平衡方程式中該反應物前的係數、你關心的產物前的係數,以及該產物的莫耳質量。計算器會回傳產物的理論質量,同時列出反應物與產物的莫耳數。
公式解析
核心關係式為:
$$m_{\text{prod}} = \frac{m_{\text{react}}}{M_{\text{react}}} \cdot \frac{c_{\text{prod}}}{c_{\text{react}}} \cdot M_{\text{prod}}$$
第一項算出反應物的莫耳數;接著乘上係數比例(\(c_{\text{prod}} \div c_{\text{react}}\)),也就是平衡方程式給出的化學計量莫耳比,將其換算為產物的莫耳數;最後乘上產物的莫耳質量,便把莫耳數換算回公克。
實例演算
以 \(2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{H}_2 + \text{O}_2\) 為例。若從 10 g 的水(\(MW = 18.015\ \text{g/mol}\))出發,會生成多少氫氣(\(MW = 2.016\ \text{g/mol}\))?水的莫耳數 $$= 10 \div 18.015 = 0.5551\ \text{mol}$$ \(\text{H}_2\) 與 \(\text{H}_2\text{O}\) 的莫耳比為 \(2 : 2 = 1\),因此 \(\text{H}_2\) 的莫耳數 \(= 0.5551\)。\(\text{H}_2\) 的質量 $$= 0.5551 \times 2.016 = 1.119\ \text{g}$$
常見問題
這算的是理論產量還是實際產量?這是理論(最大)產量,前提是反應物完全反應、且為限量反應物。實際產量通常較低。
係數從哪裡來?來自已平衡的化學方程式——也就是每個物種前面的數字。
可以用來處理限量反應物嗎?可以。只要以最先耗盡的反應物來計算,得到的就是該反應所能生成的產物上限。