1.3 Mol og støkiometri | Kjemi 2

Repetisjon av molbegrepet, molar masse, molart volum og støkiometriske beregninger.

60 min

18 oppgaver

MolbegrepetAvogadros tallMolar masseMolart volumStøkiometriske beregningerBegrensende reaktant

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 18 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

1.1Kjemisk terminologi og fagspråk

Brukes videre i

2.1Entalpi og reaksjonsvarme

Molomgrepet

Mol er ei måleeining for stoffmengd, akkurat som "dusin" tyder 12 stykke.

Avogadros tal

Eitt mol inneheld Avogadros tal (

N_A

) partiklar:

$N_A = 6{,}022 \times 10^{23} \ \text{partikler/mol}$

Dette kan vere:
- Atom (1 mol C = $6{,}022 \times 10^{23}$ C-atom)
- Molekyl (1 mol H₂O = $6{,}022 \times 10^{23}$ H₂O-molekyl)
- Ion (1 mol Na⁺ = $6{,}022 \times 10^{23}$ Na⁺-ion)

Samanheng mellom talet på partiklar og mol:

$n = \frac{N}{N_A}$

der:
- $n$ = stoffmengd (mol)
- $N$ = tal på partiklar
- $N_A$ = Avogadros tal

Eksempel: Kor mange mol er $1{,}2 \times 10^{24}$ H₂O-molekyl?

$n = \frac{1{,}2 \times 10^{24}}{6{,}022 \times 10^{23}} \approx 2{,}0 \ \text{mol}$

Molar masse

Molar masse (M) er massen av 1 mol av eit stoff. Eining: g/mol

For grunnstoff:

Molar masse = atommasse frå periodesystemet

Eksempel:
- M(C) = 12,01 g/mol
- M(O) = 16,00 g/mol
- M(Na) = 22,99 g/mol

For sambindingar:

Molar masse = sum av atommassane

Eksempel: H₂O
$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \times M(\text{H}) + M(\text{O})$
$= 2 \times 1{,}01 + 16{,}00 = 18{,}02 \ \text{g/mol}$

Samanheng mellom masse, mol og molar masse:

$n = \frac{m}{M}$

$m = n \times M$

der:
- $n$ = stoffmengd (mol)
- $m$ = masse (g)
- $M$ = molar masse (g/mol)

✏️Eksempel 1: Rekne ut molar masse og stoffmengd

a) Rekn ut molar masse for kalsiumkarbonat (CaCO₃).
b) Kor mange mol er 50,0 g CaCO₃?
c) Kva er massen av 0,25 mol CaCO₃?

Løysing:

a) Molar masse:

Frå periodesystemet:
- M(Ca) = 40,08 g/mol
- M(C) = 12,01 g/mol
- M(O) = 16,00 g/mol

$M(\text{CaCO}_3) = 40{,}08 + 12{,}01 + 3 \times 16{,}00$
$= 40{,}08 + 12{,}01 + 48{,}00 = 100{,}09 \ \text{g/mol}$

b) Stoffmengd:

$n = \frac{m}{M} = \frac{50{,}0 \ \text{g}}{100{,}09 \ \text{g/mol}} = 0{,}500 \ \text{mol}$

c) Masse:

$m = n \times M = 0{,}25 \ \text{mol} \times 100{,}09 \ \text{g/mol}$
$= 25{,}0 \ \text{g}$

Molart volum for gassar

Molart volum ( $V_m$ ) er volumet av 1 mol gass ved gitte vilkår.

Standardvilkår (STP):

- Temperatur: 0°C (273 K)
- Trykk: 1 atm (101,3 kPa)

$V_m = 22{,}4 \ \text{L/mol} \ \text{(ved STP)}$

Dette gjeld for alle ideelle gassar!

Samanheng mellom volum og stoffmengd:

$n = \frac{V}{V_m}$

$V = n \times V_m$

der:
- $n$ = stoffmengd (mol)
- $V$ = volum (L)
- $V_m$ = molart volum (22,4 L/mol ved STP)

Ideell gasslikning:

For andre temperaturar og trykk:

$PV = nRT$

der:
- $P$ = trykk (Pa eller atm)
- $V$ = volum (L eller m³)
- $n$ = stoffmengd (mol)
- $R$ = gasskonstanten (8,314 J/(mol·K) eller 0,0821 L·atm/(mol·K))
- $T$ = temperatur (K)

✏️Eksempel 2: Molart volum

a) Kva volum har 2,5 mol CO₂ ved STP?
b) Kor mange mol er 11,2 L N₂ ved STP?
c) Kva er massen av 5,6 L O₂ ved STP?

