If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:19:20

Видео транскрипция

Казват ни, че метанолът, който се използва като гориво в състезателните коли и захранва клетките, може да бъде изграден от реакцията между въглероден оксид и водород. Това тук е метанолът. Дават ни 356 грама въглероден оксид. Имаме 356 грама въглероден оксид. И ни дават 65 грама водород, молекулен водород. Смесили са ги и са им позволили да образуват реакция. Питат: "Каква маса метанол може да бъде произведена?" И после казват: "Каква маса от излишен реактант остава, след като ограничаващият реактант е бил използван?" Това ти подсказва, че това е задача с ограничаващ реактант. Тоест имаме твърде много или твърде малко от един от тези два реактанта. Това тук са двата реактанта. Единият, от който имаме по-малко, е ограничаващият реактант, и той ще диктува колко продукт можем да произведем. А това, от което имаме повече, е излишният реактант. Но първо трябва да открием кой е ограничаващият и кой е излишният. Преди да направим това, трябва да проверим, както винаги, дали уравнението е изравнено. Нека проверим това. В лявата страна на това уравнение имаме 1 въглероден атом. Вдясно също имаме 1 въглероден атом. Дотук нещата изглеждат добре. Вляво имаме 1 кислороден атом, а вдясно имаме 1 кислороден атом. Дотук добре. Вляво имаме 4 водородни атома, 2 по 2. Вдясно имаме 4 водородни атома, 3 плюс 1. Дотук това е изравнено, така че можем да опитаме да открием кой е ограничаващият реактант. Начинът, по който правим това, е да намерим колко мола от всяко едно са ни дадени, а после да открием колко мола стехиометрично съотношение се изисква от тази реакция. Вече знаем това. Знаем, че за всеки два необходими мола водород на нас ни е нужен – можеш да видиш това от уравнението – 1 мол въглероден оксид. Това ни казва уравнението. Нека видим колко мола водород и колко мола въглероден оксид имаме. Първото място, от което да започнем – правили сме това няколко пъти – е от молекулното тегло на въглеродния оксид. Молекулното тегло на въглеродния оксид – нека запиша това тук – молекулно тегло за въглероден оксид. Това е въглерод, има молекулно тегло от 12 – добре е да запомниш това, въглеродът, кислородът и водородът се появяват доста често. И кислородът е 16. Това е равно на 28 – молекулно тегло от 28, което ни казва, че въглеродният оксид, ако искаме да го разгледаме по този начин – нека първо се заемем с въглеродния оксид. Имаме си работа с въглероден оксид. Имаме 356 грама въглероден оксид и искаме да запишем това по отношение на колко мола въглероден оксид имаме. Искаме броя грамове по мол, но колко грама има в 1 мол? Колко грама има в 1 мол въглероден оксид? Молекулното му тегло е 28, така че ако имаме един мол... Ако имаме 6,02*10^23 молекули въглероден оксид, това ще тежи 28 грама. Тоест един мол въглероден оксид е 28 грама, или имаш 1 мол на всеки 28 грама. Причината да искам грамовете да са в знаменателя е да мога да ги съкратя ето тук. Тези се съкращават, когато ги умножим. И ни остава (356*1)/28 мола въглероден оксид. Нека намерим колко е това. Това е 356/28 – ето това всъщност правим – делено на 28 е равно на 12,71. Да кажем, че това са 12,7 мола въглероден оксид. Нека направим същото нещо за водорода. Имаме 65 грама молекулен водород. Какво е молекулното тегло на водорода? Ще го направя в зелено. Молекулното тегло на водорода е – всеки атом водород има молекулно тегло от 1*2, което е равно на 2. Имаме 65 грама молекулен водород и, по същия начин, искаме да го запишем в молове. Ще го умножим по – на колко грама е равен 1 мол водород? Току-що открихме това. 1 мол е равен на молекулното му тегло, което е 2. Тоест един мол ще има маса от 2 грама. Можеш да гледаш на това като на 2 грама на мол, или 1 мол на 2 грама. И искаме грамовете в знаменателя, за да се съкратят с това ето тук. Нека направим изчисленията. Това се съкращава с това. И имаме (65*1)/2. 