Exemple de problème de relations de masse dans les équations équilibrées

Une relation de masse fait référence au rapport entre la masse des réactifs et des produits les uns par rapport aux autres. Dans une équation chimique équilibrée, vous pouvez utiliser le rapport molaire pour résoudre la masse en grammes. Vous pouvez utiliser une équation pour apprendre à trouver la masse d’un composé, à condition de connaître la quantité de tout participant à la réaction.

Problème de bilan de masse

L’équation équilibrée pour la synthèse de l’ammoniac est 3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g).

Calculer :

1. La masse en grammes de NH3 formée par la réaction de 64,0 g de N2
2. La masse en grammes de N2 requise pour le formulaire 1,00 kg de NH3

Solution :

L’équation équilibrée le montre bien :

1 mol N2 ∝ 2 mol NH3

Utilisez le tableau périodique pour examiner les poids atomiques des éléments et calculer les poids des réactifs et des produits :

1 mole de N2 = 2(14,0 g) = 28,0 g

1 mole de NH3 est 14,0 g + 3(1,0 g) = 17,0 g

Ces relations peuvent être combinées pour donner les facteurs de conversion nécessaires pour calculer la masse en grammes de NH3 formée à partir de 64,0 g de N2 :

Masse NH3 = 64,0 g N2 x 1 mol N2/28,0 g NH2 x 2 mol NH3/1mol NH3 x 17,0 g NH3/1 mol NH3

Masse NH3 = 77,7 g NH3

Pour obtenir la réponse à la deuxième partie du problème, les mêmes conversions sont utilisées dans une série de trois étapes :

1. (1) grammes de NH3 → moles de NH3 (1 mol de NH3 = 17,0 g de NH3)
2. (2) moles NH3 → moles N2 (1 mol N2 ∝ 2 mol NH3)
3. (3) moles N2 → grammes N2 (1 mole N2 = 28,0 g N2)

Masse N2 = 1,00 x 103 g NH3 x 1 mol NH3/17,0 g NH3 x 1 mol N2/2 mol NH3 x 28,0 g N2/1 mol N2

Masse N2 = 824 g N2

Répondez :

1. masse NH3 = 77,7 g NH3
2. masse N2 = 824 g N2

Comment calculer les grammes avec une équation équilibrée

Si vous avez des difficultés à obtenir la bonne réponse pour ce type de problème, vérifiez ce qui suit :

• Assurez-vous que l’équation chimique est équilibrée. Si vous travaillez à partir d’une équation déséquilibrée, la toute première étape consiste à l’équilibrer.
• Vérifiez que vous convertissez correctement entre les grammes et les grains de beauté.
• Il se peut que vous résolviez le problème correctement, mais que vous obteniez la mauvaise réponse parce que vous n’avez pas travaillé avec le bon nombre de chiffres significatifs tout au long du processus. C’est une bonne pratique d’utiliser les masses atomiques des éléments avec le même nombre de chiffres significatifs que celui qui vous est donné dans votre problème. En général, il s’agit de trois ou quatre chiffres significatifs. L’utilisation d’une « mauvaise » valeur peut vous faire perdre la dernière décimale, ce qui vous donnera une mauvaise réponse si vous l’entrez dans un ordinateur.
• Faites attention aux indices. Par exemple, la conversion des grammes en moles pour l’azote gazeux (deux atomes d’azote) est différente de celle d’un seul atome d’azote.