نحوه تبدیل لیتر به گرم در شیمی – به زبان ساده + نمونه سوال

در ادامه آموزش گسترش اندیشه پویا:

تبدیل لیتر به گرم در شیمی یکی از تبدیل‌های بسیار مهم است که برای یافتنجرممواد شیمیایی با استفاده از چگالی استفاده می‌شود. همچنین این تبدیل در محاسبات استوکیومتری برایمحلول‌سازییا به دست آوردن جرمواکنش‌دهنده‌ها و فرآورده‌هادر واکنش‌ها استفاده می‌شود. تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از چگالی، مقدار مول ماده، حجم گاز یا... انجام می‌شود. در این مطلب از مجله می‌آموزیم نحوه تبدیل لیتر به گرم در شیمی چیست.

با روش‌های مختلف تبدیل لیتر به گرم در شیمی آشنا می‌شوید.کاربرد مفاهیم جرم مولی و ضرایب استوکیومتری را مرور می‌کنید.می‌توانید با استفاده از چگالی، واحد لیتر را به گرم تبدیل کنید.تبدیل لیتر به گرم را در مسائل استوکیومتری می‌شناسید.می‌توانید با استفاده از حجم مولی گاز، تبدیل لیتر به گرم را انجام دهید.مثال های متعددی برای درک تبدیل لیتر به گرم در شیمی حل می‌کنید.

در ابتدای این مطلب با نحوه تبدیل لیتر به گرم در شیمی آشنا می‌شویم. در ادامه، تبدیل لیتر به گرم با استفاده از چگالی و با استفاده از مول و ضرایب استوکیومتری را می‌آموزیم. در ادامه به صورت جزئی‌تر، روش مرحله به مرحله تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از حجم مولی گاز و غلظت محلول را یاد می‌گیریم. در نهایت با حل مثال‌های این تبدیل، به خوبی روش محاسبات آن را می‌آموزیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل بیاموزید تبدیل لیتر به گرم در شیمی چیست.

تبدیل لیتر به گرم در شیمی

تبدیل لیتر به گرم در شیمی زمانی کاربرد دارد که بخواهیمحجمیک مایع یا گاز را به جرم آن تبدیل کنیم. این تبدیل در آزمایشگاه‌ها، مسائل استوکیومتری، تهیه محلول‌ها، صنایع شیمیایی و حتی آشپزی کاربرد زیادی دارد، زیرا بعضی مواد بر حسب لیتر اندازه‌گیری می‌شوند اما برای انجام محاسبات شیمیایی به جرم آن‌ها نیاز داریم.

برای انجام این تبدیل باید چگالی ماده را بدانیم، چون هر ماده چگالی متفاوتی دارد. در این روش، حجم ماده درچگالیآن ضرب می‌شود تا جرم بر حسب گرم به دست آید. همچنین،‌ واکنش‌های شیمیایی اغلب شامل مواد جامدی هستند که جرم آن‌ها قابل اندازه‌گیری است، و همچنین گازهایی که اندازه‌گیری حجم برای آن‌ها مناسب‌تر است. مسائل استوکیومتری از این نوع را مسائل جرم به حجم یا حجم به جرم می‌نامند.

تبدیل لیتر به گرم در استوکیومتری

در استوکیومتری، تبدیل لیتر به گرم زمانی استفاده می‌شود که یکی از مواد واکنش به صورت گاز یا مایع داده شده باشد اما برای انجام محاسبات شیمیایی به جرم آن نیاز داشته باشیم. این تبدیل کمک می‌کند مقدار مواد شرکت‌کننده یا تولیدشده در واکنش‌ها را محاسبه کنیم. در مسائل گازها معمولا حجم گاز به مول و سپس به گرم تبدیل می‌شود و در مایعات نیز با استفاده از چگالی، حجم بر حسب لیتر به جرم بر حسب گرم تبدیل می‌شود. این روش در محاسبه مقدار واکنش‌دهنده‌ها، محصولات وبازده واکنشکاربرد زیادی دارد.

تبدیل لیتر به گرم در استوکیومتری با استفاده از مفاهیمی مانند جرم مولی، ضرایب استوکیومتری، چگالی، حجم مولی گاز و غلظت مولار انجام می‌شود. در ادامه این مفاهیم و تبدیل واحدهای مربوط به آن‌ها را توضیح می‌دهیم.

جرم مولییکی از کسرهای شیمیایی پرکابرد است که نسبت جرم به مول را برای اتم‌ها و ترکیبات مختلف نمایش می‌دهد. جرم مولی ترکیبات مختلف با جمعجرم اتمیاتم‌های سازنده آن به دست می‌آید.جرم مولی عناصرمختلف درجدول تناوبی عناصرداده شده است.

اگر تا این قسمت از مطلب را مطالعه کرده‌اید، با مفهوم تبدیل لیتر به گرم در شیمی آشنا شده‌اید. در ادامه مطلب نیز به بررسی بیشتر این تبدیل می‌پردازیم.

برای مطالعه بیشتر این نوع مطالب و دسترسی همیشگی به آن‌ها در موبایل خود پیشنهاد می‌کنیم اپلیکیشنرایگانمجله را نصب کنید تا همیشه به مطالب مجله دسترسی داشته باشید.

براینصب اپلیکیشنرایگانمجله کلیک کنید.

برای مثال، جرم مولی آب از رابطه زیر به دست می‌آید.