65 делено на 2 е 32,5 мола водород. Сега знаем точно колко мола въглероден оксид и колко мола водород са ни дали. Нека намерим съотношението. Ще го направим по точно същия начин, по който го записахме тук горе. Имаме 32,5 – това ни дават – мола водород – нека запиша това малко по-прилежно – мола водород. И ни дават 12,7 мола – ще направя това в същия цвят – 12,7 мола въглероден оксид. Колко е това, ако просто разделим тези неща? Предполагам можеш да си представиш – делиш числителя и знаменателя на 12,7, или просто делиш 32,5 на 12,7, и какво получаваме? 32,5 делено на 12,7 – не, не е това – нека го запиша отново. 32,5 – човече, тези бутони! – нека го направя с клавиатурата – 32,5 делено на 12,7 – това е много по-добре – е 2 цяло 5... – просто ще кажа 2,56. Това може да бъде преобразувано като – просто ще го пренапиша – от самото начало трябваше да го напиша тук – можем да запишем това като 2,56 мола молекулен водород за всеки мол въглероден оксид. Това ни е нужно, за да се получи реакцията. Това ни казва нашето изравнено уравнение. Казва ни, че ни трябват 2 мола водород за всеки мол въглероден оксид. Въз основа на това, което са ни дали, току-що открихме, че имаме 2,56 мола водород за всеки мол въглероден оксид. Имаме повече от достатъчно водород. Трябва ни само 2 за всеки мол въглероден оксид. Имаме 2,56. Имаме излишно количество водород. Излишният реактант е водородът. Водородът е излишният реактант. И другият ще е ограниченият реактант. Нямаме достатъчно въглероден оксид, който да реагира с целия водород. Имаме само 1 за всеки 2,56. Това ти казва, че ти трябва 1,25 или нещо такова за всеки, или 1,28 за всеки 2,56. Трябва да е съотношение 1:2. Нямаме достатъчно въглероден оксид, който да реагира с целия водород. Въглеродният оксид е ограничаващият реактант. При положение че това е излишният реактант, можем да използваме стехиометричните съотношения, за да открием колко метанол ще бъде произведен. Той ще е ограничен от въглеродния ни оксид. Какво казах – водородът не е ограничаващият реактант, въглеродният оксид е ограничаващ реактант. Имаме повече от достатъчно водород. Колко въглероден оксид имаме? Вече открихме това. Имаме 12,7 мола въглероден оксид. И гледаме – нека запиша това тук – имаме 12,7 мола въглероден оксид. И като гледаме първоначалното уравнение, виждаме, че за всеки мол въглероден оксид произвеждаме 1 мол метанол. Нека запишем това. По – и искаме въглеродният оксид да е в знаменателя. За всеки използван мол въглероден оксид имаме 1 мол метанол, който е СН3ОН – правилно ли написах това – който е произведен. Получихме това направо от изравненото уравнение. И изчисленията са доста лесни, но това ни дава правилните мерни единици. Помни, използваме въглеродния оксид напълно, а не водорода, понеже въглеродният оксид е ограничаващият реагент. Това ни казва – ако използвахме водорода като ограничаващият реагент, тогава нямаше да имаме достатъчно водороден оксид, за да се получи реакцията. Това ограничава количеството реакция, която може да се случи. Но цялата идея на това беше да съкратим тези неща. Очевидно, ако използваме 12,7 мола въглероден оксид, тогава ще произведем 12,7 мола метанол. И сега просто трябва да открием колко е масата на 12,7 мола метанол. И просто мислим за атомно тегло. Ако разгледаш метанола, СН3... – нека поставя Н3 – СН3ОН. Атомното му тегло е 12 + – 3*1 – + 3 + 16 + 1. Колко е това? Това е 20 + 2 е равно на 32, или ако мислим по отношение на моловете, трябва просто да кажа 32 мола, това е атомното му тегло. Това ни казва, че ако имаме един мол от това, ще имаме 32 грама метанол на 1 мол метанол. Отново, получихме това, като