Калькулятор стехиометрии
Введите химическое уравнение, укажите количество одного или нескольких реагентов и мгновенно увидьте уравненное уравнение, лимитирующий реагент, теоретический выход каждого продукта (в молях и граммах), остаток избыточного реагента и — если ввести фактический выход — процентный выход. Каждое количество можно задать в граммах, молях или как раствор в виде молярность × объём.
Химическое уравнение
Количества реагентов
Оставьте реагент пустым, чтобы считать его незаданным — он не будет использоваться для поиска лимитирующего реагента.
Результаты
Лимитирующий реагент заканчивается первым. Его моли ÷ коэффициент дают степень протекания реакции ξ; выход каждого продукта равен ξ × его коэффициент, а каждый израсходованный реагент равен ξ × его коэффициент.
Количества обновляют результаты в реальном времени. Для каждого реагента используйте граммы, моли или молярность × объём раствора.
О калькуляторе стехиометрии
Стехиометрия — сердце количественной химии: она использует целочисленные соотношения уравненного уравнения, чтобы связать количества реагентов и продуктов. Этот калькулятор выполняет весь рабочий процесс в одном месте. Сначала он уравнивает введённое вами уравнение, используя точную арифметику, чтобы коэффициенты всегда были наименьшими правильными целыми числами. Затем из заданного для каждого реагента количества — в граммах, в молях или как молярность раствора, умноженная на его объём — он переводит всё в моли и находит лимитирующий реагент, тот, что заканчивается первым и потому ограничивает, сколько продукта может образоваться. Он сообщает степень протекания реакции ξ (сколько «единиц» реакции происходит), теоретический выход каждого продукта в молях и граммах, а также сколько остаётся каждого избыточного реагента после расходования лимитирующего. Наконец, если вы взвесите свой реальный продукт и введёте этот фактический выход, он рассчитает процентный выход, чтобы вы могли оценить эффективность реакции. Идеально подходит для домашних заданий по химии, подготовки к лабораторным работам и проверки отчётов, а также для понимания, почему реакция останавливается там, где останавливается.
Как пользоваться этим калькулятором
- 1 Введите химическое уравнение (или нажмите на пример) — оно уравнивается автоматически и показывается с коэффициентами.
- 2 Для каждого реагента выберите граммы, моли или раствор (молярность × объём) и введите количество; оставьте реагент пустым, чтобы пропустить его.
- 3 Прочитайте лимитирующий реагент, теоретический выход каждого продукта в молях и граммах и остаток избытка — затем введите фактический выход, чтобы получить процентный выход.
Как работает стехиометрия
Каждое уравненное уравнение — это рецепт, записанный в мольных соотношениях. Шаги такие: 1. Уравнять уравнение, чтобы атомы сохранялись (напр. N2 + 3 H2 → 2 NH3). 2. Перевести каждое заданное количество в моли. Граммы становятся молями делением на молярную массу; раствор становится молями умножением молярности (mol/L) на объём (L); моли используются как есть. 3. Для каждого заданного реагента разделите его моли на его коэффициент. Наименьшее из этих отношений — степень протекания ξ, а реагент, давший его, — лимитирующий реагент, он заканчивается первым. 4. Умножьте ξ на коэффициент каждого продукта, чтобы получить теоретический выход в молях, затем на молярную массу продукта, чтобы получить граммы. 5. Для каждого другого реагента израсходованное количество равно ξ × его коэффициент; то, что остаётся, — избыток. Например, смешав 4 g H2 с 32 g O2 в 2 H2 + O2 → 2 H2O, получим H2 = 1,984 mol (÷2 = 0,992) и O2 = 1 mol (÷1 = 1), значит H2 — лимитирующий, ξ ≈ 0,992, и образуется около 1,98 mol (≈ 35,7 g) воды, при этом немного O2 остаётся.
Часто задаваемые вопросы
Что такое лимитирующий реагент?
Лимитирующий реагент — это реагент, который расходуется полностью первым, что ограничивает, сколько продукта может образоваться. Чтобы найти его, переведите каждый реагент в моли и разделите на его коэффициент в уравненном уравнении; реагент с наименьшим результатом — лимитирующий. Остальные находятся в избытке, то есть после остановки реакции их часть остаётся. Этот калькулятор автоматически выделяет лимитирующий реагент и показывает, сколько остаётся каждого избыточного реагента.
Как рассчитать теоретический выход?
Теоретический выход — это максимальное количество продукта, которое может образовать реакция, заданное лимитирующим реагентом. Найдите степень протекания ξ (моли лимитирующего реагента, делённые на его коэффициент), затем умножьте ξ на коэффициент продукта, чтобы получить моли продукта, и на молярную массу продукта, чтобы получить граммы. Этот калькулятор сразу сообщает теоретический выход каждого продукта в молях и граммах.
В чём разница между теоретическим и процентным выходом?
Теоретический выход — это максимальный продукт, предсказанный уравненным уравнением и лимитирующим реагентом, то, что вы получили бы при идеальной реакции. Процентный выход сравнивает то, что вы фактически получили, с этим максимумом: процентный выход = фактический ÷ теоретический × 100. Высокий процентный выход означает эффективную реакцию. Выходы выше 100% возможны, когда продукт загрязнён или ещё влажный, поэтому здесь значение не ограничивается.
Можно ли использовать молярность и объём вместо граммов?
Да. Выберите «Раствор (M × L)» для любого реагента и введите его молярность в mol/L и его объём в литрах; моли равны молярность × объём. Режимы можно свободно смешивать — например, один реагент в граммах, а другой как раствор. Калькулятор переводит всё в моли перед поиском лимитирующего реагента и выходов.
Связанные инструменты
Завершите свой химический рабочий процесс на UnitConv: уравняйте любую реакцию с помощью уравнивания химических уравнений, найдите молярную массу любого соединения с помощью калькулятора молярной массы и молей и оцените эффективность реакции с помощью калькулятора процентной ошибки и процентного выхода.