स्टोइकोमेट्री गुणांक। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक का निर्धारण
रासायनिक प्रक्रियाओं की गणना में सभी मात्रात्मक अनुपात प्रतिक्रियाओं के स्टोइकोमेट्री पर आधारित होते हैं। ऐसी गणनाओं में किसी पदार्थ की मात्रा को मोल या व्युत्पन्न इकाइयों (kmol, mmol, आदि) में व्यक्त करना अधिक सुविधाजनक होता है। तिल बुनियादी एसआई इकाइयों में से एक है। किसी भी पदार्थ का एक मोल उसकी मात्रा से मेल खाता है, संख्यात्मक रूप से आणविक भार के बराबर। इसलिए, इस मामले में आणविक भार को इकाइयों के साथ एक आयामी मान के रूप में माना जाना चाहिए: g/mol, kg/kmol, kg/mol। इसलिए, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन का आणविक भार 28 g/mol, 28 kg/kmol है, लेकिन 0.028 kg/mol है।
किसी पदार्थ के द्रव्यमान और दाढ़ की मात्रा ज्ञात संबंधों से संबंधित होती है
एन ए \u003d एम ए / एम ए; एम ए = एन ए एम ए,
जहां एन ए घटक ए, मोल की मात्रा है; एम ए इस घटक का द्रव्यमान है, किलो;
एम ए - घटक ए, किग्रा / मोल का आणविक भार।
सतत प्रक्रियाओं में, पदार्थ A के प्रवाह को उसके mol द्वारा व्यक्त किया जा सकता है-
समय की प्रति इकाई मात्रा
जहां W A घटक A, mol/s का मोलर प्रवाह है; - समय, एस।
एक साधारण प्रतिक्रिया के लिए जो लगभग अपरिवर्तनीय रूप से आगे बढ़ती है, आमतौर पर एक स्टोइकोमेट
रिक समीकरण फॉर्म में लिखा जाता है
वी ए ए + वी बी बी = वी आर आर + वी एस एस।
हालांकि, स्टोइकोमेट्रिक समीकरण को बीजीय के रूप में लिखना अधिक सुविधाजनक है
वें, यह मानते हुए कि अभिकारकों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक नकारात्मक हैं, और प्रतिक्रिया उत्पाद सकारात्मक हैं:
फिर प्रत्येक साधारण प्रतिक्रिया के लिए हम निम्नलिखित समानताएँ लिख सकते हैं:
सूचकांक "0" घटक की प्रारंभिक मात्रा को संदर्भित करता है।
ये समानताएं एक साधारण प्रतिक्रिया के लिए घटक के लिए निम्नलिखित भौतिक संतुलन समीकरण प्राप्त करने का आधार देती हैं:
उदाहरण 7.1। साइक्लोहेक्सानॉल के लिए फिनोल की हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है
सी 6 एच 5 ओएच + जेडएन 2 \u003d सी 6 एच 11 ओएच, या ए + 3 बी \u003d आर।
निर्मित उत्पाद की मात्रा की गणना करें यदि घटक ए की प्रारंभिक मात्रा 235 किग्रा थी और अंतिम राशि 18.8 किग्रा थी
हल: हम अभिक्रिया को इस प्रकार लिखते हैं
आर - ए - जेडवी \u003d 0।
घटकों के आणविक भार हैं: एम ए = 94 किग्रा / किमी, एम बी = 2 किग्रा / किमी और
एम आर = 100 किग्रा/किमी. फिर शुरुआत में और प्रतिक्रिया के अंत में फिनोल की दाढ़ मात्रा होगी:
एन ए 0 \u003d 235/94 \u003d 2.5; एन ए 0 \u003d 18.8 / 94 \u003d 0.2; n \u003d (0.2 - 2.5) / (-1) \u003d 2.3।
बनने वाले साइक्लोहेक्सानॉल की मात्रा बराबर होगी
एन आर \u003d 0 + 1 2.3 \u003d 2.3 किमी या एम आर \u003d 100 2.3 \u003d 230 किग्रा।
प्रतिक्रिया उपकरण की सामग्री और थर्मल गणना में उनके सिस्टम में स्टोइकोमेट्रिक रूप से स्वतंत्र प्रतिक्रियाओं का निर्धारण उन प्रतिक्रियाओं को बाहर करने के लिए आवश्यक है जो उनमें से कुछ के योग या अंतर हैं। ग्राम मानदंड का उपयोग करके इस तरह का आकलन सबसे आसानी से किया जा सकता है।
अनावश्यक गणना न करने के लिए, यह मूल्यांकन किया जाना चाहिए कि क्या प्रणाली स्टोइकोमेट्रिक रूप से निर्भर है। इन उद्देश्यों के लिए यह आवश्यक है:
प्रतिक्रिया प्रणाली के मूल मैट्रिक्स को स्थानांतरित करें;
मूल मैट्रिक्स को स्थानांतरित एक से गुणा करें;
परिणामी वर्ग मैट्रिक्स के सारणिक की गणना करें।
यदि यह निर्धारक शून्य के बराबर है, तो प्रतिक्रिया प्रणाली स्टोइकोमेट्रिक रूप से निर्भर है।
उदाहरण 7.2। हमारे पास एक प्रतिक्रिया प्रणाली है:
फेओ + एच 2 \u003d फे + एच 2 ओ;
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O;
FeO + Fe 2 O 3 + 4H 2 \u003d 3Fe + 4H 2 O।
यह प्रणाली स्टोइकोमेट्रिक रूप से निर्भर है क्योंकि तीसरी प्रतिक्रिया अन्य दो का योग है। आइए एक मैट्रिक्स बनाएं
प्रतिक्रिया में प्रत्येक पदार्थ के लिए पदार्थ की निम्नलिखित मात्राएँ होती हैं:
i-वें पदार्थ की प्रारंभिक मात्रा (प्रतिक्रिया शुरू होने से पहले पदार्थ की मात्रा);
i-वें पदार्थ की अंतिम मात्रा (प्रतिक्रिया के अंत में पदार्थ की मात्रा);
प्रतिक्रिया की मात्रा (पदार्थों को शुरू करने के लिए) या गठित पदार्थ (प्रतिक्रिया उत्पादों के लिए)।
चूँकि प्रारंभिक पदार्थों के लिए किसी पदार्थ की मात्रा ऋणात्मक नहीं हो सकती है
चूंकि >.
प्रतिक्रिया उत्पादों के लिए >, इसलिए, .