открихме атомното тегло. За да преобърнем броя молове метанол, които имаме, в брой грамове, просто умножихме това по това. Тези мерни единици вършат работа. Това е в числителя, това е в знаменателя. Нека копирам и поставя. Имаме това – копирам и поставям – а после го умножаваме по това. Нека копирам и поставя. Получаваш това ето тук и ще избера различен цвят, може би синьо. Ето така и после умножаваме тези двете. Имаме молове метанол и после ни остава 12,7*32 е равно на – нека използвам клавиатурата отново, нека изчисля това – 12,7*32 – 406,4. И добавям допълнителна значима цифра тук, но нека работим с нея. 406,4 – всъщност трябва да го оставя със значимите цифри. Ще кажем 406 грама – закръглям го – 406 грама метанол – да запиша мерните единици – грама метанол – излязох от екрана – произведени грама метанол. Мога да запиша "произведени" (produced) тук долу, след като сме готови. Мисля, че това беше първата част на въпроса ни. Колко грама метанол? Каква маса метанол, това е четиристотин и – имам ужасна памет – 406. И после ни питат каква маса излишен реактант остава, след като ограничаващият реактант е бил използван. Има два начина, по които можеш да направиш това. Най-лесният е да помислиш, че масата трябва да бъде запазена. Започнахме със 65 грама – трябва да внимавам – започнахме с 365 грама въглероден оксид и 65 грама водород, успяхме да произведем 406 грама метанол. И открихме, че въглеродният оксид беше ограничаващият реактант. Целият бива използван и само малка част от това бива използвано. Ако направиш изчисленията, използваната част трябва да е равна на 406 грама, понеже това бива произведено. Нека помислим за това. Колко общо грама имаме вляво? Ако имаме 356 + 65, започваме с 421 грама реактант. Започваме с 421 грама реактант и получаваме 406 грама продукт, метанол. Това означава, че 421 - 406 грама реактант не е бил използван. Това означава 421 - 406, което е равно на колко? 21 - 6 е 15 грама реактант, който не е бил използван. Реактантът, който няма да бъде използван, е този, от който имаш прекалено много. И открихме, че имаме прекалено много водород. Всички тези 15 грама, които не са били използвани, трябва да са 15 грама водород. 15 останали грама водород. Другият начин, по който можеше да направиш същата задача, е да кажеш, че започваме с 12,7 мола въглероден оксид – това е ограничаващият реактант. Това е съотношение 2:1 – трябват ти 2 мола водород за всеки мол въглероден оксид. И си казваш, че ако имаме 12,7 мола от това, тогава ти трябват два пъти толкова мола водород. И можеш да се запишат колко е два пъти по това. Това е 25,4. Трябват ти 25,4 мола, имаш 32,5, така че изваждаш разликата – изваждаш 32,5 - 25,4. И този брой молове остават. Умножаваш го по грамове на мол, които са 2, а после, отново, получаваш същото нещо. Получаваш 15 грама. Нека направим това. Искам да се уверя, че разбираш. Започваме с 12,7 мола въглероден оксид. Знаем, че са необходими 2 мола водород за всеки мол СО, въглероден оксид, който е необходим. Знаеш, че това се съкращава с това. Знаеш, че 12,7*2 е 25,4 необходими мола Н2. И каква е масата на 25,4 мола Н2? Нека запишем това. 25,4 необходими мола водород. По – знаем, че молекулното тегло на Н2 е 2, тоест 1 мол – ще имаме 2 грама Н2 на мол Н2. Тези се съкращават, 1 мол Н2, 1 мол Н2. И ще имаме 25,4*2 – колко е това? Това е 50,8. Това ще са 50,8 необходими грама Н2. Толкова ще използваме в реакцията. Искат да знаят колко ни остава. Ще използваме 50,8. Започнахме с 65. Ако извадиш 50,8 от 65 – 65 - 50,8 – колко ще получиш? Ще получиш 14,2 останали грама. И това се сравнява с 15-те, които имахме останали, когато просто извадиш 421 - 406. И разликата между 14,2 и 15 е просто малко закръгляне на цифрите тук и там. Надявам се, че това ти беше полезно.