Løysing:

a) Volum:

$V = n \times V_m = 2{,}5 \ \text{mol} \times 22{,}4 \ \text{L/mol}$
$= 56 \ \text{L}$

b) Stoffmengd:

$n = \frac{V}{V_m} = \frac{11{,}2 \ \text{L}}{22{,}4 \ \text{L/mol}} = 0{,}50 \ \text{mol}$

c) Masse:

Først finn stoffmengd:
$n = \frac{5{,}6 \ \text{L}}{22{,}4 \ \text{L/mol}} = 0{,}25 \ \text{mol}$

Så finn masse (M(O₂) = 32,00 g/mol):
$m = n \times M = 0{,}25 \ \text{mol} \times 32{,}00 \ \text{g/mol}$
$= 8{,}0 \ \text{g}$

📝Oppgave 3-1

Rekn ut molar masse for følgjande sambindingar:

NaCl

H₂SO₄

Ca(OH)₂

C₆H₁₂O₆ (glukose)

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3-2

Utrekningar med mol og masse:

Kor mange mol er 36 g H₂O? (M = 18,02 g/mol)

Kva er massen av 0,5 mol NaCl? (M = 58,44 g/mol)

Kor mange mol er 100 g CaCO₃? (M = 100,09 g/mol)

Kva er massen av 3,0 mol CO₂? (M = 44,01 g/mol)

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3-3

Utrekningar med molart volum (ved STP):

Kva volum har 0,5 mol H₂ ved STP?

Kor mange mol er 44,8 L CO₂ ved STP?

Kva er massen av 11,2 L Cl₂ ved STP? (M(Cl₂) = 70,90 g/mol)

Kva volum har 16 g O₂ ved STP? (M(O₂) = 32,00 g/mol)

Løs oppgaven Tren

Støkiometriske utrekningar

Støkiometri handlar om å rekne ut mengdeforhold i kjemiske reaksjonar.

Framgangsmåte:

1. Skriv balansert likning
2. Finn stoffmengda av kjent stoff (frå masse, volum, osv.)
3. Bruk molforholdet frå likninga (koeffisientane)
4. Rekn ut ønskt mengd (mol, masse, volum)

Eksempel:

$2\text{H}_2 + \text{O}_2 \to 2\text{H}_2\text{O}$

Molforhold:
- 2 mol H₂ : 1 mol O₂ : 2 mol H₂O

Dersom vi startar med 4 mol H₂:
- Treng: $\displaystyle 4 \ \text{mol H}_2 \times \frac{1 \ \text{mol O}_2}{2 \ \text{mol H}_2} = 2 \ \text{mol O}_2$
- Dannar: $\displaystyle 4 \ \text{mol H}_2 \times \frac{2 \ \text{mol H}_2\text{O}}{2 \ \text{mol H}_2} = 4 \ \text{mol H}_2\text{O}$

✏️Eksempel 3: Støkiometriske utrekningar

Metan (CH₄) brenn med oksygen:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

a) Kor mange mol O₂ trengst for å brenne 3,0 mol CH₄?
b) Kor mange mol CO₂ blir danna frå 3,0 mol CH₄?
c) Kva er massen av CO₂ som blir danna? (M(CO₂) = 44,01 g/mol)

Løysing:

Balansert likning: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

a) Molforhold CH₄ : O₂ = 1 : 2

$n(\text{O}_2) = 3{,}0 \ \text{mol CH}_4 \times \frac{2 \ \text{mol O}_2}{1 \ \text{mol CH}_4}$
$= 6{,}0 \ \text{mol O}_2$

b) Molforhold CH₄ : CO₂ = 1 : 1

$n(\text{CO}_2) = 3{,}0 \ \text{mol CH}_4 \times \frac{1 \ \text{mol CO}_2}{1 \ \text{mol CH}_4}$
$= 3{,}0 \ \text{mol CO}_2$

c) Masse av CO₂:

$m(\text{CO}_2) = n \times M = 3{,}0 \ \text{mol} \times 44{,}01 \ \text{g/mol}$
$= 132 \ \text{g}$

Avgrensande reaktant

Når vi har mengder av begge reaktantane, må vi finne kva for ein som avgrensar mengda produkt.