स्टोइकोमेट्रिक अनुपात - प्रतिक्रिया समीकरण के आधार पर गणना की गई प्रतिक्रियाशील पदार्थों या प्रतिक्रिया उत्पादों की मात्रा, द्रव्यमान या मात्रा (गैसों के लिए) के बीच अनुपात। प्रतिक्रिया समीकरणों का उपयोग करके गणना स्टोइकोमेट्री के मूल नियम पर आधारित होती है: प्रतिक्रिया करने वाले या गठित पदार्थों (मोल में) की मात्रा का अनुपात प्रतिक्रिया समीकरण (स्टोइकोमेट्रिक गुणांक) में संबंधित गुणांक के अनुपात के बराबर होता है।
समीकरण द्वारा वर्णित एल्युमिनोथर्मिक प्रतिक्रिया के लिए:
3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe,
प्रतिक्रियाशील पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की मात्रा संबंधित हैं:
गणना के लिए, इस कानून के दूसरे सूत्रीकरण का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है: किसी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया या गठित पदार्थ की मात्रा का अनुपात इसके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक की प्रतिक्रिया के लिए एक स्थिर है।
सामान्य तौर पर, फॉर्म की प्रतिक्रिया के लिए
एए + बीबी = सीसी + डीडी,
जहां छोटे अक्षर गुणांक को दर्शाते हैं और बड़े अक्षर रसायनों को दर्शाते हैं, अभिकारकों की मात्रा संबंधित हैं:
इस अनुपात के कोई भी दो पद, समानता से संबंधित, एक रासायनिक प्रतिक्रिया का अनुपात बनाते हैं: उदाहरण के लिए,
यदि अभिक्रिया के निर्मित या अभिक्रिया वाले पदार्थ का द्रव्यमान अभिक्रिया के लिए ज्ञात हो, तो उसकी मात्रा सूत्र द्वारा ज्ञात की जा सकती है।
और फिर, रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुपात का उपयोग करके, प्रतिक्रिया के शेष पदार्थों के लिए पाया जा सकता है। एक पदार्थ, द्रव्यमान या मात्रा से, प्रतिक्रिया में अन्य प्रतिभागियों के द्रव्यमान, मात्रा या मात्रा पाए जाते हैं, कभी-कभी संदर्भ पदार्थ कहा जाता है।
यदि कई अभिकर्मकों का द्रव्यमान दिया जाता है, तो शेष पदार्थों के द्रव्यमान की गणना उस पदार्थ के अनुसार की जाती है जिसकी आपूर्ति कम होती है, अर्थात प्रतिक्रिया में पूरी तरह से खपत होती है। पदार्थों की मात्रा जो बिना किसी आधिक्य या कमी के प्रतिक्रिया समीकरण से बिल्कुल मेल खाती है, स्टोइकोमेट्रिक मात्रा कहलाती है।
इस प्रकार, स्टोइकोमेट्रिक गणनाओं से संबंधित कार्यों में, मुख्य क्रिया संदर्भ पदार्थ को ढूंढना है और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप दर्ज या गठित इसकी मात्रा की गणना करना है।
एक व्यक्तिगत ठोस की मात्रा की गणना
व्यक्तिगत ठोस ए की मात्रा कहां है;
व्यक्तिगत ठोस ए, जी का द्रव्यमान;
पदार्थ A, g/mol का मोलर द्रव्यमान।
प्राकृतिक खनिज या ठोस पदार्थों के मिश्रण की मात्रा की गणना
प्राकृतिक खनिज पाइराइट दिया जाए, जिसका मुख्य घटक FeS2 है। इसके अलावा, पाइराइट की संरचना में अशुद्धियाँ शामिल हैं। मुख्य घटक या अशुद्धियों की सामग्री द्रव्यमान प्रतिशत में इंगित की जाती है, उदाहरण के लिए, .
यदि मुख्य घटक की सामग्री ज्ञात है, तो
यदि अशुद्धियों की मात्रा ज्ञात हो, तो
व्यक्तिगत पदार्थ FeS 2, mol की मात्रा कहाँ है;
खनिज पाइराइट का द्रव्यमान, जी।
इसी तरह, ठोस के मिश्रण में एक घटक की मात्रा की गणना तब की जाती है जब द्रव्यमान अंशों में इसकी सामग्री ज्ञात हो।
शुद्ध द्रव के पदार्थ की मात्रा की गणना
यदि द्रव्यमान ज्ञात है, तो गणना एक व्यक्तिगत ठोस की गणना के समान है।
यदि द्रव का आयतन ज्ञात हो, तो
1. तरल के इस आयतन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:
एम एफ = वी एफ एस एफ,
जहां एम डब्ल्यू तरल जी का द्रव्यमान है;
वी डब्ल्यू - तरल की मात्रा, एमएल;
c w तरल का घनत्व है, g/ml।
2. द्रव के मोलों की संख्या ज्ञात कीजिए:
यह तकनीक पदार्थ की किसी भी समग्र अवस्था के लिए उपयुक्त है।
200 मिलीलीटर पानी में पदार्थ एच 2 ओ की मात्रा निर्धारित करें।
समाधान: यदि तापमान निर्दिष्ट नहीं है, तो पानी का घनत्व 1 ग्राम / एमएल माना जाता है, फिर:
किसी घोल में विलेय की मात्रा की गणना करें यदि इसकी सांद्रता ज्ञात है
यदि विलेय का द्रव्यमान अंश, विलयन का घनत्व और उसका आयतन ज्ञात हो, तो
एम आर-आरए \u003d वी आर-आरए एस आर-आरए,
जहाँ m p-ra विलयन का द्रव्यमान है, g;
वी पी-आरए - समाधान की मात्रा, एमएल;
आर-आरए के साथ - समाधान का घनत्व, जी / एमएल।
भंग पदार्थ का द्रव्यमान कहां है, जी;
भंग पदार्थ का द्रव्यमान अंश,% में व्यक्त किया गया।
1.0543 ग्राम/एमएल घनत्व के साथ 10% एसिड समाधान के 500 मिलीलीटर में नाइट्रिक एसिड पदार्थ की मात्रा निर्धारित करें।
विलयन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए
एम आर-आरए \u003d वी आर-आरए एस आर-आरए \u003d 500 1.0543 \u003d 527.150 ग्राम
शुद्ध एचएनओ 3 . का द्रव्यमान निर्धारित करें
HNO 3 . के मोलों की संख्या ज्ञात कीजिए
यदि विलेय और पदार्थ की मोलर सांद्रता तथा विलयन का आयतन ज्ञात हो, तो
समाधान की मात्रा कहां है, एल;
समाधान में i-वें पदार्थ की मोलर सांद्रता, mol/l।
एक व्यक्तिगत गैसीय पदार्थ की मात्रा की गणना
यदि किसी गैसीय पदार्थ का द्रव्यमान दिया जाता है, तो उसकी गणना सूत्र (1) द्वारा की जाती है।
यदि सामान्य परिस्थितियों में मापा गया आयतन दिया जाता है, तो सूत्र (2) के अनुसार, यदि किसी गैसीय पदार्थ का आयतन किसी अन्य परिस्थिति में मापा जाता है, तो सूत्र (3) के अनुसार, सूत्र पृष्ठ 6-7 पर दिए गए हैं।
सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक अवधारणाओं में से एक है जिस पर स्टोइकोमेट्रिक गणना आधारित है किसी पदार्थ की रासायनिक मात्रा. किसी पदार्थ X की मात्रा को n(X) द्वारा दर्शाया जाता है। किसी पदार्थ की मात्रा मापने की इकाई है तिल.
एक मोल एक पदार्थ की मात्रा है जिसमें 6.02 10 23 अणु, परमाणु, आयन या अन्य संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं जो पदार्थ बनाती हैं।
किसी पदार्थ X के एक मोल का द्रव्यमान कहलाता है दाढ़ जनइस पदार्थ का एम (एक्स)। किसी पदार्थ X के द्रव्यमान m(X) और उसके दाढ़ द्रव्यमान को जानकर, हम सूत्र का उपयोग करके इस पदार्थ की मात्रा की गणना कर सकते हैं:
संख्या 6.02 10 23 कहलाती है अवोगाद्रो की संख्या(ना); इसका आयाम मोल -1.
