Ze stechiometrii przychodzi do mnie więcej uczniów niż z całej reszty chemii razem wziętej. Prawie zawsze z tym samym zdaniem: że to już nie chemia, tylko matematyka. Cały dział sprowadza się do jednego schematu, powtarzanego w kółko, i trzeba go zrozumieć raz.
Mol, czyli jak policzyć coś, czego nie da się policzyć
Atomy są za małe, żeby liczyć je pojedynczo. Podobnie jak nikt nie kupuje ryżu ziarnko po ziarnku, tylko kilogram. Mol to taka „paczka” cząsteczek: zawsze tyle samo sztuk, mniej więcej 6,02 · 1023.
Masa molowa mówi, ile waży jedna taka paczka. Dla wody to 18 g/mol, bo dwa atomy wodoru po 1 g/mol i jeden tlen 16 g/mol.
To jest jedyny wzór, który trzeba tu znać na pamięć. Reszta wynika z równania reakcji.
Równanie reakcji to przepis kulinarny
Spójrz na spalanie metanu:
Współczynniki nie są ozdobnikiem. Mówią: na jedną paczkę metanu potrzeba dwóch paczek tlenu, a powstaje jedna paczka dwutlenku węgla i dwie paczki wody. Dokładnie jak przepis, w którym na jedno jajko idą dwie szklanki mąki.
Jeśli masz pół paczki metanu, potrzebujesz jednej paczki tlenu. Proporcja się nie zmienia i na tym polega cała stechiometria.
Schemat, który działa w każdym zadaniu
Prawie każde zadanie stechiometryczne rozwiązuje się tą samą ścieżką:
- Zapisz i uzgodnij równanie reakcji. Bez tego wszystko dalej jest zgadywaniem.
- Zamień to, co masz, na mole. Masa dzielona przez masę molową.
- Przejdź przez współczynniki do substancji, o którą pyta zadanie.
- Zamień mole z powrotem na to, o co pytają: gramy, litry, cząsteczki.
Cztery kroki. Zawsze te same. Zmienia się tylko to, w którym miejscu zadanie daje dane i w którym pyta o wynik.
Przykład krok po kroku
Ile gramów dwutlenku węgla powstanie ze spalenia 8 g metanu?
- Krok 1. Równanie mamy wyżej, jest uzgodnione.
- Krok 2. Masa molowa metanu to 16 g/mol, więc 8 g to 0,5 mola.
- Krok 3. Ze współczynników: jeden mol metanu daje jeden mol dwutlenku węgla. Czyli powstaje 0,5 mola CO2.
- Krok 4. Masa molowa CO2 to 44 g/mol. 0,5 · 44 = 22 g.
Żadnego wzoru poza tym jednym. Reszta to czytanie przepisu.
Gdzie najczęściej się wykłada
- Nieuzgodnione równanie. Wtedy współczynniki kłamią i cały wynik jest zły, mimo poprawnych rachunków.
- Pomylona masa molowa. Warto ją wypisać z boku dla każdej substancji w zadaniu, zanim zaczniesz liczyć.
- Przeskok przez krok trzeci. Uczeń liczy mole substratu i od razu przelicza je na masę produktu, pomijając współczynniki.
- Reagent w nadmiarze. Jeśli zadanie podaje ilości dwóch substratów, najpierw sprawdź, który się skończy pierwszy. To on wyznacza wynik.
Jak to przećwiczyć
Weź pięć zadań stechiometrycznych i rozwiąż każde, zapisując te cztery kroki jako osobne punkty, nawet jeśli któryś wydaje się oczywisty. Po pięciu zadaniach schemat siedzi i można przestać go wypisywać.
Korepetycje indywidualne
Pełna godzina zegarowa jeden na jeden. Matematyka, chemia lub fizyka, bieżąca nauka albo przygotowanie do egzaminu z matematyki.
Klaudia
Uczę matematyki, chemii i fizyki od sześciu lat. Prowadzę kursy przygotowujące do egzaminu ósmoklasisty i matury. Więcej o mnie.