‌M=2×(1.00794g/mol)+1×(15.9994g/mol)=18.01528g/mol‌{M} = 2 \times (1.00794\; g/mol) + 1 \times (15.9994\; g/mol) = 18.01528\; g/mol \nonumber‌M=2×(1.00794g/mol)+1×(15.9994g/mol)=18.01528g/mol

با استفاده از جرم مولی می‌توان مقادیر مول به دست آمده مختلف را به گرم و گرم به دست آمده را به مول تبدیل کرد.

در یک واکنش موازنه‌شده، تعداد اتم‌های هر عنصر در دو طرف معادله برابر است. ضریب استوکیومتری عددی است که برای موازنه تعداد اتم‌های هر عنصر، در جلوی اتم‌ها، یون‌ها یا مولکول‌ها در معادله شیمیایی نوشته می‌شود. اگرچه ضرایب استوکیومتری می‌توانند کسری باشند، اما معمولا از اعداد صحیح استفاده می‌شود و این حالت ترجیح داده می‌شود.

این ضرایب استوکیومتری اهمیت زیادی دارند، زیرا نسبت مولی بین واکنش‌دهنده‌ها و فرآورده‌ها را مشخص می‌کنند. برای مثال، در معادله موازنه‌شده زیر می‌توان تعیین کرد که ۲ مول از هیدروژن با ۱ مول از اکسیژن واکنش داده و ۲ مول فرآورده آب تولید می‌کند. بدین ترتیب می‌توان تعیین کرد که هیدروژن و آب به نسبت ۱:۱ و اکسیژن و آب به نسبت ۱:۲ واکنش می‌دهند.

2H2+O2‌→2H2O2H_2+O_2‌\rightarrow2H_2O2H2​+O2​‌→2H2​O

اگر تعداد مول‌های یک ماده واکنش‌دهنده را بدانیم، می‌توانیم با استفاده از نسبت مولی موجود در معادله، مقدار مول‌های ماده تولیدشده یا مصرف‌شده دیگر را محاسبه کنیم. به این نسبت‌ها «ضریب تبدیل استوکیومتری» گفته می‌شود.

یکی از ویژگی‌های مشترک بین همه گازها، حجم مولی است. حجم مولی، حجم ۱ مول از یک گاز است. در شرایط STP، حجم مولی یک گاز را می‌توان به راحتی با استفاده از قانون گاز ایده‌آل تعیین کرد.

در شرایط استاندارد STP، حجم گازها ۲۲٫۴ مول بر لیتر است.بدین ترتیب با داشتن لیتر گاز و جرم مولی آن می‌توانیم با تبدیل لیتر به گرم، مقدار جرم حجم مشخصی از گاز را محاسبه کنیم. به عبارت دیگر، حجم مولی گازها در STP برابر ۲۲٫۴ L/mol است. این حجم مولی در مسائل استوکیومتری به عنوان یک ضریب تبدیل بسیار مفید استفاده می‌شود، البته فقط زمانی که شرایط مسئله در STP باشد.

غلظت مولاریکی از واحدهای سنجش غلظت محلول‌ها است که مقدار مول ماده حل شونده در لیتر محلول را مشخص می‌کند.مولاریته(مول بر لیتر) رابطه‌ای بین تعداد مول‌ها و حجم محلول برقرار می‌کند. اگر حجم و مولاریته معلوم باشند، می‌توان تعداد مول را محاسبه کرد و اگر تعداد مول و مولاریته معلوم باشند، می‌توان حجم را به دست آورد. این مفهوم در معادلات شیمیایی و رقیق‌سازی محلول‌ها کاربرد زیادی دارد.

برای مثال، با داشتن حجم و غلظت مولار یک محلول می‌توانیم با تبدیل لیتر به گرم مقدار جرم ماده موجود در محلول یا ماده واکنش دهنده با یک محلول را به دست آوریم.

یادگیری شیمی دهم با

برای درک بهتر نحوه تبدیل لیتر به گرم در شیمی نیاز ابتدا با مفاهیمی چونجرم اتمی میانگین، محاسبات تبدیل کسرها،موازنه واکنش شیمیایی،موازنه به روش وارسیورفتار گازهاآشنا شوید. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم و مسائل، به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه دهم بخش شیمی مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مفاهیم می‌پردازد.

همچنین، با مشاهده فیلم‌های آموزش که در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری درباره تبدیل لیتر به گرم در شیمی دسترسی داشته باشید.

فیلم آموزش شیمی ۲ پایه یازدهم رشته علوم تجربی و ریاضی و فیزیک فرادرسفیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم بخش شیمی فرادرسفیلم آموزش شیمی عمومی ۱ و ۲ مرور و حل مساله فرادرس

تبدیل لیتر به گرم چیست؟

تبدیل لیتر به گرم فرایندی است که در آن یک مقدار بر حسب لیتر (L) که واحد اندازه‌گیری حجم است به گرم (g) که واحد اندازه‌گیری جرم است تبدیل می‌شود. ممکن است این مفهوم را در منابع آموزشی یا نمودارها با عنوان «جدول تبدیل لیتر به گرم» نیز مشاهده کنید. از آنجا که لیتر حجم را اندازه می‌گیرد و گرم جرم را، این تبدیل به چگالی ماده بستگی دارد.

مواد مختلف چگالی‌های متفاوتی دارند، بنابراین ۱ لیتر همیشه برابر با مقدار ثابتی گرم نیست. برای مایعات یا مواد دیگر، مقدار تبدیل بسته به سنگین‌تر یا سبک‌تر بودن ماده تغییر می‌کند. تبدیل لیتر به گرم در شیمی در مسائل استوکیومتری کاربرد دارد.

