Обновлено:

Вычислите массу образовавшегося: формулы и примеры

Фраза «вычислите массу образовавшегося» в задачах по химии почти всегда означает одно: найдите, сколько граммов продукта реакции получится из заданного количества реагента(ов). Ошибки обычно возникают не из‑за “сложной химии”, а из‑за пропуска одного из шагов: уравнивания реакции, перевода в моли или выбора лимитирующего реагента.

Вычислите массу образовавшегося: универсальный алгоритм

Почти любую расчётную задачу на выход продукта можно решить по одному плану:

  1. Запишите и уравняйте реакцию. Коэффициенты – это молярные отношения (в молях), а не “в граммах”.
  2. Переведите исходные данные в количество вещества \(n\), моль.
    Самое частое: \(n = \dfrac{m}{M}\), где \(m\) – масса (г), \(M\) – молярная масса (г/моль).
  3. Найдите количество вещества продукта по коэффициентам:
    \[ n(\text{продукта}) = n(\text{реагента}) \cdot \frac{\nu(\text{продукта})}{\nu(\text{реагента})} \] где \(\nu\) – коэффициент вещества в уравнении.
  4. Переведите моли продукта в массу: \[ m(\text{продукта}) = n(\text{продукта}) \cdot M(\text{продукта}) \]
  5. Если реагентов несколько – проверьте лимитирующий реагент (кто “закончится” первым). Это и определит реальное количество продукта.

Эти пять пунктов – то, что проверяют в ответе, даже если формулировка задачи звучит по‑разному: «найдите массу осадка», «сколько граммов газа выделится», «определите массу соли, образовавшейся при взаимодействии…».

Какие данные нужны и где их взять

Чтобы корректно вычислить массу образовавшегося вещества, обычно нужны:

  • Формулы веществ и уравнение реакции. Если уравнение не дано, его надо составить по смыслу.
  • Молярные массы \(M\) (г/моль).
    Их считают по атомным массам элементов:
    пример: \(M(\mathrm{CO_2}) = 12{,}01 + 2 \cdot 16{,}00 \approx 44{,}01\ \text{г/моль}\).
  • Один “мостик” от условия к молям: масса (г), объём газа (л), концентрация раствора (моль/л) и объём (л), иногда плотность и массовая доля.
  • Иногда – выход реакции (например, 85%) или примеси/чистота (например, 92%). Тогда теоретический результат корректируют.

Справочные атомные массы публикует IUPAC: https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/ (если в вашей задаче требуются “школьные округления”, берите значения из учебника/таблицы, принятой в классе).

Онлайн-калькулятор для задач «вычислите массу образовавшегося»

Коэффициенты в уравнении
Данные реагента

Пример: M(Mg) = 24,305 г/моль
Данные продукта Пример: M(H₂) = 2,016 г/моль
Выход реакции (опционально) Если выход не указан, считается 100%
Расчёт по двум реагентам (лимитирующий)

Если даны количества двух реагентов, можно определить лимитирующий

Калькулятор выше закрывает типовой расчёт по стехиометрии и полезен, когда нужно быстро пройти цепочку «моли → коэффициенты → масса». Расчёт опирается на:

  • коэффициент реагента \(\nu\_\text{реаг}\) и коэффициент продукта \(\nu\_\text{прод}\) из уравнения реакции;
  • исходные данные реагента: либо масса \(m\) и молярная масса \(M\) (тогда \(n=m/M\)), либо сразу количество вещества \(n\);
  • молярную массу продукта \(M\_\text{прод}\) для перевода результата в граммы.

Результат обычно выдаётся как:

  • \(n(\text{продукта})\) в моль;
  • \(m(\text{продукта})\) в граммах.

Если в задаче реагентов несколько, правильнее считать по лимитирующему реагенту (раздел ниже): именно он ограничивает образование продукта.

Как вычислить массу образовавшегося продукта, если известна масса реагента?

Это самый частый формат школьной задачи.

