Kwalifikacja: CHM.03 - Przygotowywanie sprzętu, odczynników chemicznych i próbek do badań analitycznych
Zawód: Technik analityk
Połączono równe ilości cynku i bromu, a następnie poddano je reakcji Zn + Br2 → ZnBr2. W tych warunkach stopień reakcji cynku wynosi (masy atomowe: Zn – 65u, Br – 80u)?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 0,4 jest poprawna, ponieważ obliczenia wskazują, że stosunek molowy cynku do bromu w reakcji wynosi 1:1. W przypadku reakcji, gdzie mamy do czynienia z równowagą stechiometryczną, kluczowe jest zrozumienie, że dla 1 mola Zn potrzeba 1 mola Br<sub>2</sub>. Zastosowane masy atomowe (Zn – 65u, Br – 80u) pozwalają na określenie, ile moli każdej substancji mamy w danej reakcji. Wymieszenie równych mas cynku i bromu, na przykład 65 g cynku i 80 g bromu, prowadzi do sytuacji, w której cynk jest reagentem ograniczającym, ponieważ mamy mniej moli cynku (1 mol) niż bromu (1,0 mol). W wyniku tego, tylko część bromu będzie reagować z cynkiem. Obliczając stopień przereagowania cynku, stwierdzamy, że 0,4 wynika z faktu, iż 0,4 mola cynku zareaguje całkowicie, a pozostałe 0,6 mola bromu nie znajdzie reagentu do reakcji. Takie analizy są kluczowe w praktyce chemicznej i inżynieryjnej, gdzie precyzyjne obliczenia dają podstawy do skutecznego projektowania procesów chemicznych.
Wybór odpowiedzi, który nie uwzględnia właściwych proporcji reagentów w reakcji, prowadzi do błędnych wniosków. W przypadku reakcji Zn + Br<sub>2</sub> → ZnBr<sub>2</sub> należy zaznaczyć, że reakcja zachodzi w idealnych warunkach stechiometrycznych, w których reagenty są w równych ilościach molowych. Osoby, które odpowiedziały inaczej, często popełniają błąd w obliczeniach molowych lub mylą się w ocenie, który reagent jest ograniczający. Warto zwrócić uwagę, że jeśli reagent jest w nadmiarze, to nie wpływa na stopień przereagowania reagentu ograniczającego. Dlatego też, niezależnie od ilości bromu, cynk w tej reakcji ogranicza, co oznacza, że tylko część bromu zareaguje. Obliczenia powinny bazować na masach atomowych oraz na przeliczeniu ich na mole, co jest kluczowym elementem analizy chemicznej. Zazwyczaj błędy te wynikają z zbyt ogólnego podejścia do kwestii stechiometrii, a także braku zrozumienia, jak molowość reagentów wpływa na wynik reakcji. Aby zminimalizować takie błędy, ważne jest praktykowanie obliczeń stechiometrycznych oraz znajomość zasad dotyczących ilości molowych reagentów i ich wpływu na reakcję. Wiedza ta jest fundamentalna, ponieważ w przemyśle chemicznym należy precyzyjnie kontrolować proporcje reagentów, aby zapewnić efektywność procesów chemicznych.