لیتریک واحد اندازه‌گیری حجم در سیستم متریک است که در سراسر جهان برای اندازه‌گیری مایعات کاربرد گسترده‌ای دارد. سیستم متریک به دلیل مبتنی بودن بر توان‌های عدد ۱۰، تبدیل واحدها را ساده می‌کند. هر یک لیتر برابر با ۱۰۰۰ میلی‌لیتر یا ۱ دسی‌متر مکعب است. نماد لیتر (L) بوده و معمولا برای بیان حجم مایعات و گازها استفاده می‌شود.

در ادامه تبدیل‌ واحدهای مهم لیتر آورده شده است.

گرم یک واحد اندازه‌گیری جرم در سیستم متریک است. از این واحد برای اندازه‌گیری وزن اجسام یا مقدارهای کوچک استفاده می‌شود. هر یک گرم برابر با یک‌هزارم کیلوگرم است. نماد گرم (g) است. گرم برای اندازه‌گیری وزن (جرم) مواد جامد به کار می‌رود.

تبدیل لیتر به گرم با استفاده از چگالی

تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از چگالی انجام می‌شود، زیرا چگالی رابطه بین جرم و حجم را مشخص می‌کند. برای این کار ابتدا باید چگالی ماده را داشته باشیم که معمولا بر حسب گرم بر میلی‌لیتر یا گرم بر لیتر داده می‌شود. سپس حجم داده شده بر حسب لیتر را به واحد سازگار با چگالی تبدیل می‌کنیم و از رابطه چگالی استفاده می‌کنیم تا جرم به دست آید.

در این روش، اگر چگالی بر حسب گرم بر لیتر باشد، حجم مستقیما در چگالی ضرب می‌شود تا جرم بر حسب گرم به دست آید. اگر چگالی بر حسب گرم بر میلی‌لیتر باشد، ابتدا لیتر به میلی‌لیتر تبدیل می‌شود و سپس در چگالی ضرب می‌شود. این روش در مسائل استوکیومتری برای تبدیل حجم مواد به جرم آن‌ها و انجام محاسبات واکنش‌های شیمیایی بسیار کاربرد دارد.

مراحل تبدیل لیتر به گرم با استفاده از چگالی

در ادامه مراحل تبدیل لیتر به گرم با استفاده از چگالی آورده شده است.

مشخص کردن حجم ماده بر حسب لیتربه دست آوردن چگالی ماده (گرم بر لیتر یا گرم بر میلی‌لیتر)در صورت نیاز تبدیل واحد حجم به میلی‌لیتر یا لیتر متناسب با چگالیاستفاده از رابطه چگالی برای محاسبه جرمضرب حجم در چگالی برای به دست آوردن جرم بر حسب گرم

چگالییک ویژگی فیزیکی است که از تقسیم جرم یک جسم بر حجم آن به دست می‌آید. چگالی، بدون توجه به اندازه نمونه، همیشه مقدار ثابتی دارد. برای مثال، چگالی یک نمونه خالص از تنگستن همیشه برابر با ۱۹٫۲۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این یعنی چه یک گرم از نمونه داشته باشید و چه یک کیلوگرم، چگالی آن تغییر نخواهد کرد. رابطه چگالی نیز به صورت زیر است:

ρ=mv\rho = \dfrac{m}{v}ρ=vm​

در این رابطهρ\rhoρبرابر با چگالی،vvvبرابر با حجم (لیتر) وmmmجرم ماده (گرم) است. بنابراین برای تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از چگالی کافی است حجم ماده را در چگالی آن ضرب کنيم. رایج‌ترین واحدهایی که برای بیان چگالی استفاده می‌شوندg/cm3g/{cm}^3g/cm3وg/mLg/mLg/mLهستند.

واحد استاندارد SI برای چگالی در اصلkg/m3kg/m^3kg/m3است. واحد گرم بر سانتی‌متر مکعب با گرم بر میلی‌لیتر برابر است. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با سایر واحدهای چگالی و درک بهتر محاسبات مربوط به آن، مطلبیکای چگالی چیستمجله را مطالعه کنید.

برای محاسبه چگالی کافی است از رابطه چگالی استفاده کنیم. برای مثال، اگر یک مکعب فلزی جرمی برابر با ۷ گرم و حجمی برابر با ۵ سانتی‌متر مکعب داشته باشد، چگالی آن برابر خواهد بود با:

ρ=7g5cm3=1.4g/cm3\rho = \frac{7\; g}{5\;cm^3}= 1.4\; g/cm^3ρ=5cm37g​=1.4g/cm3

مثال تبدیل لیتر به گرم با استفاده از چگالی

برای درک بهتر نحوه تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از چگالی به مثال‌های زیر دقت کنید.

جرم جسمی با حجم ۲۳٫۵ میلی‌لیتر و چگالی ۱۰٫۰ گرم بر لیتر را محاسبه کنید.

برای حل این سوال ابتدا حجم را به لیتر تبدیل کرده و سپس از رابطه (جرم = چگالی × حجم) استفاده می‌کنیم.

23.5mL=0.0235L23.5\ mL = 0.0235\ L23.5mL=0.0235L

m=ρ×Vm = \rho \times Vm=ρ×V

m=10.0gL×0.0235Lm = 10.0\ \frac{g}{L} \times 0.0235\ Lm=10.0Lg​×0.0235L

m=0.235gm = 0.235\ gm=0.235g

جرم مایعی با حجم ۳٫۲ لیتر و چگالی ۸۰۰ گرم بر لیتر را محاسبه کنید.