Формула (коротко)

Если по уравнению:

\[ \nu_A A \rightarrow \nu_B B \]

и известна масса \(m(A)\), то:

  1. переводим \(A\) в моли:

    \[ n(A)=\frac{m(A)}{M(A)} \]
  2. находим моли продукта \(B\):

    \[ n(B)=n(A)\cdot\frac{\nu_B}{\nu_A} \]
  3. переводим \(B\) в массу:

    \[ m(B)=n(B)\cdot M(B) \]

Пример 1: сколько водорода выделится?

Реакция:

\[ \mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2} \]

Дано: \(m(\mathrm{Mg}) = 12{,}0\ \text{г}\). Найти \(m(\mathrm{H_2})\).

  1. Моли магния:
    \(M(\mathrm{Mg}) \approx 24{,}305\ \text{г/моль}\)

    \[ n(\mathrm{Mg})=\frac{12{,}0}{24{,}305}\approx 0{,}4937\ \text{моль} \]
  2. По уравнению 1 моль Mg даёт 1 моль \(H_2\) (коэффициенты 1 и 1):

    \[ n(\mathrm{H_2})\approx 0{,}4937\ \text{моль} \]
  3. Масса водорода:
    \(M(\mathrm{H_2}) \approx 2{,}016\ \text{г/моль}\)

    \[ m(\mathrm{H_2})=0{,}4937\cdot 2{,}016\approx 0{,}995\ \text{г} \]

Ответ: примерно 1,00 г \(H_2\) (при избытке HCl).

Если дан объём газа или раствор: перевод в моли

Иногда в условии нет массы – тогда сначала всё равно приходим к \(n\) (моль).

Газ: объём → моли

Вариант 1 (н.у.): если сказано “нормальные условия”, часто используют молярный объём
\(V_m = 22{,}4\ \text{л/моль}\) (для 0 °C и 1 атм). Тогда:

\[ n = \frac{V}{22{,}4} \]

Вариант 2 (произвольные условия): универсальнее уравнение Менделеева–Клапейрона:

\[ n=\frac{pV}{RT} \]

где \(R=8{,}314\ \text{Дж/(моль·К)}\), \(p\) в Па, \(V\) в м³, \(T\) в К.

На практике в задачах ЕГЭ/ОГЭ обычно явно пишут условия или дают нужные допущения. Если их нет – уточните, какие условия считать стандартными.

Раствор: концентрация и объём → моли

Для молярной концентрации \(C\) (моль/л) и объёма \(V\) (л):

\[ n = C\cdot V \]

Пример: в 0,50 л раствора HCl с \(C=2{,}0\ \text{моль/л}\) содержится
\(n(\mathrm{HCl}) = 2{,}0 \cdot 0{,}50 = 1{,}0\ \text{моль}\).

Чистота/примеси (если дано)

Если реагент технический и дана массовая доля чистого вещества \(w\) (например, 80%):

\[ m*\text{чист} = m*\text{смеси}\cdot w \]

Дальше расчёт ведут по \(m\_\text{чист}\).

Когда реагентов несколько: лимитирующий реагент

Если в задаче указаны количества двух и более реагентов, нельзя “наугад” выбрать один. Нужно определить лимитирующий реагент – тот, которого не хватает по стехиометрии, он закончится первым и ограничит массу продукта.

Правило (быстро)

Для каждого реагента посчитайте:

\[ \frac{n(\text{реагента})}{\nu(\text{реагента})} \]

Меньшее значение – лимитирующий реагент.

Пример 2: вода из водорода и кислорода

\[ \mathrm{2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O} \]

Дано: \(n(\mathrm{H_2})=3{,}0\ \text{моль}\), \(n(\mathrm{O_2})=1{,}0\ \text{моль}\). Найти \(m(\mathrm{H_2O})\).

Сравним:

  • для \(H_2\): \(n/\nu = 3{,}0/2 = 1{,}5\)
  • для \(O_2\): \(n/\nu = 1{,}0/1 = 1{,}0\)

Меньше у кислорода → лимитирующий \(O_2\).