अवोगैड्रो संख्या एन को पदार्थ एन (एक्स) की मात्रा से गुणा करके, हम संरचनात्मक इकाइयों की संख्या की गणना कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, कुछ पदार्थ एक्स के अणु एन (एक्स):
एन (एक्स) = एन ए · एन (एक्स)।
दाढ़ द्रव्यमान की अवधारणा के अनुरूप, दाढ़ मात्रा की अवधारणा पेश की गई थी: दाढ़ की मात्राकिसी पदार्थ का V m (X) X इस पदार्थ के एक मोल का आयतन है। किसी पदार्थ का आयतन V(X) और उसके दाढ़ आयतन को जानकर, हम किसी पदार्थ की रासायनिक मात्रा की गणना कर सकते हैं:
रसायन शास्त्र में, किसी को अक्सर गैसों की दाढ़ मात्रा से निपटना पड़ता है। अवोगाद्रो के नियम के अनुसार, समान ताप और समान दाब पर ली गई गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है। समान परिस्थितियों में, किसी भी गैस के 1 मोल का आयतन समान होता है। सामान्य परिस्थितियों में (एनएस) - तापमान 0 डिग्री सेल्सियस और दबाव 1 वायुमंडल (101325 पा) - यह मात्रा 22.4 लीटर है। इस प्रकार, सं. वी एम (गैस) = 22.4 एल / मोल. इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि 22.4 एल/मोल का दाढ़ मात्रा मूल्य लागू होता है केवल गैसों के लिए।
पदार्थों के दाढ़ द्रव्यमान और एवोगैड्रो संख्या को जानने से आप किसी भी पदार्थ के अणु के द्रव्यमान को ग्राम में व्यक्त कर सकते हैं। हाइड्रोजन अणु के द्रव्यमान की गणना का एक उदाहरण नीचे दिया गया है।
1 मोल गैसीय हाइड्रोजन में 6.02 10 23 H 2 अणु होते हैं और इसका द्रव्यमान 2 g (क्योंकि M (H 2) \u003d 2 g / mol) होता है। फलस्वरूप,
6.02·10 23 एच 2 अणुओं का द्रव्यमान 2 ग्राम है;
1 एच 2 अणु का द्रव्यमान x g है; एक्स \u003d 3.32 10 -24 ग्राम।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरणों के अनुसार गणना करने के लिए "मोल" की अवधारणा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि प्रतिक्रिया समीकरण में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक दिखाते हैं कि कौन से दाढ़ अनुपात पदार्थ एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं।
उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया समीकरण 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O में निम्नलिखित जानकारी होती है: अमोनिया के 4 मोल बिना अधिकता और कमी के 3 mol ऑक्सीजन, और 2 mol नाइट्रोजन और 6 mol के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। जल के बनते हैं।
उदाहरण 4.1 70.2 ग्राम कैल्शियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट और 68 ग्राम कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड युक्त समाधानों की बातचीत के दौरान बनने वाले अवक्षेप के द्रव्यमान की गणना करें। कौन सा पदार्थ अधिक मात्रा में बचेगा? इसका द्रव्यमान क्या है?
3 सीए (एच 2 पीओ 4) 2 + 12 केओएच ® सीए 3 (पीओ 4) 2 ¯ + 4 के 3 पीओ 4 + 12 एच 2 ओ
यह प्रतिक्रिया समीकरण से देखा जा सकता है कि 3 mol Ca (H 2 PO 4) 2 12 mol KOH के साथ प्रतिक्रिया करता है। आइए हम प्रतिक्रियाशील पदार्थों की मात्रा की गणना करें, जो समस्या की स्थिति के अनुसार दी गई हैं:
n (Ca (H 2 PO 4) 2) \u003d m (Ca (H 2 PO 4) 2) / M (Ca (H 2 PO 4) 2) \u003d 70.2 g: 234 g / mol \u003d 0.3 mol ;
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 68 g: 56 g/mol = 1.215 mol.
3 mol Ca(H 2 PO 4) 2 के लिए 12 mol KOH की आवश्यकता होती है
0.3 mol Ca (H 2 PO 4) 2 के लिए x mol KOH की आवश्यकता होती है
x \u003d 1.2 mol - प्रतिक्रिया के बिना अधिकता और कमी के आगे बढ़ने के लिए इतने KOH की आवश्यकता होगी। और समस्या की स्थिति के अनुसार, 1.215 mol KOH है। इसलिए, KOH अधिक है; प्रतिक्रिया के बाद शेष KOH की मात्रा:
n(KOH) \u003d 1.215 mol - 1.2 mol \u003d 0.015 mol;
इसका द्रव्यमान m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0.015 mol × 56 g/mol = 0.84 g है।
परिणामी प्रतिक्रिया उत्पाद (अवक्षेप सीए 3 (पीओ 4) 2) की गणना उस पदार्थ के अनुसार की जानी चाहिए जो कम आपूर्ति में है (इस मामले में, सीए (एच 2 पीओ 4) 2), क्योंकि यह पदार्थ प्रतिक्रिया करेगा पूरी तरह। यह प्रतिक्रिया समीकरण से देखा जा सकता है कि परिणामी Ca 3 (PO 4) 2 के मोलों की संख्या अभिक्रिया Ca (H 2 PO 4) 2 के मोलों की संख्या से 3 गुना कम है:
n (Ca 3 (पीओ 4) 2) = 0.3 मोल: 3 = 0.1 मोल।
इसलिए, एम (सीए 3 (पीओ 4) 2) \u003d एन (सीए 3 (पीओ 4) 2) × एम (सीए 3 (पीओ 4) 2) \u003d 0.1 मोल × 310 ग्राम / मोल \u003d 31 ग्राम।
टास्क नंबर 5
क) तालिका 5 में दिए गए अभिकारकों की रासायनिक मात्रा की गणना करें (सामान्य परिस्थितियों में गैसीय पदार्थों के आयतन दिए गए हैं);
बी) किसी दिए गए प्रतिक्रिया योजना में गुणांक की व्यवस्था करें और प्रतिक्रिया समीकरण का उपयोग करके यह निर्धारित करें कि कौन सा पदार्थ अधिक है और कौन सा कम आपूर्ति में है;
ग) तालिका 5 में इंगित प्रतिक्रिया उत्पाद की रासायनिक मात्रा का पता लगाएं;
घ) इस प्रतिक्रिया उत्पाद के द्रव्यमान या आयतन की गणना करें (तालिका 5 देखें)।
तालिका 5 - कार्य संख्या 5 . की शर्तें
| विकल्प संख्या | प्रतिक्रियाशील पदार्थ | प्रतिक्रिया योजना | गणना |
| एम (Fe) = 11.2 ग्राम; वी (सीएल 2) \u003d 5.376 एल | Fe + Cl 2 ® FeCl 3 | एम (FeCl 3) | |
| एम (अल) = 5.4 ग्राम; एम(एच 2 एसओ 4) \u003d 39.2 जी | अल + एच 2 एसओ 4 ® अल 2 (एसओ 4) 3 + एच 2 | वी (एच 2) | |