برای حل این سوال حجم را در چگالی ضرب می‌کنیم تا جرم ماده به دست آید.

m=ρ×Vm = \rho \times Vm=ρ×V

m=800gL×3.2Lm = 800\ \frac{g}{L} \times 3.2\ Lm=800Lg​×3.2L

m=2560gm = 2560\ gm=2560g

جرم ماده‌ای با حجم ۷۵۰ میلی‌لیتر و چگالی ۱۲۰۰ گرم بر لیتر را محاسبه کنید.

ابتدا میلی‌لیتر را به لیتر تبدیل کرده و سپس از رابطه چگالی استفاده می‌کنیم.

750mL=0.750L750\ mL = 0.750\ L750mL=0.750L

m=ρ×Vm = \rho \times Vm=ρ×V

m=1200gL×0.750Lm = 1200\ \frac{g}{L} \times 0.750\ Lm=1200Lg​×0.750L

m=900gm = 900\ gm=900g

تبدیل لیتر به گرم در استوکیومتری

در استوکیومتری، تبدیل لیتر به گرم اغلب از طریقمولانجام می‌شود، چون در واکنش‌های شیمیایی ارتباط اصلی بین مواد بر اساس مول است. ابتدا حجم ماده (به‌ویژه اگر گاز باشد) به مول تبدیل می‌شود و سپس با استفاده از جرم مولی، مقدار مول به جرم تبدیل می‌شود.

این روش کمک می‌کند بتوان مقدار دقیق مواد مصرفی یا تولیدی در واکنش‌ها را محاسبه کرد و بین واحدهای حجم و جرم ارتباط برقرار کرد. مراحل تبدیل لیتر به گرم با استفاده از مول به ترتیب زیر است.

مشخص کردن حجم ماده (لیتر)تبدیل حجم به مول (با استفاده از حجم مولی یا چگالی در صورت نیاز)تعیین جرم مولی مادهتبدیل مول به گرم با ضرب در جرم مولیبه دست آوردن جرم نهایی برای استفاده در محاسبات استوکیومتری

تبدیل لیتر به گرم با چگالی در استوکیومتری

در استوکیومتری، تبدیل لیتر به گرم زمانی انجام می‌شود که مقدار یک ماده به صورت حجم داده شده باشد اما برای انجام محاسبات واکنش به جرم آن نیاز داشته باشیم. در این حالت ابتدا باید نوع ماده و چگالی آن مشخص شود، سپس با استفاده از رابطه چگالی، حجم به جرم تبدیل می‌شود تا بتوان محاسبات مربوط به نسبت‌های واکنش‌دهنده‌ها و محصولات را انجام داد. این تبدیل کمک می‌کند ارتباط بین مقادیر حجمی و جرمی در واکنش‌های شیمیایی دقیق‌تر محاسبه شود.

مراحل تبدیل لیتر به گرم با چگالی در استوکیومتری به ترتیب زیر است.

مشخص کردن حجم ماده بر حسب لیترتعیین چگالی مادهتبدیل واحدها در صورت نیازاستفاده از رابطه چگالی برای تبدیل حجم به جرمبه دست آوردن جرم برای استفاده در محاسبات استوکیومتری

پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با مسائل استوکیومتری و روش حل آن‌ها، فیلمآموزش حل مسائل استوکیومتریکه لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

تبدیل لیتر به گرم گاز در شرایط استاندارد

در مسائل استوکیومتری، برای تبدیل لیتر گاز به گرم معمولا از مفهوم مول استفاده می‌شود. چون گازها در شرایط STP دارای حجم مولی مشخصی هستند، می‌توان حجم گاز را ابتدا به مول تبدیل کرد و سپس با استفاده از جرم مولی، جرم ماده را به دست آورد. این روش برای محاسبه مقدار مواد گازی مصرف‌شده یا تولیدشده در واکنش‌های شیمیایی بسیار کاربرد دارد. مراحل تبدیل لیتر به گرم گاز در شرایط استاندارد به ترتیب زیر است.

مشخص کردن حجم گاز (لیتر)تبدیل حجم گاز به مول با استفاده از حجم مولی ۲۲٫۴ مول بر لیتر در STPتعیین جرم مولی گازتبدیل مول به گرم با ضرب در جرم مولیبه دست آوردن جرم نهایی برای استفاده در محاسبات استوکیومتری

برای درک بهتر این مراحل، به مثال‌های زیر دقت کنید.

در ۹۶٫۱ لیتر گاز هیدروژن چند گرم وجود دارد؟ (جرم مولی گاز هیدروژن برابر با ۲ گرم بر مول است.)

برای پاسخ به این سوال، ابتدا باید لیتر گاز را در حجم مولی آن (۲۲٫۴ مول بر لیتر) تقسیم کنیم تا مول آن به دست آید. سپس با ضرب مول در جرم مولی، مقدار گرم آن به دست می‌آید.

96.1L×1mol22.4L×2g1mol=8.58g96.1\ L \times \frac{1\ mol}{22.4\ L}\times \frac{2\ g}{1\ mol} = 8.58\ g96.1L×22.4L1mol​×1mol2g​=8.58g

یک بالن هوای گرم دارای ۱۰۰۲۰ لیتر هوا است که عمدتا از گاز نیتروژن تشکیل شده است. جرم این گاز چند گرم است؟ (جرم مولی نیتروژن = ۲۸ گرم بر مول)

برای پاسخ به این سوال لیتر گاز را در حجم مولی آن (۲۲٫۴ مول بر لیتر) تقسیم کرده تا مول آن به دست آید. سپس با ضرب مول در جرم مولی، مقدار گرم آن به دست می‌آید.

