حاسبة الحسابات الكيميائية

تستخدم الحسابات الكيميائية معاملات المعادلة الكيميائية الموزونة للربط بين كميات المواد التي تتفاعل والمواد التي تنتج. المعاملات تعدّ المولات لا الغرامات، لذلك تمر مسألة الكتلة دائمًا بالخطوات الثلاث نفسها:

1. من الغرامات إلى المولات. اقسم الكتلة المعلومة على الكتلة المولية لتلك المادة: n = m ÷ M.
2. النسبة المولية. اضرب في معامل المادة المطلوبة واقسم على معامل المادة المعلومة.
3. من المولات إلى الغرامات. اضرب عدد مولات المادة المطلوبة في كتلتها المولية: m = n × M.

إذا كانت الكمية المعلومة بالمولات أصلًا، فلا حاجة إلى الخطوة الأولى.

مثال محلول: كتلة الماء الناتجة من ٤ g من الهيدروجين

المعادلة هي 2 H2 + O2 -> 2 H2O.

• الكتل المولية: M(H2) = ‎٢‎ × ‎١٫٠٠٨‎ = ‎٢٫٠١٦‎ g/mol و M(H2O) = ‎٢‎ × ‎١٫٠٠٨‎ + ‎١٥٫٩٩٩‎ = ‎١٨٫٠١٥‎ g/mol.
• من الغرامات إلى المولات: ‎٤‎ g ÷ ‎٢٫٠١٦‎ g/mol = ‎١٫٩٨٤١٣‎ mol H2.
• النسبة المولية: ١٫٩٨٤١٣ mol H2 × (٢ ÷ ٢) = ١٫٩٨٤١٣ mol H2O.
• من المولات إلى الغرامات: ‎١٫٩٨٤١٣‎ mol × ‎١٨٫٠١٥‎ g/mol = ‎٣٥٫٧٤‎ g H2O.

تستهلك كمية الهيدروجين نفسها (٤ g) مقدار ٣١٫٧٤ g من الأكسجين، و ٤ + ٣١٫٧٤ = ٣٥٫٧٤: كتلة المواد المتفاعلة تساوي كتلة المادة الناتجة، وهذه طريقة سريعة للتحقق من أي إجابة.

أمثلة أخرى يمكنك تجربتها

الصفان الثاني والرابع مكتوبان دون وزن. تستخدم الحاسبة C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O و 4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3 وتخبرك بذلك. والصف الرابع يُحسب بالاتجاه العكسي أيضًا: المادة المعلومة مادة ناتجة والمادة المطلوبة مادة متفاعلة.

ما الذي يمكنك كتابته

• الصيغ الكيميائية ذات الأقواس والأقواس المربعة مثل Ca(OH)2 و Al2(SO4)3 و K4[Fe(CN)6]، والهيدرات (الأملاح المائية) مثل CuSO4.5H2O.
• الأسهم: -> و = و --> و <=> ورموز الأسهم المنسوخة من مستند.
• الأرقام السفلية المنسوخة من كتاب مدرسي، ورموز الحالة (s) و (l) و (g) و (aq) التي يجري تجاهلها.
• المعاملات بمسافة أو دونها: 2H2O و 2 H2O سواء.

رموز العناصر حساسة لحالة الأحرف، لأن Co هو الكوبالت و CO هو أول أكسيد الكربون. وإذا لم يكن رمزٌ ما عنصرًا، فإن الحاسبة تسمّيه لك بدل أن تخمّن.

ما الذي تفترضه النتيجة

النتيجة هي الكمية النظرية. تفترض أن التفاعل يكتمل وأن كل المواد المتفاعلة الأخرى متوفرة بكمية فائضة. التجارب الفعلية تعطي أقل من ذلك، وهذا ما تقيسه نسبة المردود.

التقريب والكتل الذرية

الكتل المولية هي مجموع الكتل الذرية القياسية المختصرة الصادرة عن IUPAC، مثل H ١٫٠٠٨ و C ١٢٫٠١١ و N ١٤٫٠٠٧ و O ١٥٫٩٩٩ و Na ٢٢٫٩٩٠ و Cl ٣٥٫٤٥. تُقرَّب النتائج إلى أربعة أرقام معنوية. تعرض خطوات الحل ستة أرقام معنوية، ويُحسب كل سطر من العدد المكتوب في السطر الذي قبله. إذا كان مقررك يستخدم كتلًا ذرية مقرَّبة إلى أرقام أقل، مثل H = ١ و O = ١٦، فقد يختلف الرقم الأخير اختلافًا طفيفًا. قرّب الإجابة النهائية إلى عدد الأرقام المعنوية في معطيات المسألة.