| वी (सीओ) = 20 एल; एम(ओ 2) \u003d 20 ग्राम | CO+O2 ® CO2 | वी (सीओ 2) | |
| एम (एजीएनओ 3)=3.4 ग्राम; एम (ना 2 एस) = 1.56 जी | AgNO 3 +Na 2 S®Ag 2 S+NaNO 3 | एम (एजी 2 एस) | |
| एम (ना 2 सीओ 3) = 53 ग्राम; एम (एचसीएल) = 29.2 जी | ना 2 CO 3 +HCl®NaCl+CO 2 +H 2 O | वी (सीओ 2) | |
| मी (अल 2 (एसओ 4) 3) \u003d 34.2 ग्राम; मी (बीएसीएल 2) \u003d 52 जी | अल 2 (SO 4) 3 + BaCl 2 ®AlCl 3 + BaSO 4 | एम (बीएएसओ 4) | |
| एम (केआई) = 3.32 ग्राम; वी(सीएल 2) \u003d 448 मिली | केआई+सीएल 2 ® केसीएल+आई 2 | एम (आई 2) | |
| एम (CaCl 2) = 22.2 ग्राम; एम(एजीएनओ 3) \u003d 59.5 जी | CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca (NO 3) 2 | एम (एजीसीएल) | |
| एम (एच 2 )=0.48 ग्राम; वी (ओ 2) \u003d 2.8 एल | एच 2 + ओ 2 ® एच 2 ओ | एम (एच 2 ओ) | |
| मी (बा (ओएच) 2) \u003d 3.42 ग्राम; वी (एचसीएल) = 784 मिली | Ba(OH) 2 +HCl® BaCl 2 +H 2 O | एम (बीएसीएल 2) |
तालिका 5 जारी है
| विकल्प संख्या | प्रतिक्रियाशील पदार्थ | प्रतिक्रिया योजना | गणना |
| एम (एच 3 पीओ 4)=9.8 ग्राम; एम (नाओएच) = 12.2 जी | एच 3 पीओ 4 + नाओएच ® ना 3 पीओ 4 + एच 2 ओ | एम (Na3PO4) | |
| एम (एच 2 एसओ 4)=9.8 ग्राम; एम (केओएच) = 11.76 जी | एच 2 एसओ 4 + केओएच ® के 2 एसओ 4 + एच 2 ओ | एम (के 2 एसओ 4) | |
| वी (सीएल 2) = 2.24 एल; एम (केओएच) = 10.64 जी | सीएल 2 + केओएच ® केसीएलओ + केसीएल + एच 2 ओ | एम (केसीएलओ) | |
| मी ((एनएच 4) 2 एसओ 4) \u003d 66 ग्राम; मी (केओएच) \u003d 50 ग्राम | (NH 4) 2 SO 4 +KOH®K 2 SO 4 +NH 3 +H 2 O | वी (एनएच 3) | |
| एम (एनएच 3) = 6.8 ग्राम; वी (ओ 2) \u003d 7.84 एल | एनएच 3 + ओ 2 ® एन 2 + एच 2 ओ | वी (एन 2) | |
| वी (एच 2 एस) = 11.2 एल; एम(ओ 2) \u003d 8.32 ग्राम | एच 2 एस+ओ 2 ® एस+एच 2 ओ | एमएस) | |
| एम (एमएनओ 2)=8.7 ग्राम; एम (एचसीएल) = 14.2 जी | एमएनओ 2 + एचसीएल ® एमएनसीएल 2 + सीएल 2 + एच 2 ओ | वी (सीएल 2) | |
| एम (अल) = 5.4 ग्राम; वी (सीएल 2) \u003d 6.048 एल | अल+सीएल 2 ® अलसीएल 3 | एम (AlCl 3) | |
| एम (अल) = 10.8 ग्राम; एम (एचसीएल) = 36.5 जी | अल+एचसीएल ® अलसीएल 3 +एच 2 | वी (एच 2) | |
| एम (पी) = 15.5 ग्राम; वी (ओ 2) \u003d 14.1 एल | पी+ओ 2 ® पी 2 ओ 5 | एम (पी 2 ओ 5) | |
| मी (एजीएनओ 3) \u003d 8.5 ग्राम; मी (के 2 सीओ 3) \u003d 4.14 जी | एग्नो 3 + के 2 सीओ 3 ®एजी 2 सीओ 3 + केएनओ 3 | एम (एजी 2 सीओ 3) | |
| एम (के 2 सीओ 3) = 69 ग्राम; मी(HNO 3) \u003d 50.4 g | के 2 सीओ 3 + एचएनओ 3 ®केएनओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ | वी (सीओ 2) | |
| एम (AlCl 3) = 2.67 ग्राम; एम(एजीएनओ 3) \u003d 8.5 ग्राम | AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al (NO 3) 3 | एम (एजीसीएल) | |
| एम (केबीआर) = 2.38 ग्राम; वी(सीएल 2) \u003d 448 मिली | केबीआर+सीएल 2 ® केसीएल+बीआर 2 | एम (बीआर 2) | |
| एम (सीएबीआर 2)=40 ग्राम; एम(एजीएनओ 3) \u003d 59.5 जी | CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca (NO 3) 2 | एम (एजीबीआर) | |
| एम (एच 2) = 1.44 ग्राम; वी (ओ 2) \u003d 8.4 एल | एच 2 + ओ 2 ® एच 2 ओ | एम (एच 2 ओ) | |
| मी (बा (ओएच) 2) \u003d 6.84 ग्राम; वी (HI) \u003d 1.568 एल | बा (ओएच) 2 +एचआई® बाई 2 +एच 2 ओ | एम (बीएआई 2) | |
| एम (एच 3 पीओ 4)=9.8 ग्राम; एम (केओएच) = 17.08 जी | एच 3 पीओ 4 + केओएच ® के 3 पीओ 4 + एच 2 ओ | एम (के 3 पीओ 4) | |
| एम (एच 2 एसओ 4)=49 ग्राम; एम (NaOH)=45 ग्राम | एच 2 एसओ 4 + नाओएच ® ना 2 एसओ 4 + एच 2 ओ | एम (ना 2 एसओ 4) | |
| वी (सीएल 2) = 2.24 एल; एम (केओएच) = 8.4 जी | सीएल 2 + केओएच ® केसीएलओ 3 + केसीएल + एच 2 ओ | एम (केसीएलओ 3) | |
| एम (एनएच 4 सीएल) = 43 ग्राम; मी (सीए (ओएच) 2) \u003d 37 ग्राम | NH 4 Cl + Ca (OH) 2 ® CaCl 2 + NH 3 + H 2 O | वी (एनएच 3) | |
| वी(एनएच 3) \u003d 8.96 एल; एम(ओ 2) \u003d 14.4 ग्राम | एनएच 3 + ओ 2 ® नहीं + एच 2 ओ | वी (सं) | |
| वी(एच 2 एस)=17.92 एल; एम(ओ 2) \u003d 40 ग्राम | एच 2 एस + ओ 2 ® एसओ 2 + एच 2 ओ | वी(SO2) | |
| एम (एमएनओ 2)=8.7 ग्राम; एम (एचबीआर) = 30.8 जी | एमएनओ 2 + एचबीआर® एमएनबीआर 2 +बीआर 2 +एच 2 ओ | एम (एमएनबीआर 2) | |
| एम (सीए) = 10 ग्राम; एम (एच 2 ओ) = 8.1 जी | सीए + एच 2 ओ® सीए (ओएच) 2 + एच 2 | वी (एच 2) |
समाधान एकाग्रता
सामान्य रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम के भाग के रूप में, छात्र समाधान की एकाग्रता को व्यक्त करने के 2 तरीके सीखते हैं - द्रव्यमान अंश और दाढ़ एकाग्रता।
घुले हुए पदार्थ का द्रव्यमान अंश X की गणना इस पदार्थ के द्रव्यमान और घोल के द्रव्यमान के अनुपात के रूप में की जाती है:
,
जहाँ (X) घुले हुए पदार्थ X का द्रव्यमान अंश है;
एम (एक्स) भंग पदार्थ एक्स का द्रव्यमान है;
एम समाधान - समाधान का द्रव्यमान।
उपरोक्त सूत्र के अनुसार गणना किए गए पदार्थ का द्रव्यमान अंश एक इकाई (0 .) के अंशों में व्यक्त एक आयामहीन मात्रा है< ω(X) < 1).
द्रव्यमान अंश को न केवल एक इकाई के अंशों में, बल्कि प्रतिशत के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है। इस मामले में, गणना सूत्र इस तरह दिखता है:
द्रव्यमान अंश, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, को अक्सर कहा जाता है प्रतिशत एकाग्रता . जाहिर है, विलेय की प्रतिशत सांद्रता 0% है< ω(X) < 100%.