10020L×1mol22.4L×28g1mol=12525g10020\ L \times \frac{1\ mol}{22.4\ L}\times \frac{28\ g}{1\ mol}=12525g10020L×22.4L1mol​×1mol28g​=12525g

تبدیل لیتر به گرم با استفاده از غلظت مولار

در مسائل استوکیومتری و محلول‌ها، برای تبدیل لیتر به گرم معمولا از غلظت مولار استفاده می‌شود. در این روش، ابتدا حجم محلول و مولاریته برای محاسبه تعداد مول‌های ماده حل‌شده به کار می‌روند. سپس با استفاده از جرم مولی، مقدار مول به گرم تبدیل می‌شود. این روش در محاسبه مقدار مواد مصرفی یا تولیدی در واکنش‌های شیمیایی بسیار کاربرد دارد.

مراحل تبدیل لیتر به گرم با استفاده از غلظت مولار به ترتیب زیر است.

مشخص کردن حجم محلول (لیتر)تعیین غلظت مولار محلول (mol/L)محاسبه تعداد مول‌ها با رابطه مولاریته × حجمتعیین جرم مولی مادهتبدیل مول به گرم با ضرب در جرم مولیبه دست آوردن جرم نهایی ماده در محلول

مثال تبدیل لیتر به گرم با استفاده از غلظت مولار

برای درک بهتر مراحل ارائه شده در قسمت قبل برای تبدیل لیتر به گرم در شیمی با استفاده از مولاریته، به مثال‌های زیر دقت کنید.

چه جرمی از سدیم کلرید در نتیجه واکنش ۲ لیتر محلول نیم مولار اسید کلیدریک در واکنش زیر تولید می‌شود؟

HCl+NaOH‌→NaCl+H2O\mathrm{HCl + NaOH ‌\rightarrow NaCl + H_2O}HCl+NaOH‌→NaCl+H2​O

NaCl=58.44‌g/mol\mathrm{NaCl}=58.44\:‌{g/mol}NaCl=58.44‌g/mol

برای تبدیل لیتر به گرم در این سوال ابتدا باید لیتر محلول را با استفاده از مولاریته به مول آن تبدیل کرده و سپس با استفاده از ضرایب استوکیومتری به مول ماده سدیم کلرید تبدیل کنیم.

در نهایت با استفاده از جرم مولی سدیم کلرید، گرم آن به دست می‌آید.

2.0‌LHCl×0.50‌molHCl1‌LHCl×1‌molNaCl1‌molHCl×58.44‌gNaCl1‌molNaCl=58.44‌gNaCl2.0\:‌{L HCl}\times\frac{0.50\:‌{mol HCl}}{1\:‌{L HCl}}\times\frac{1\:‌{mol NaCl}}{1\:‌{mol HCl}}\times\frac{58.44\:‌{g NaCl}}{1\:‌{mol NaCl}}=58.44\:‌{g NaCl}2.0‌LHCl×1‌LHCl0.50‌molHCl​×1‌molHCl1‌molNaCl​×1‌molNaCl58.44‌gNaCl​=58.44‌gNaCl

در نتیجه واکنش کلسیم کربنات و سدیم کربنات مواد زیر تولید می‌شود.

CaCl2+Na2CO3‌→CaCO3+2NaCl\mathrm{CaCl_2 + Na_2CO_3 ‌\rightarrow CaCO_3 + 2NaCl}CaCl2​+Na2​CO3​‌→CaCO3​+2NaCl

اگر غلظت محلول سدیم کربنات برابر با ۰٫۸ مولار باشد، مقدار گرم کلسیم کربنات تولیدی را از ۱٫۵ لیتر سدیم کربنات به دست آورید. (CaCO3=100.09‌g/mol\mathrm{CaCO_3}=100.09\:‌{g/mol}CaCO3​=100.09‌g/mol)

برای تبدیل لیتر به گرم در این سوال ابتدا باید لیتر محلول را با استفاده از مولاریته به مول آن تبدیل کرده و سپس با استفاده از ضرایب استوکیومتری به مول ماده کلسیم کربنات تبدیل کنیم.

در نهایت با استفاده از جرم مولی کلسیم کربنات، گرم آن به دست می‌آید.

1.5‌LNa2‌CO3×0.80‌molNa2‌CO31‌LNa2‌CO3×1‌molCaCO31‌molNa2‌CO3×100.09‌gCaCO31‌molCaCO3=120.1‌gCaCO31.5\:‌{L Na}_2‌{CO}_3\times\frac{0.80\:‌{mol Na}_2‌{CO}_3}{1\:‌{L Na}_2‌{CO}_3}\times\frac{1\:‌{mol CaCO}_3}{1\:‌{mol Na}_2‌{CO}_3}\times\frac{100.09\:‌{g CaCO}_3}{1\:‌{mol CaCO}_3}=120.1\:‌{g CaCO}_31.5‌LNa2​‌CO3​×1‌LNa2​‌CO3​0.80‌molNa2​‌CO3​​×1‌molNa2​‌CO3​1‌molCaCO3​​×1‌molCaCO3​100.09‌gCaCO3​​=120.1‌gCaCO3​

مثال تبدیل لیتر به گرم در استوکیومتری

برای درک تمامی روش های تبدیل لیتر به گرم در شیمی در مسائل استوکیومتری که در قسمت قبل آموختیم، به مثال های زیر دقت کنید.