Metode:

1. Rekn ut kor mykje produkt kvar reaktant kan danne
2. Den som gir minst produkt er avgrensande
3. Rekn ut med den avgrensande reaktanten

Eksempel:

$\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \to 2\text{NH}_3$

Gitt: 2 mol N₂ og 4 mol H₂

Frå N₂:
$2 \ \text{mol N}_2 \times \frac{2 \ \text{mol NH}_3}{1 \ \text{mol N}_2} = 4 \ \text{mol NH}_3$

Frå H₂:
$4 \ \text{mol H}_2 \times \frac{2 \ \text{mol NH}_3}{3 \ \text{mol H}_2} = 2{,}7 \ \text{mol NH}_3$

H₂ er avgrensande (gir minst produkt)

Resultat: 2,7 mol NH₃ blir danna

✏️Eksempel 4: Avgrensande reaktant

Jern reagerer med oksygen:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Vi har 10 mol Fe og 8 mol O₂.

a) Kva for ein reaktant er avgrensande?
b) Kor mange mol Fe₂O₃ blir danna?
c) Kor mykje av kvar reaktant er igjen?

Løysing:

a) Test begge reaktantane:

Frå Fe:
$10 \ \text{mol Fe} \times \frac{2 \ \text{mol Fe}_2\text{O}_3}{4 \ \text{mol Fe}} = 5{,}0 \ \text{mol Fe}_2\text{O}_3$

Frå O₂:
$8 \ \text{mol O}_2 \times \frac{2 \ \text{mol Fe}_2\text{O}_3}{3 \ \text{mol O}_2} = 5{,}3 \ \text{mol Fe}_2\text{O}_3$

Fe er avgrensande (gir minst produkt: 5,0 mol)

b) Stoffmengd produkt:

$n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 5{,}0 \ \text{mol}$

c) Mengder igjen:

Fe: Brukar alt → 0 mol igjen

O₂: Kor mykje blir brukt?
$10 \ \text{mol Fe} \times \frac{3 \ \text{mol O}_2}{4 \ \text{mol Fe}} = 7{,}5 \ \text{mol O}_2$

Igjen: $8 - 7{,}5 = 0{,}5 \ \text{mol O}_2$

Svar: Fe: 0 mol, O₂: 0,5 mol

📝Oppgave 3-4

Støkiometriske utrekningar. Forbrenning av propan: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Kor mange mol O₂ trengst for å brenne 2,0 mol C₃H₈?

Kor mange mol CO₂ blir danna frå 2,0 mol C₃H₈?

Kva volum CO₂ blir danna ved STP frå 2,0 mol C₃H₈?

Kva er massen av H₂O som blir danna? (M(H₂O) = 18,02 g/mol)

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3-5

Kombinerte oppgåver. Syntese av ammoniakk: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Kor mange mol NH₃ blir danna frå 5,0 mol N₂ (dersom det er nok H₂)?

Kva er massen av NH₃ som blir danna? (M(NH₃) = 17,03 g/mol)

Kva volum H₂ ved STP trengst for å reagere med 5,0 mol N₂?

Dersom vi startar med 28 g N₂, kor mange mol NH₃ blir danna? (M(N₂) = 28,02 g/mol)

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3-6

Avgrensande reaktant. Forbrenning: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Vi har 6 mol H₂ og 2 mol O₂. Kva for ein er avgrensande?

Kor mange mol H₂O blir danna?

Kor mykje H₂ er igjen?

Kva er massen av H₂O som blir danna? (M(H₂O) = 18,02 g/mol)

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3-7

Avanserte støkiometrioppgåver. Reaksjon: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Vi har 54 g Al og 48 g O₂. Kva for ein er avgrensande? (M(Al) = 26,98 g/mol, M(O₂) = 32,00 g/mol)

Kor mange mol Al₂O₃ blir danna?

Kva er massen av Al₂O₃? (M(Al₂O₃) = 101,96 g/mol)

Dersom vi aukar O₂ til 64 g (Al framleis 54 g), kor mykje Al₂O₃ blir danna no?

Løs oppgaven Tren

Oppsummering

Molomgrepet

- 1 mol = $6{,}022 \times 10^{23}$ partiklar (Avogadros tal)
-

n = N / N_A

Molar masse

- Einingar: g/mol
- For sambindingar: Summer atommassane
-

n = m / M

eller

m = n \times M

Molart volum

- Ved STP:

V_m = 22{,}4

L/mol
-

n = V / V_m

eller

V = n \times V_m

- Ideell gasslikning:

PV = nRT

Støkiometri

1. Balanser likninga
2. Finn mol av kjent stoff
3. Bruk molforholdet frå koeffisientane
4. Rekn ut ønskt mengd

Avgrensande reaktant

1. Rekn ut produkt frå kvar reaktant
2. Den som gir minst er avgrensande
3. Rekn ut med den avgrensande

Nøkkelformlar:
$n = \frac{m}{M} = \frac{V}{V_m} = \frac{N}{N_A}$

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.