प्रतिशत सांद्रता से पता चलता है कि किसी घोल के 100 द्रव्यमान भागों में विलेय के कितने द्रव्यमान भाग होते हैं। यदि आप ग्राम को द्रव्यमान की इकाई के रूप में चुनते हैं, तो यह परिभाषा इस प्रकार भी लिखी जा सकती है: प्रतिशत एकाग्रता से पता चलता है कि 100 ग्राम घोल में कितने ग्राम विलेय हैं।
यह स्पष्ट है कि, उदाहरण के लिए, एक 30% समाधान 0.3 के बराबर भंग पदार्थ के द्रव्यमान अंश से मेल खाता है।
किसी विलयन में विलेय की सामग्री को व्यक्त करने का दूसरा तरीका मोलर सांद्रण (मोलरिटी) है।
किसी पदार्थ की मोलर सांद्रता, या किसी विलयन की मोलरता, यह दर्शाती है कि किसी विलयन के 1 लीटर (1 डीएम 3) में कितने मोल विलेय हैं।
जहाँ C(X) विलेय X (mol/l) की मोलर सांद्रता है;
n(X) घुलित पदार्थ X (mol) की रासायनिक मात्रा है;
वी समाधान - समाधान की मात्रा (एल)।
उदाहरण 5.1समाधान में एच 3 पीओ 4 की दाढ़ एकाग्रता की गणना करें, यदि यह ज्ञात है कि एच 3 पीओ 4 का द्रव्यमान अंश 60% है, और समाधान का घनत्व 1.43 ग्राम / एमएल है।
प्रतिशत एकाग्रता की परिभाषा के अनुसार
100 ग्राम घोल में 60 ग्राम फॉस्फोरिक एसिड होता है।
n (H 3 PO 4) \u003d m (H 3 PO 4) : M (H 3 PO 4) \u003d 60 g: 98 g / mol \u003d 0.612 mol;
वी समाधान \u003d एम समाधान: समाधान \u003d 100 ग्राम: 1.43 ग्राम / सेमी 3 \u003d 69.93 सेमी 3 \u003d 0.0699 एल;
सी (एच 3 पीओ 4) \u003d एन (एच 3 पीओ 4): वी समाधान \u003d 0.612 मोल: 0.0699 एल \u003d 8.755 मोल / एल।
उदाहरण 5.2 H 2 SO 4 का 0.5 M विलयन है। इस घोल में सल्फ्यूरिक एसिड का द्रव्यमान अंश क्या है? घोल का घनत्व 1 g/ml के बराबर लें।
दाढ़ एकाग्रता की परिभाषा के अनुसार
1 लीटर घोल में 0.5 mol H 2 SO 4 . होता है
(प्रविष्टि "0.5 M समाधान" का अर्थ है कि C (H 2 SO 4) \u003d 0.5 mol / l)।
एम समाधान = वी समाधान × समाधान = 1000 मिलीलीटर × 1 ग्राम / एमएल = 1000 ग्राम;
एम (एच 2 एसओ 4) \u003d एन (एच 2 एसओ 4) × एम (एच 2 एसओ 4) \u003d 0.5 मोल × 98 ग्राम / मोल \u003d 49 ग्राम;
(H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : m घोल \u003d 49 g: 1000 g \u003d 0.049 (4.9%)।
उदाहरण 5.3पानी की मात्रा और 1.84 ग्राम / एमएल के घनत्व के साथ एच 2 एसओ 4 का 96% घोल, एच 2 एसओ 4 के 60% घोल के 2 लीटर 1.5 ग्राम / एमएल के घनत्व के साथ तैयार करने के लिए लिया जाना चाहिए।
एक केंद्रित एक से पतला समाधान तैयार करने के लिए समस्याओं को हल करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रारंभिक समाधान (केंद्रित), पानी और परिणामी समाधान (पतला) में अलग-अलग घनत्व होते हैं। इस मामले में, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि मूल समाधान का वी + पानी का वी वी परिणामस्वरूप समाधान का,
क्योंकि एक सांद्र विलयन और पानी को मिलाने के दौरान, पूरे सिस्टम के आयतन में परिवर्तन (वृद्धि या कमी) होता है।
ऐसी समस्याओं के समाधान की शुरुआत तनु विलयन (अर्थात् वह घोल जिसे तैयार करने की आवश्यकता है) के मापदंडों का पता लगाने से होनी चाहिए: इसका द्रव्यमान, घुले हुए पदार्थ का द्रव्यमान, यदि आवश्यक हो, और घुले हुए पदार्थ की मात्रा।
एम 60% घोल = वी 60% घोल 60% घोल = 2000 मिली × 1.5 ग्राम/एमएल = 3000 ग्राम
60% घोल में m (H 2 SO 4) \u003d m 60% घोल w (H 2 SO 4) 60% घोल में \u003d 3000 g 0.6 \u003d 1800 g।
तैयार घोल में शुद्ध सल्फ्यूरिक एसिड का द्रव्यमान 96% घोल के उस हिस्से में सल्फ्यूरिक एसिड के द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए जिसे पतला घोल तैयार करने के लिए लिया जाना चाहिए। इस प्रकार से,
m (H 2 SO 4) 60% घोल में \u003d m (H 2 SO 4) 96% घोल में \u003d 1800 g।
m 96% घोल = m (H 2 SO 4) 96% घोल में: w (H 2 SO 4) 96% घोल में = 1800 g: 0.96 = 1875 g.
मी (एच 2 ओ) \u003d एम 40% घोल - एम 96% घोल \u003d 3000 ग्राम - 1875 ग्राम \u003d 1125 ग्राम।
वी 96% घोल \u003d एम 96% घोल: 96% घोल \u003d 1875 ग्राम: 1.84 ग्राम / मिली \u003d 1019 मिली » 1.02 एल।
वी पानी \u003d एम पानी: पानी \u003d 1125g: 1 ग्राम / एमएल \u003d 1125 मिलीलीटर \u003d 1.125 एल।
उदाहरण 5.4 CuCl 2 के 0.1 M घोल के 100 मिली और Cu (NO 3) 2 के 0.2 M घोल के 150 मिली को मिलाकर परिणामी घोल में Cu 2+, Cl - और NO 3 - आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें।
तनु विलयनों को मिलाने की समान समस्या को हल करते समय, यह समझना महत्वपूर्ण है कि तनु विलयनों का घनत्व लगभग समान होता है, लगभग पानी के घनत्व के बराबर। जब उन्हें मिलाया जाता है, तो सिस्टम का कुल आयतन व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है: एक तनु घोल का V 1 + तनु घोल का V 2 + ... "V परिणामी घोल का।
पहले समाधान में:
n (CuCl 2) \u003d C (CuCl 2) V CuCl 2 का घोल \u003d 0.1 mol / l × 0.1 l \u003d 0.01 mol;
CuCl 2 - मजबूत इलेक्ट्रोलाइट: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2Cl -;
इसलिए, n (Cu 2+) \u003d n (CuCl 2) \u003d 0.01 mol; n(Cl -) \u003d 2 × 0.01 \u003d 0.02 mol।
दूसरे समाधान में:
n (Cu (NO 3) 2) \u003d C (Cu (NO 3) 2) × V घोल Cu (NO 3) 2 \u003d 0.2 mol / l × 0.15 l \u003d 0.03 mol;