اکسید کلسیم برای حذف دی‌اکسید گوگرد تولیدشده در نیروگاه‌های زغال‌سنگ‌سوز، طبق واکنش زیر استفاده می‌شود.

2‌CaO‌(s‌)+2‌SO2‌(g‌)+‌O2‌(g‌)‌→2‌CaSO4‌(s‌)2 ‌{CaO} ‌( s ‌) + 2 ‌{SO_2} ‌( g ‌) + ‌{O_2} ‌( g ‌) ‌\rightarrow 2 ‌{CaSO_4} ‌( s ‌)\nonumber2‌CaO‌(s‌)+2‌SO2​‌(g‌)+‌O2​‌(g‌)‌→2‌CaSO4​‌(s‌)

برای واکنش کامل با1.4×103‌L1.4 \times 10^3 \: ‌{L}1.4×103‌Lلیتر دی‌اکسید گوگرد، چه جرمی از اکسید کلسیم مورد نیاز است؟

برای پاسخ به این سوال، ابتدا باید مقدار حجم بر حسب لیتر گوگرد دی اکسید را با استفاده از ضریب حجم مولی گازها به مول گوگرد دی اکسید تبدیل کنیم. سپس با استفاده از ضرایب استوکیومتری مول اکسید کلسیم را به دست آورده و سپس با استفاده از جرم مولی آن، گرم کلسیم اکسید به دست می‌آید. این محاسبات با استفاده از ضرایب تبدیل استوکیومتری به شکل زیر نوشته می‌شود.

‌L‌SO2‌→‌mol‌SO2‌→‌mol‌CaO‌→‌g‌CaO‌{L} \: ‌{SO_2} ‌\rightarrow ‌{mol} \: ‌{SO_2} ‌\rightarrow ‌{mol} \: ‌{CaO} ‌\rightarrow ‌{g} \: ‌{CaO}\nonumber‌L‌SO2​‌→‌mol‌SO2​‌→‌mol‌CaO‌→‌g‌CaO

1.4×103‌L‌SO2×1‌mol‌SO222.4‌L‌SO2×2‌mol‌CaO2‌mol‌SO2×56.08‌g‌CaO1‌mol‌CaO=3.5×103‌g‌CaO1.4 \times 10^3 \: ‌{L} \: ‌{SO_2} \times \frac{1 \: ‌{mol} \: ‌{SO_2}}{22.4 \: ‌{L} \: ‌{SO_2}} \times \frac{2 \: ‌{mol} \: ‌{CaO}}{2 \: ‌{mol} \: ‌{SO_2}} \times \frac{56.08 \: ‌{g} \: ‌{CaO}}{1 \: ‌{mol} \: ‌{CaO}} = 3.5 \times 10^3 \: ‌{g} \: ‌{CaO}\nonumber1.4×103‌L‌SO2​×22.4‌L‌SO2​1‌mol‌SO2​​×2‌mol‌SO2​2‌mol‌CaO​×1‌mol‌CaO56.08‌g‌CaO​=3.5×103‌g‌CaO

طی واکنش زیر، چند گرم منیزیم با اسید کلریدریک ۰٫۷۵۰ مولار در حجم ۱۲٫۲۵ لیتر واکنش می‌دهد؟

‌Mg‌(s‌)‌+2HCl‌(aq‌)‌→‌H2‌(g‌)‌+Mg‌Cl2‌(aq‌)‌{Mg}‌{(}s‌{)}{‌{ + 2 HCl}}‌{(}aq‌{)}‌\rightarrow {‌{H}_{2}}‌{(}g‌{)}‌{ + Mg}{‌{Cl}}_{2}‌{(}aq‌{)}‌Mg‌(s‌)‌+2HCl‌(aq‌)‌→‌H2​‌(g‌)‌+Mg‌Cl2​‌(aq‌)

ابتدا مول HCl را از حاصل ضرب مولاریته در حجم به دست می‌آوریم. سپس با استفاده از نسبت استوکیومتری واکنش (۲ مول HCl برای ۱ مول Mg)، مول Mg را محاسبه می‌کنیم. در نهایت با ضرب در جرم مولی Mg، جرم نهایی به دست می‌آید.

m=(0.750mol/L×12.25L)×1molMg2molHCl×24.3g/molm = (0.750\ mol/L \times 12.25\ L)\times \frac{1\ mol\ Mg}{2\ mol\ HCl}\times 24.3\ g/molm=(0.750mol/L×12.25L)×2molHCl1molMg​×24.3g/mol

m=4.595×24.3=111.7gm=4.595\times24.3=111.7\ gm=4.595×24.3=111.7g

جرم یدید سرب به دست آمده طی واکنش زیر از ۲۵ لیتر محلول ۲ مولار سدیم یدید چقدر است؟

‌Pb‌(‌N‌O3‌)2‌(aq‌)‌+2NaI‌(aq‌)‌→‌PbI2‌(s‌)‌+2NaN‌O3‌(aq‌)‌{Pb}‌{(}‌{N}‌{O}_{3}‌{)}_{2}‌{(}aq‌{)}{‌{ + 2 NaI}}‌{(}aq‌{)}‌\rightarrow {‌{PbI}_{2}}‌{(}s‌{)}‌{ + 2 NaN}{‌{O}}_{3}‌{(}aq‌{)}‌Pb‌(‌N‌O3​‌)2​‌(aq‌)‌+2NaI‌(aq‌)‌→‌PbI2​‌(s‌)‌+2NaN‌O3​‌(aq‌)