По уравнению 1 моль \(O_2\) даёт 2 моль \(H_2O\):
\(n(\mathrm{H_2O}) = 2{,}0\ \text{моль}\)

\(M(\mathrm{H_2O}) \approx 18{,}015\ \text{г/моль}\)

\[ m(\mathrm{H_2O}) \approx 2{,}0 \cdot 18{,}015 = 36{,}03\ \text{г} \]

Ответ: ≈ 36,0 г воды.

Типичные ошибки и быстрые проверки ответа

1) Перепутали граммы и моли.
Коэффициенты относятся к молям. Если вы сразу умножаете граммы на коэффициенты – почти наверняка ошибка.

2) Не уравняли реакцию.
Даже идеальный расчёт молярных масс не спасёт, если коэффициенты неверны.

3) Сравнили реагенты по массе, а не по молям.
“10 г и 10 г” – ещё не значит “поровну”: молярные массы разные.

4) Забыли про лимитирующий реагент.
Если дано два реагента, продукт считают по тому, кто в недостатке, иначе получится завышение.

5) Быстрая проверка здравым смыслом.
Если продукт включает атомы “из второго реагента” (например, кислород из \(O_2\)), масса продукта может быть заметно больше массы выбранного реагента – это нормально. Но масса продукта не может превышать суммарную массу всех реагентов, которые реально вступили в реакцию.

Резюме: как без ошибок «вычислить массу образовавшегося»

  1. Уравняйте реакцию.
  2. Переведите данное в моли.
  3. Через коэффициенты найдите моли продукта.
  4. Переведите моли продукта в граммы.
  5. Если реагентов несколько – определите лимитирующий и считайте по нему.

Если вы хотите быстро проверить решение или избежать арифметических ошибок, используйте калькулятор выше: он аккуратно проходит шаги «моли → стехиометрия → масса» и помогает сосредоточиться на химической части задачи.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли считать по неуравненному уравнению реакции?

Нет. Стехиометрические соотношения берутся только из уравненного уравнения, потому что коэффициенты показывают молярные отношения веществ. Если уравнение не уравнено, пропорции неверны, и масса продукта получится ошибочной даже при правильных молярных массах.

Что делать, если в задаче дан выход реакции 80%?

Сначала найдите теоретическую массу продукта по стехиометрии (как будто выход 100%). Затем умножьте её на выход в долях: m(факт) = m(теор) × 0,80. Если дан выход в процентах, переведите в долю, разделив на 100.

Откуда брать молярные массы веществ?

В школьных задачах их обычно считают по таблице Менделеева, складывая атомные массы элементов с учётом индексов в формуле вещества. Для справочных значений можно ориентироваться на стандартные атомные массы IUPAC (они периодически уточняются).

Нужно ли учитывать агрегатное состояние (газ, раствор, осадок)?

Для стехиометрии важны моли, а не состояние. Но состояние влияет на исходные данные: для газа часто дают объём, для раствора – концентрацию и объём, для осадка – массу. Всё равно итоговый шаг одинаковый: перевод в моли → соотношение коэффициентов → масса.

Как понять, какой реагент в избытке, если их несколько?

Найдите количество вещества каждого реагента и разделите на его коэффициент в уравнении. Меньшее значение означает лимитирующий реагент: именно он полностью израсходуется и ограничит количество (а значит и массу) образовавшегося продукта.

Почему в ответе иногда получается больше граммов продукта, чем граммов реагента?

Это нормально, если к реагенту «добавилась» масса другого участника реакции (например, кислорода из воздуха или кислоты из раствора). Закон сохранения массы выполняется для всей системы реагентов и продуктов, а не для одного выбранного вещества.

  1. Расчет молей
  2. Количество вещества: что это и как рассчитать
  3. Расчёт количества вещества в реакции – калькулятор молей
  4. Расчёт моли – калькулятор по массе, объёму и числу молекул
  5. Как рассчитать молярную массу вещества – формула
  6. Рассчитайте массу калия – онлайн-калькулятор за 10 секунд