Cu(NO 3) 2 - मजबूत इलेक्ट्रोलाइट: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2NO 3 -;
इसलिए, n (Cu 2+) \u003d n (Cu (NO 3) 2) \u003d 0.03 mol; n (सं 3 -) \u003d 2 × 0.03 \u003d 0.06 मोल।
घोल मिलाने के बाद:
n(Cu2+) कुल। = 0.01 मोल + 0.03 मोल = 0.04 मोल;
वी आम। » Vsolution CuCl 2 + Vsolution Cu(NO 3) 2 \u003d 0.1 l + 0.15 l \u003d 0.25 l;
C(Cu 2+) = n(Cu 2+): Vtot। \u003d 0.04 मोल: 0.25 एल \u003d 0.16 मोल / एल;
सी (सीएल -) = एन (सीएल -): Vtot। \u003d 0.02 मोल: 0.25 एल \u003d 0.08 मोल / एल;
सी (नं 3 -) \u003d n (नं 3 -): वी कुल। \u003d 0.06 मोल: 0.25 एल \u003d 0.24 मोल / एल।
उदाहरण 5.5फ्लास्क में 684 मिलीग्राम एल्युमिनियम सल्फेट और 9.8% सल्फ्यूरिक एसिड घोल का 1 मिली 1.1 ग्राम / एमएल घनत्व के साथ मिलाया गया। परिणामी मिश्रण पानी में भंग कर दिया गया था; घोल की मात्रा पानी के साथ 500 मिली तक बनाई गई थी। परिणामी विलयन में H+, Al3+ SO4 2-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें।
भंग पदार्थों की मात्रा की गणना करें:
n (Al 2 (SO 4) 3) \u003d m (Al 2 (SO 4) 3) : M (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 0.684 g: 342 g mol \u003d 0.002 mol;
अल 2 (एसओ 4) 3 - मजबूत इलेक्ट्रोलाइट: अल 2 (एसओ 4) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2–;
इसलिए, n(Al 3+)=2×0.002 mol=0.004 mol; n (SO 4 2-) \u003d 3 × 0.002 मोल \u003d 0.006 मोल।
एच 2 एसओ 4 का एम समाधान = एच 2 एसओ 4 का वी समाधान एच 2 एसओ 4 का समाधान = 1 मिली × 1.1 ग्राम / एमएल \u003d 1.1 ग्राम;
एम (एच 2 एसओ 4) \u003d एम एच 2 एसओ 4 × डब्ल्यू (एच 2 एसओ 4) \u003d 1.1 ग्राम 0.098 \u003d 0.1078 ग्राम का समाधान।
n (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : M (H 2 SO 4) \u003d 0.1078 g: 98 g / mol \u003d 0.0011 mol;
एच 2 एसओ 4 एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है: एच 2 एसओ 4 ® 2 एच + + एसओ 4 2–।
इसलिए, n (SO 4 2-) \u003d n (H 2 SO 4) \u003d 0.0011 mol; n(H +) \u003d 2 × 0.0011 \u003d 0.0022 mol।
समस्या की स्थिति के अनुसार, परिणामी घोल की मात्रा 500 मिली (0.5 लीटर) है।
n(SO 4 2-) टोटल। \u003d 0.006 मोल + 0.0011 मोल \u003d 0.0071 मोल।
सी (अल 3+) \u003d एन (अल 3+): वी समाधान \u003d 0.004 मोल: 0.5 एल \u003d 0.008 मोल / एल;
सी (एच +) \u003d एन (एच +): वी समाधान \u003d 0.0022 मोल: 0.5 एल \u003d 0.0044 मोल / एल;
सी (एसओ 4 2-) \u003d n (एसओ 4 2-) कुल। : वी समाधान \u003d 0.0071 मोल: 0.5 एल \u003d 0.0142 मोल / एल।
उदाहरण 5.6आयरन (II) सल्फेट के 10% घोल के 3 लीटर तैयार करने के लिए फेरस सल्फेट (FeSO 4 7H 2 O) का कितना द्रव्यमान और पानी की कितनी मात्रा लेनी चाहिए। घोल का घनत्व 1.1 g/ml के बराबर लें।
तैयार किए जाने वाले घोल का द्रव्यमान है:
एम समाधान = वी समाधान समाधान = 3000 मिलीलीटर 1.1 ग्राम / एमएल = 3300 ग्राम।
इस घोल में शुद्ध लोहे (II) सल्फेट का द्रव्यमान है:
मी (FeSO 4) \u003d m घोल × w (FeSO 4) \u003d 3300 g × 0.1 \u003d 330 g।
निर्जल FeSO4 का समान द्रव्यमान क्रिस्टलीय हाइड्रेट की मात्रा में निहित होना चाहिए जिसे घोल तैयार करने के लिए लिया जाना चाहिए। दाढ़ द्रव्यमान M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 278 g / mol और M (FeSO 4) \u003d 152 g / mol की तुलना से,
हमें अनुपात मिलता है:
278 g FeSO 4 7H 2 O में 152 g FeSO 4 है;
FeSO 4 7H 2 O के x g में FeSO 4 का 330 ग्राम होता है;
x \u003d (278 330) : 152 \u003d 603.6 ग्राम।
मी पानी \u003d मी घोल - मी फेरस सल्फेट \u003d 3300 ग्राम - 603.6 ग्राम \u003d 2696.4 ग्राम।
इसलिये पानी का घनत्व 1 ग्राम / मिली है, तो घोल तैयार करने के लिए पानी की मात्रा लेनी चाहिए: वी पानी \u003d मीटर पानी: पानी \u003d 2696.4 ग्राम: 1 ग्राम / मिली \u003d 2696.4 मिली।
उदाहरण 5.7 15% Na 2 SO 4 घोल प्राप्त करने के लिए 10% सोडियम सल्फेट घोल (समाधान घनत्व 1.1 g / ml) के 500 मिलीलीटर में Glauber के नमक (Na 2 SO 4 10H 2 O) का कितना द्रव्यमान घोलना चाहिए?
मान लें कि ग्लौबर के नमक का x ग्राम Na 2 SO 4 10H 2 O आवश्यक है। तब परिणामी घोल का द्रव्यमान है:
m 15% घोल = m मूल (10%) घोल + m Glauber का नमक = 550 + x (g);
एम प्रारंभिक (10%) समाधान = वी 10% समाधान × ρ 10% समाधान = 500 मिलीलीटर × 1.1 ग्राम / एमएल = 550 ग्राम;
मूल (10%) समाधान में मी (ना 2 एसओ 4) \u003d एम 10% समाधान ए डब्ल्यू (ना 2 एसओ 4) \u003d 550 ग्राम 0.1 \u003d 55 ग्राम।
x के माध्यम से Na 2 SO 4 10H 2 O के x ग्राम में निहित शुद्ध Na 2 SO 4 के द्रव्यमान को व्यक्त करें।
एम (ना 2 एसओ 4 10एच 2 ओ) \u003d 322 ग्राम / मोल; एम (ना 2 एसओ 4) \u003d 142 ग्राम / मोल; फलस्वरूप:
322 ग्राम Na 2 SO 4 10H 2 O में 142 ग्राम निर्जल Na 2 SO 4 होता है;
Na 2 SO 4 10H 2 O के x g में m g निर्जल Na 2 SO 4 है।
एम(ना 2 एसओ 4) \u003d 142 एक्स: 322 \u003d 0.441 एक्स एक्स।
परिणामी घोल में सोडियम सल्फेट का कुल द्रव्यमान बराबर होगा:
मी (Na 2 SO 4) 15% घोल में = 55 + 0.441 × x (g)।
परिणामी समाधान में: 
= 0,15
, जहां से x = 94.5 g.