ابتدا مول NaI از مولاریته و حجم محاسبه می‌شود. سپس با توجه به نسبت واکنش، مول سرب یدید به دست می‌آید و در نهایت به جرم تبدیل می‌شود.

n(NaI)=2.00×25.0=50.0moln(NaI)=2.00\times25.0=50.0\ moln(NaI)=2.00×25.0=50.0mol

n(PbI2)=50.02=25.0moln(PbI_2)=\frac{50.0}{2}=25.0\ moln(PbI2​)=250.0​=25.0mol

m=25.0×461=11525gm=25.0\times461=11525\ gm=25.0×461=11525g

آلومینیوم فلزی با اسید سولفوریک واکنش می‌دهد و گاز هیدروژن تولید می‌کند. اگر ۲٫۴۹ لیتر گاز هیدروژن در شرایط STP تولید شود، چه مقدار آلومینیوم (بر حسب گرم) مصرف شده است؟ (جرم مولی آلومینیوم = ۲۶٫۹۸ گرم)

2‌Al‌(s‌)+3‌H2SO4‌(aq‌)‌→‌Al2(SO4)3‌(aq‌)+3‌H2‌(g‌)2 \: ‌{Al} ‌( s ‌) + 3 ‌{H_2SO_4} ‌( aq ‌) ‌\rightarrow ‌{Al_2(SO_4)_3} ‌( aq ‌) + 3 ‌{H_2} ‌( g ‌)\nonumber2‌Al‌(s‌)+3‌H2​SO4​‌(aq‌)‌→‌Al2​(SO4​)3​‌(aq‌)+3‌H2​‌(g‌)

ابتدا از حجم گاز هیدروژن در شرایط STP استفاده می‌کنیم تا آن را به مول تبدیل کنیم. سپس با استفاده از نسبت استوکیومتری واکنش، مول Al را به دست می‌آوریم و در نهایت آن را به جرم تبدیل می‌کنیم.

2.49LH2×1molH222.4L×2molAl3molH2×26.98g1molAl=2gAl2.49\ L\ H_2 \times \frac{1\ mol\ H_2}{22.4\ L}\times \frac{2\ mol\ Al}{3\ mol\ H_2}\times \frac{26.98\ g}{1\ mol\ Al}=2g\ Al2.49LH2​×22.4L1molH2​​×3molH2​2molAl​×1molAl26.98g​=2gAl

آزمون تبدیل لیتر به گرم در شیمی

برای درک بهتر آنچه در این مطلب از مجله آموختید به سوالات زیر پاسخ دهيد. در نهایت می‌توانید با کلیک بر روی گرینه «دریافت نتیجه آزمون» تعداد پاسخ‌های صحیح خود را مشاهده کنید.

۱. جرم مایعی با حجم ۲۵۰ میلی‌لیتر و چگالی ۶۵۰ گرم بر لیتر را حساب کنید.

ابتدا حجم را به لیتر تبدیل کرده و سپس جرم را محاسبه می‌کنیم.

250mL=0.250L250\ mL = 0.250\ L250mL=0.250L

m=ρ×Vm = \rho \times Vm=ρ×V

m=650gL×0.250Lm = 650\ \frac{g}{L} \times 0.250\ Lm=650Lg​×0.250L

m=162.5gm = 162.5\ gm=162.5g

۲. جرم گازی با حجم ۱۲٫۰ لیتر و چگالی ۱٫۸ گرم بر لیتر را محاسبه کنید.

برای یافتن جرم کافی است حجم گاز را در چگالی آن ضرب کنیم.

m=ρ×Vm = \rho \times Vm=ρ×V

m=1.8gL×12.0Lm = 1.8\ \frac{g}{L} \times 12.0\ Lm=1.8Lg​×12.0L

m=21.6gm = 21.6\ gm=21.6g

۳. کلسیم اکسید برای حذف دی‌ اکسید گوگرد در نیروگاه‌های زغال‌سوز استفاده می‌شود. طبق واکنش زیر، چه مقدار جرم کلسیم اکسید لازم است تا به طور کامل با ۱۴۰۰ لیتر دی‌اکسید گوگرد در شرایط STP واکنش دهد؟ (جرم مولی کلسیم اکسید = ۵۶٫۰۸ گرم بر مول)

2‌CaO‌(s‌)+2‌SO2‌(g‌)+‌O2‌(g‌)‌→2‌CaSO4‌(s‌)2 ‌{CaO} ‌( s ‌) + 2 ‌{SO_2} ‌( g ‌) + ‌{O_2} ‌( g ‌) ‌\rightarrow 2 ‌{CaSO_4} ‌( s ‌)\nonumber2‌CaO‌(s‌)+2‌SO2​‌(g‌)+‌O2​‌(g‌)‌→2‌CaSO4​‌(s‌)

3.5×1033.5\times10^33.5×103گرم

2.7×1032.7\times10^32.7×103گرم

4.3×1034.3\times10^34.3×103گرم

5.7×1035.7\times10^35.7×103گرم

ابتدا حجم دی‌اکسید گوگرد را در شرایط STP به مول تبدیل می‌کنیم، سپس با توجه به نسبت استوکیومتری ۱ به ۱، مول کلسیم اکسید را به دست آورده و در نهایت به جرم تبدیل می‌کنیم.

