Stechiometria mieszanin jest jednym z tych tematów, które sprawiają uczniom niemal zawsze najwięcej problemów. Dziś przybliżę sposób przeliczania stosunku masowego na molowy oraz molowego na masowy składników mieszaniny złożonej z dwóch substancji chemicznych. Aby łatwiej było zrozumieć przeliczanie stosunku masowego na molowy posłużymy się poniższym zadaniem.

Przygotowując eluent do przeprowadzenia chromatografii płytkowej zmieszano 6,8 g dichlorometanu (CH₂Cl₂) z 9,24 g tetrachlorometanu (CCl₄). Oblicz, w jakim stosunku molowym zmieszano te dwie ciecze?

Stosunek masowy CH₂Cl₂ do CCl₄ wynosi 6,8 : 9,24 i jest to po prostu stosunek wartości liczbowych mas tych związków chemicznych.

Co istotne – nie musisz wyrażać tego stosunku za pomocą najmniejszych liczb naturalnych, choć zdecydowanie lepiej wygląda wynik zapisany w postaci 170:231, którą uzyskujemy w wyniku kolejnych działań opisanych w dalszej części artykułu. Mnożymy wartość licznika oraz mianownika przez 100, aby uzyskać stosunek wartości liczb naturalnych:

W celu uproszczenia uzyskanego stosunku wartości liczbowych, wartość licznika oraz mianownika dzielimy przez 4, co ostatecznie prowadzi do wyniku:

Wróćmy jednak do przeliczenia stosunku masowego na molowy. Będziemy potrzebować wartości mas molowych składników CH₂Cl₂ (85 g∙mol^–1) oraz CCl₄ (154 g∙mol^–1). Następnie obliczamy:

ilu molom CH₂Cl₂ odpowiada jego ilość o podanej masie 6,8 g. Zatem n = 6,8 g : 85 g∙mol^–1 = 0,08 mola

ilu molom CCl₄ odpowiada jego ilość o podanej masie 9,24 g. Zatem n = 9,24 g : 154 g∙mol^–1 = 0,06 mola

Z powyższych obliczeń wynika, że w naszej mieszaninie znajduje się 0,08 mola CH₂Cl₂ oraz 0,06 mola CCl₄. Zapisujemy zatem stosunek wartości liczb moli:

Jest to jedna z możliwych odpowiedzi do zadania, choć zdecydowanie lepiej wynik wyglądałby jako stosunek wyrażony wartościami możliwie najmniejszych liczb naturalnych. Jak można uzyskać taką postać? Wystarczy wartość licznika i mianownika doprowadzić najpierw do stosunku wartości liczb naturalnych – mnożąc każdą z nich przez 100. W efekcie prowadzi to do wyrażenia w postaci: CH₂Cl₂ : CCl₄ = 8 : 6, a po jego uproszczeniu (dzielenie przez 2) uzyskujemy ostatecznie: CH₂Cl₂ : CCl₄ = 4 : 3.

Odpowiedź: stosunek molowy CH₂Cl₂ do CCl₄ wynosi 4 : 3.

Zapamiętaj, że nie ma odgórnego nakazu podawania stosunku molowego w formie stosunku wartości liczbowych wyrażonego możliwie najmniejszymi liczbami naturalnymi.

Wiesz już w jaki sposób przeliczać stosunek masowy na molowy składników mieszaniny. W dalszej części artykułu pokażę Ci w jaki sposób można przeliczyć stosunek molowy składników mieszaniny na stosunek masowy. W tym celu rozwiążemy poniższe zadanie.

W pewnej mieszaninie stosunek molowy żelaza do siarki wynosi 4:7. Oblicz stosunek masowy, w jakim zmieszane są te dwa pierwiastki chemiczne.

Stosunek molowy Fe do S wynosi 4 : 7, co oznacza, że na każde 4 mole żelaza w tej mieszaninie przypada 7 moli siarki. Przeliczamy zatem podane liczby moli na masy. W tym celu będziemy potrzebować wartości mas molowych składników Fe (56 g∙mol^–1) oraz S (32 g∙mol^–1). Następnie obliczamy:

jakiej masie Fe odpowiada podana liczba moli równa 4. Zatem m = 4 mole ∙ 56 g∙mol^–1 = 224 g

jakiej masie S odpowiada podana liczba moli równa 7. Zatem m = 7 moli ∙ 32 g∙mol^–1 = 224 g

Z powyższych obliczeń wynika, że w naszej mieszaninie znajduje się 224 g Fe oraz 224 g S. Zapisujemy zatem stosunek wartości mas tych substancji:

m_Fe : m_S = 224 : 224, a po uproszczeniu (dzielenie przez 224 obu wartości liczbowych) uzyskujemy: m_Fe : m_S = 1 : 1, co jest odpowiedzią do zadania.