टास्क नंबर 6
तालिका 6 - कार्य संख्या 6 . की शर्तें
| विकल्प संख्या | शर्त पाठ |
| Na 2 SO 4 × 10H 2 O के 5 ग्राम को पानी में घोल दिया गया, और परिणामी घोल की मात्रा को पानी के साथ 500 मिली तक लाया गया। इस विलयन (ρ = 1 g/ml) में Na 2 SO 4 के द्रव्यमान अंश और Na + और SO 4 2-आयनों की दाढ़ सांद्रता की गणना करें। | |
| मिश्रित समाधान: 0.05M Cr 2 (SO 4) 3 का 100 मिली और 0.02M Na 2 SO 4 का 100 मिली। परिणामी विलयन में Cr 3+, Na + और SO4 2-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| 1.2 ग्राम/मिली घनत्व वाले 30% घोल के 2 लीटर को तैयार करने के लिए पानी की कितनी मात्रा और सल्फ्यूरिक एसिड का 98% घोल (घनत्व 1.84 ग्राम/मिली) लिया जाना चाहिए? | |
| Na 2 CO 3 × 10H 2 O के 50 ग्राम को 400 मिली पानी में घोल दिया गया। परिणामी घोल में Na + और CO 3 2-आयनों की दाढ़ सांद्रता और Na 2 CO 3 का द्रव्यमान अंश क्या है (ρ = 1.1) जी / एमएल)? | |
| मिश्रित समाधान: 0.05 एम अल 2 (एसओ 4) 3 के 150 मिलीलीटर और 0.01 एम निसो 4 के 100 मिलीलीटर। परिणामी विलयन में Al 3+, Ni 2+, SO 4 2- आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| 4 एम विलयन (घनत्व 1.1 ग्राम/मिली) के 500 मिलीलीटर को तैयार करने के लिए कितने मात्रा में पानी और नाइट्रिक एसिड के 60% घोल (घनत्व 1.4 ग्राम/मिली) की आवश्यकता होगी? | |
| 1.05 ग्राम / एमएल के घनत्व के साथ कॉपर सल्फेट के 5% घोल के 500 मिलीलीटर तैयार करने के लिए कॉपर सल्फेट (CuSO 4 × 5H 2 O) के कितने द्रव्यमान की आवश्यकता होती है? | |
| एचसीएल के 36% घोल (ρ = 1.2 ग्राम/एमएल) का 1 मिली और ZnCl 2 के 0.5 एम घोल के 10 मिली को फ्लास्क में मिलाया गया। परिणामी घोल की मात्रा को पानी के साथ 50 मिली तक लाया गया। परिणामी विलयन में H+, Zn 2+, Cl-आयनों की मोलर सांद्रताएँ क्या हैं? | |
| एक घोल (ρ »1 g / ml) में Cr 2 (SO 4) 3 का द्रव्यमान अंश क्या है, यदि यह ज्ञात हो कि इस घोल में सल्फेट आयनों की दाढ़ सांद्रता 0.06 mol / l है? | |
| 10% NaOH घोल (ρ= 1.1 g/ml) के 2 लीटर तैयार करने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड के पानी और 10 M घोल (ρ=1.45 g/ml) की कितनी मात्रा की आवश्यकता होगी? | |
| 10% आयरन (II) सल्फेट घोल (समाधान घनत्व 1.2 g / ml) के 10 लीटर पानी को वाष्पित करके कितने ग्राम फेरस सल्फेट FeSO 4 × 7H 2 O प्राप्त किया जा सकता है? | |
| मिश्रित समाधान: 0.1 एम सीआर 2 (एसओ 4) 3 के 100 मिलीलीटर और 0.2 एम क्यूएसओ 4 के 50 मिलीलीटर। परिणामी विलयन में Cr 3+, Cu 2+, SO 4 2- आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। |
तालिका 6 जारी है
| विकल्प संख्या | शर्त पाठ |
| 1.35 ग्राम / एमएल के घनत्व के साथ पानी की मात्रा और फॉस्फोरिक एसिड के 40% घोल को एच 3 पीओ 4 के 5% घोल का 1 मीटर 3 तैयार करने की आवश्यकता होगी, जिसका घनत्व 1.05 ग्राम / एमएल है? | |
| Na 2 SO 4 × 10H 2 O के 16.1 ग्राम को पानी में घोल दिया गया और परिणामी घोल की मात्रा 250 मिली पानी के साथ लाया गया। परिणामी घोल में Na 2 SO 4 के द्रव्यमान अंश और मोलर सांद्रता की गणना करें (मान लें कि घोल का घनत्व 1 g/ml है)। | |
| मिश्रित घोल: 0.05 M Fe 2 (SO 4) 3 का 150 मिली और 0.1 M MgSO 4 का 100 मिली। परिणामी विलयन में Fe 3+, Mg 2+, SO4 2-आयनों की दाढ़ सांद्रता की गणना करें। | |
| 1.05 ग्राम/मिली घनत्व वाले 10% घोल के 500 मिलीलीटर को तैयार करने के लिए पानी की कितनी मात्रा और 36% हाइड्रोक्लोरिक एसिड (घनत्व 1.2 ग्राम/मिली) की आवश्यकता होती है? | |
| 20 ग्राम Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O को 200 मिली पानी में घोल दिया गया। परिणामी घोल में विलेय का द्रव्यमान अंश क्या है, जिसका घनत्व 1.1 g / ml है? इस विलयन में Al3+ और SO4 2-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| मिश्रित समाधान: 0.05 एम अल 2 (एसओ 4) 3 के 100 मिलीलीटर और 0.01 एम फे 2 (एसओ 4) 3 के 150 मिलीलीटर। परिणामी विलयन में Fe 3+, Al 3+ और SO 4 2-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| 0.5 लीटर टेबल सिरका तैयार करने के लिए पानी की कितनी मात्रा और एसिटिक एसिड (घनत्व 1.07 ग्राम/एमएल) के 80% घोल की आवश्यकता होगी, जिसमें एसिड का द्रव्यमान अंश 7% है? टेबल विनेगर का घनत्व 1 g/ml के बराबर लें। | |
| फेरस सल्फेट के 3% घोल के 100 मिलीलीटर को तैयार करने के लिए फेरस सल्फेट (FeSO 4 × 7H 2 O) के कितने द्रव्यमान की आवश्यकता होती है? घोल का घनत्व 1 g/ml है। | |
| फ्लास्क में 36% एचसीएल घोल के 2 मिली (घनत्व 1.2 ग्राम/सेमी 3) और 20 मिली 0.3 एम क्यूसीएल 2 घोल मिलाया गया। परिणामी घोल की मात्रा को पानी के साथ 200 मिली तक लाया गया। परिणामी विलयन में H+, Cu 2+ और Cl-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| एक घोल में अल 2 (SO 4) 3 की प्रतिशत सांद्रता क्या है जिसमें सल्फेट आयनों की दाढ़ सांद्रता 0.6 mol / l है। घोल का घनत्व 1.05 g/ml है। | |
| 1.1 ग्राम/एमएल घनत्व के साथ 10% KOH समाधान के 500 मिलीलीटर तैयार करने के लिए पानी की मात्रा और 10 एम केओएच समाधान (समाधान घनत्व 1.4 ग्राम/मिली) की आवश्यकता होगी? | |
| कॉपर सल्फेट CuSO 4 × 5H 2 O के 15 लीटर 8% कॉपर सल्फेट के घोल से पानी को वाष्पित करके कितने ग्राम कॉपर सल्फेट प्राप्त किया जा सकता है, जिसका घनत्व 1.1 g / ml है? | |
| मिश्रित समाधान: 0.025 M Fe 2 (SO 4) 3 के 200 मिलीलीटर और 0.05 M FeCl 3 के 50 मिलीलीटर। परिणामी विलयन में Fe 3+, Cl-, SO4 2- आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| H 3 PO 4 (घनत्व 1.1 g/ml) के 10% घोल का 0.25 m 3 तैयार करने के लिए H 3 PO 4 (घनत्व 1.6 g/ml) के कितने आयतन और 70% घोल की आवश्यकता होगी? | |
| अल 2 (एसओ 4) 3 × 18 एच 2 ओ के 6 ग्राम को 100 मिलीलीटर पानी में भंग कर दिया गया था। अल 2 (एसओ 4) 3 के द्रव्यमान अंश और अल 3+ और एसओ 4 2-आयनों के दाढ़ सांद्रता की गणना करें। परिणामी घोल, जिसका घनत्व 1 ग्राम / मिली . है | |
| मिश्रित समाधान: 0.1 एम सीआर 2 (एसओ 4) 3 के 50 मिलीलीटर और 0.02 एम सीआर (एनओ 3) 3 के 200 मिलीलीटर। परिणामी विलयन में Cr 3+, NO 3 -, SO 4 2- आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। | |
| 1.05 ग्राम/एमएल घनत्व के साथ 8% घोल का 1 लीटर तैयार करने के लिए पर्क्लोरिक एसिड (घनत्व 1.4 ग्राम/मिली) और पानी के 50% घोल की कितनी मात्रा की आवश्यकता है? | |
| 5% सोडियम सल्फेट घोल प्राप्त करने के लिए कितने ग्राम ग्लौबर नमक Na 2 SO 4 × 10H 2 O को 200 मिली पानी में घोलना चाहिए? | |
| एच 2 एसओ 4 (समाधान घनत्व 1.7 ग्राम / एमएल) के 80% समाधान के 1 मिलीलीटर और सीआर 2 (एसओ 4) 3 के 5000 मिलीग्राम को फ्लास्क में जोड़ा गया था। मिश्रण पानी में घुल गया था; समाधान की मात्रा 250 मिलीलीटर तक लाई गई थी। परिणामी विलयन में H+, Cr 3+ और SO4 2-आयनों की मोलर सांद्रता की गणना करें। |
तालिका 6 जारी है
रासायनिक संतुलन
सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को 2 समूहों में विभाजित किया जा सकता है: अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं, अर्थात। अभिक्रियाएँ तब तक जारी रहती हैं जब तक कि कम से कम एक अभिकारक पदार्थ का पूर्ण उपभोग न हो जाए, और प्रतिवर्ती अभिक्रियाएँ जिनमें कोई भी अभिकारक पूरी तरह से उपभोग न हो जाए। यह इस तथ्य के कारण है कि एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया आगे और पीछे दोनों दिशाओं में आगे बढ़ सकती है। प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया का एक उत्कृष्ट उदाहरण नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया का संश्लेषण है:
एन 2 + 3 एच 2 ⇆ 2 एनएच 3।
प्रतिक्रिया की शुरुआत में, सिस्टम में प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता अधिकतम होती है; इस समय, अग्र अभिक्रिया की दर भी अधिकतम होती है। प्रतिक्रिया की शुरुआत में, सिस्टम में अभी भी कोई प्रतिक्रिया उत्पाद नहीं हैं (इस उदाहरण में, अमोनिया), इसलिए, रिवर्स प्रतिक्रिया की दर शून्य है। जैसे-जैसे प्रारंभिक पदार्थ एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, उनकी सांद्रता कम हो जाती है, इसलिए प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर भी कम हो जाती है। प्रतिक्रिया उत्पाद की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ती है, इसलिए, रिवर्स प्रतिक्रिया की दर भी बढ़ जाती है। कुछ समय बाद अग्र अभिक्रिया की दर प्रतिलोम की दर के बराबर हो जाती है। प्रणाली की इस स्थिति को कहा जाता है रासायनिक संतुलन की स्थिति. एक प्रणाली में पदार्थों की सांद्रता जो रासायनिक संतुलन की स्थिति में होती है, कहलाती है संतुलन सांद्रता. रासायनिक संतुलन की स्थिति में एक प्रणाली की मात्रात्मक विशेषता है निरंतर संतुलन.