‌L‌SO2‌→‌mol‌SO2‌→‌mol‌CaO‌→‌g‌CaO‌{L} \: ‌{SO_2} ‌\rightarrow ‌{mol} \: ‌{SO_2} ‌\rightarrow ‌{mol} \: ‌{CaO} ‌\rightarrow ‌{g} \: ‌{CaO}\nonumber‌L‌SO2​‌→‌mol‌SO2​‌→‌mol‌CaO‌→‌g‌CaO

1.4×103‌L‌SO2×1‌mol‌SO222.4‌L‌SO2×2‌mol‌CaO2‌mol‌SO2×56.08‌g‌CaO1‌mol‌CaO=3.5×103‌g‌CaO1.4 \times 10^3 \: ‌{L} \: ‌{SO_2} \times \frac{1 \: ‌{mol} \: ‌{SO_2}}{22.4 \: ‌{L} \: ‌{SO_2}} \times \frac{2 \: ‌{mol} \: ‌{CaO}}{2 \: ‌{mol} \: ‌{SO_2}} \times \frac{56.08 \: ‌{g} \: ‌{CaO}}{1 \: ‌{mol} \: ‌{CaO}} = 3.5 \times 10^3 \: ‌{g} \: ‌{CaO}\nonumber1.4×103‌L‌SO2​×22.4‌L‌SO2​1‌mol‌SO2​​×2‌mol‌SO2​2‌mol‌CaO​×1‌mol‌CaO56.08‌g‌CaO​=3.5×103‌g‌CaO

۴. چه جرمی از آلومینیوم اکسید در نتیجه واکنش زیر از ۴ لیتر آلومینیوم ۰٫۷۵ مولار به دست می‌آید؟

4Al+3O2‌→2Al2O3\mathrm{4Al + 3O_2 ‌\rightarrow 2Al_2O_3}4Al+3O2​‌→2Al2​O3​

ابتدا مول آلومینیوم از مولاریته و حجم محاسبه می‌شود. سپس با توجه به نسبت واکنش، مول آلومینیوم اکسید به دست می‌آید و در نهایت به جرم تبدیل می‌شود.

4.0‌LAl×0.75‌molAl1‌LAl×2‌molAl2‌O34‌molAl×101.96‌gAl2‌O31‌molAl2‌O3=152.9‌gAl2‌O34.0\:‌{L Al}\times\frac{0.75\:‌{mol Al}}{1\:‌{L Al}}\times\frac{2\:‌{mol Al}_2‌{O}_3}{4\:‌{mol Al}}\times\frac{101.96\:‌{g Al}_2‌{O}_3}{1\:‌{mol Al}_2‌{O}_3}=152.9\:‌{g Al}_2‌{O}_34.0‌LAl×1‌LAl0.75‌molAl​×4‌molAl2‌molAl2​‌O3​​×1‌molAl2​‌O3​101.96‌gAl2​‌O3​​=152.9‌gAl2​‌O3​

۵. در واکنش زیر، چند گرم آمونیاک از واکنش با ۵ لیتر گاز نیتروژن ۰٫۴ مولار به دست می‌آید؟

N2+3H2‌→2NH3\mathrm{N_2 + 3H_2 ‌\rightarrow 2NH_3}N2​+3H2​‌→2NH3​

۶. جرم ۳٫۵ لیتر اتانول با چگالی ۰٫۷۸۹ گرم بر میلی‌لیتر را محاسبه کنید.

2.76×1032.76\times10^32.76×103گرم

3.5×1033.5\times10^33.5×103گرم

2.20×1032.20\times10^32.20×103گرم

3×1033\times10^33×103گرم

۷. مقدار گرم ۱۱٫۲ لیتر کربن دی اکسید را در شرایط STP به دست آورید. (جرم مولی کربن دی اکسید برابر با ۴۴٫۰۱ گرم بر مول است.)

۸. چه جرمی از آب طی واکنش زیر از ۲۲٫۴ لیتر گاز اکسیژن در شرایط STP به دست می‌آید؟ (جرم مولی آب برابر با ۱۸٫۰۲ گرم بر مول است.)

2H2+O2‌→2H2O2H_2+O_2‌\rightarrow2H_2O2H2​+O2​‌→2H2​O

۹. اگر چگالی اسید سولفوریک ۱٫۸۴ گرم بر میلی‌لیتر باشد، چند گرم اسید سولفوریک در ۲ لیتر از آن حضور دارد؟

3.68×1033.68\times10^33.68×103گرم

2.00×1032.00\times10^32.00×103گرم

1.84×1031.84\times10^31.84×103گرم

4.00×1034.00\times10^34.00×103گرم

۱۰. چه جرمی از آمونیاک در نتیجه واکنش زیر از ۴۴٫۸ لیتر گاز نیتروژن در شرایط STP تولید می‌شود؟

مجموعه آموزش دروس شیمی – از دروس دانشگاهی تا کاربردیمجموعه آموزش مهندسی شیمی – از دروس دانشگاهی تا کاربردیآموزش علوم تجربی – پایه هفتمنمونه سوال استوکیومتریاستوکیومتری گازها – به زبان ساده

این آموزش توسط تیم تخصصی گسترش اندیشه پویا (GAP) گردآوری و ویرایش شده است. برای مشاوره و خدمات تخصصی در این حوزه با ما در ارتباط باشید.