Calculatrice de Stœchiométrie
Calculatrice de Stœchiométrie
Calculez la masse, les moles et le réactif limitant à partir d'une équation chimique équilibrée.
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Stœchiométrie : Les mathématiques de la recette chimique
Stœchiométrie = utiliser des équations équilibrées pour calculer les quantités. C'est comme une recette : 2 œufs + 1 tasse de farine = 12 biscuits. Chimie : $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$ signifie 2 moles d'hydrogène + 1 mole d'oxygène = 2 moles d'eau. Ou en grammes : $4\text{g } H₂ + 32\text{g } O₂ = 36\text{g } H₂O$. La masse est toujours conservée.
Trois calculs clés : (1) Ratios mole-à-mole à partir des coefficients, (2) Conversion grammes ↔ moles en utilisant la masse moléculaire, (3) Trouver le réactif limitant (l'ingrédient qui s'épuise en premier). Maîtrisez-les et vous pourrez prédire le rendement de n'importe quelle réaction.
Étapes de Base de la Stœchiométrie
- Équilibrer l'équation (les coefficients montrent les ratios molaires)
- Convertir grammes → moles (diviser par la masse moléculaire)
- Utiliser le ratio molaire de l'équation équilibrée
- Convertir moles → grammes (multiplier par la masse moléculaire)
- Vérifier le travail (masse d'entrée = masse de sortie)
Problème Exemplaire : Solution Complète
Problème : Combien de grammes d'eau se forment lorsque $10\text{g}$ d'hydrogène réagissent avec un excès d'oxygène ?
Équation : $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$
Solution Étape par Étape
- 1. Donné : $10\text{g } H₂$
- 2. Convertir en moles : $10\text{g} \div 2.016\text{ g/mol} = 4.96\text{ mol } H₂$
- 3. Ratio molaire : $2\text{ H₂} : 2\text{ H₂O} = 1:1$
- 4. Moles H₂O : $4.96\text{ mol}$ (identique à H₂)
- 5. Convertir en grammes : $4.96 \times 18.015\text{ g/mol} = \mathbf{89.4\text{g } H₂O}$
Formule Rapide
Grammes A × (MM B / MM A) × (ratio molaire B/A)
$10\text{g } H₂ \times (18.015/2.016) \times (2/2)$
= $10 \times 8.936 \times 1$
= $\mathbf{89.4\text{g } H₂O}$
Concept de Réactif Limitant
Qu'est-ce qu'un Réactif Limitant ?
Le réactif qui s'épuise en premier, arrêtant la réaction.
Exemple : Faire des sandwichs avec 10 tranches de pain + 4 tranches de fromage. Le fromage vous limite à 4 sandwichs (2 pains par sandwich). Le pain est en excès.
Problème : $5\text{g } H₂$ réagissent avec $20\text{g } O₂$. Lequel est limitant ?
Équation : $2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$
| Réactif | Masse Donnée | Moles | Ratio Nécessaire | Résultat |
|---|---|---|---|---|
| H₂ | $5\text{g}$ | $5 \div 2.016 = 2.48\text{ mol}$ | Nécessite ratio 2:1 | Limitant |
| O₂ | $20\text{g}$ | $20 \div 32 = 0.625\text{ mol}$ | Nécessite $2.48\div 2 = 1.24\text{ mol}$ | Excès |
Problèmes de Stœchiométrie Courants
| Type de Problème | Donné | Trouver | Méthode |
|---|---|---|---|
| Masse-à-Masse | Grammes A | Grammes B | g → mol → ratio → mol → g |
| Masse-à-Moles | Grammes A | Moles B | g → mol → ratio |
| Moles-à-Masse | Moles A | Grammes B | ratio → mol → g |
| Réactif Limitant | Grammes A & B | Lequel limite | Comparer ratios molaires |
| Rendement Pourcentuel | Réel & Théorique | % Efficacité | (Réel/Théorique) × 100 |
Exemples de Ratios Molaires
| Équation | Ratios Molaires |
|---|---|
| $\mathbf{N₂ + 3H₂ \rightarrow 2NH₃}$ | $1\text{ N₂} : 3\text{ H₂} : 2\text{ NH₃}$ |
| $\mathbf{2Na + Cl₂ \rightarrow 2NaCl}$ | $2\text{ Na} : 1\text{ Cl₂} : 2\text{ NaCl}$ |
| $\mathbf{CH₄ + 2O₂ \rightarrow CO₂ + 2H₂O}$ | $1\text{ CH₄} : 2\text{ O₂} : 1\text{ CO₂} : 2\text{ H₂O}$ |
| $\mathbf{C₃H₈ + 5O₂ \rightarrow 3CO₂ + 4H₂O}$ | $1\text{ C₃H₈} : 5\text{ O₂} : 3\text{ CO₂} : 4\text{ H₂O}$ |
Conseils Rapides & Erreurs Courantes
À Faire
- Toujours équilibrer l'équation d'abord
- Utiliser l'analyse dimensionnelle (suivre les unités)
- Vérifier si la masse est conservée
- Identifier le réactif limitant dans les problèmes à réactifs multiples
- Arrondir la réponse finale correctement (chiffres significatifs)
À Éviter
- Utiliser des équations non équilibrées (ratios incorrects)
- Confondre coefficients et indices
- Oublier de convertir grammes ↔ moles
- Supposer que le réactif en excès est limitant
- Mélanger réactifs et produits
Questions Fréquemment Posées
Mathématiques des réactions chimiques - calcul des quantités de réactifs/produits
Basé sur des équations équilibrées et des ratios molaires
1. Équilibrer l'équation
2. Convertir grammes → moles
3. Utiliser le ratio molaire
4. Convertir moles → grammes
Le réactif qui s'épuise en premier, arrêtant la réaction
Détermine le rendement maximal du produit
1. Convertir tous les réactifs en moles
2. Diviser par le coefficient dans l'équation équilibrée
3. Le plus petit résultat = réactif limitant
Coefficients de l'équation équilibrée
$2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O$ signifie un ratio 2:1:2
Loi de conservation de la masse
Les coefficients donnent les ratios molaires corrects pour les calculs
(Rendement réel / Rendement théorique) × 100
Mesure l'efficacité de la réaction (toujours <100%)
Non. Les équations montrent des ratios molaires, pas des ratios en grammes
Doit convertir grammes → moles → utiliser ratio → moles → grammes
Réactifs : Matières de départ (côté gauche)
Produits : Ce qui est formé (côté droit)
Non. "Excès" signifie que vous en avez plus que nécessaire
Il suffit de connaître la quantité du réactif limitant pour les calculs