किसी भी उत्क्रमणीय अभिक्रिया के लिए a + b B+ ... p P + q Q + …, रासायनिक संतुलन स्थिरांक (K) के व्यंजक को भिन्न के रूप में लिखा जाता है, जिसके अंश में अभिक्रिया उत्पादों की साम्यावस्था सांद्रता होती है। , और हर में शुरुआती पदार्थों की संतुलन सांद्रता होती है, इसके अलावा, प्रत्येक पदार्थ की एकाग्रता को प्रतिक्रिया समीकरण में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के बराबर शक्ति तक बढ़ाया जाना चाहिए।
उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए एन 2 + 3 एच 2 2 एनएच 3।
यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि संतुलन स्थिरांक की अभिव्यक्ति में केवल गैसीय पदार्थों या पदार्थों की संतुलन सांद्रता शामिल है जो भंग अवस्था में हैं . एक ठोस की सांद्रता को स्थिर माना जाता है और इसे संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्ति में नहीं लिखा जाता है।
CO2 (गैस) + C (ठोस) 2CO (गैस)
सीएच 3 सीओओएच (समाधान) सीएच 3 सीओओ - (समाधान) + एच + (समाधान)
बा 3 (पीओ 4) 2 (ठोस) 3 बा 2+ (संतृप्त घोल) + 2 पीओ 4 3- (संतृप्त घोल) के \u003d सी 3 (बा 2+) सी 2 (पीओ 4 3-)
एक संतुलन प्रणाली के मापदंडों की गणना से जुड़ी दो सबसे महत्वपूर्ण प्रकार की समस्याएं हैं:
1) प्रारंभिक पदार्थों की प्रारंभिक सांद्रता ज्ञात है; समस्या की स्थिति से, कोई भी उन पदार्थों की सांद्रता का पता लगा सकता है जिन्होंने संतुलन तक पहुंचने तक प्रतिक्रिया (या गठित) की है; समस्या में सभी पदार्थों की संतुलन सांद्रता और संतुलन स्थिरांक के संख्यात्मक मान की गणना करना आवश्यक है;
2) प्रारंभिक पदार्थों की प्रारंभिक सांद्रता और संतुलन स्थिरांक ज्ञात हैं। स्थिति में प्रतिक्रिया या गठित पदार्थों की सांद्रता पर डेटा नहीं होता है। प्रतिक्रिया में सभी प्रतिभागियों की संतुलन सांद्रता की गणना करना आवश्यक है।
ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए यह समझना आवश्यक है कि किसी की संतुलन एकाग्रता मूल प्रारंभिक सांद्रता से अभिक्रिया वाले पदार्थ की सांद्रता घटाकर पदार्थ पाया जा सकता है:
सी संतुलन \u003d सी प्रारंभिक - सी प्रतिक्रियाशील पदार्थ का।
संतुलन एकाग्रता प्रतिक्रिया उत्पाद संतुलन के समय बने उत्पाद की सांद्रता के बराबर है:
सी संतुलन \u003d परिणामी उत्पाद का सी।
इस प्रकार, एक संतुलन प्रणाली के मापदंडों की गणना करने के लिए, यह निर्धारित करने में सक्षम होना बहुत महत्वपूर्ण है कि संतुलन के समय तक प्रारंभिक पदार्थ की कितनी प्रतिक्रिया हुई थी और प्रतिक्रिया उत्पाद का कितना गठन किया गया था। अभिक्रिया और गठित पदार्थों की मात्रा (या एकाग्रता) निर्धारित करने के लिए, प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार स्टोइकोमेट्रिक गणना की जाती है।
उदाहरण 6.1संतुलन प्रणाली N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH 3 में नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की प्रारंभिक सांद्रता क्रमशः 3 mol/l और 4 mol/l है। जब तक रासायनिक संतुलन नहीं हुआ, तब तक इसकी प्रारंभिक मात्रा से 70% हाइड्रोजन प्रणाली में बनी रही। इस अभिक्रिया का साम्य स्थिरांक ज्ञात कीजिए।
यह समस्या की स्थितियों से निम्नानुसार है कि संतुलन तक पहुंचने तक, 30% हाइड्रोजन प्रतिक्रिया कर चुका था (समस्या 1 प्रकार):
4 मोल/ली एच 2 - 100%
एक्स मोल / एल एच 2 - 30%
x \u003d 1.2 mol / l \u003d C प्रोरीग। (एच2)
जैसा कि प्रतिक्रिया समीकरण से देखा जा सकता है, नाइट्रोजन को हाइड्रोजन से 3 गुना कम प्रतिक्रिया करनी चाहिए थी, अर्थात। पूर्व प्रतिक्रिया के साथ। (एन 2) \u003d 1.2 मोल / एल: 3 \u003d 0.4 मोल / एल। नाइट्रोजन की प्रतिक्रिया से 2 गुना अधिक अमोनिया बनता है:
छवियों से। (एनएच 3) \u003d 2 × 0.4 mol / l \u003d 0.8 mol / l
प्रतिक्रिया में सभी प्रतिभागियों की संतुलन सांद्रता इस प्रकार होगी:
बराबरी का (एच 2) \u003d सी प्रारंभिक। (एच 2) - सी प्रोरिएक्ट। (एच 2) \u003d 4 मोल / एल - 1.2 मोल / एल \u003d 2.8 मोल / एल;
बराबरी का (एन 2) \u003d सी भीख। (एन 2) - सी प्रोरिएक्ट। (एन 2) \u003d 3 मोल / एल - 0.4 मोल / एल \u003d 2.6 मोल / एल;
बराबरी का (एनएच 3) = सी छवियां। (एनएच 3) \u003d 0.8 मोल / एल।
संतुलन स्थिरांक = 
.
उदाहरण 6.2 H 2 + I 2 ⇆ 2 HI प्रणाली में हाइड्रोजन, आयोडीन और हाइड्रोजन आयोडीन की संतुलन सांद्रता की गणना करें, यदि यह ज्ञात है कि H 2 और I 2 की प्रारंभिक सांद्रता क्रमशः 5 mol/l और 3 mol/l है, और संतुलन स्थिरांक 1 है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस समस्या (दूसरे प्रकार का कार्य) की स्थिति में, प्रतिक्रिया प्रारंभिक पदार्थों और गठित उत्पादों की सांद्रता के बारे में स्थिति कुछ नहीं कहती है। इसलिए, ऐसी समस्याओं को हल करते समय, कुछ प्रतिक्रियाशील पदार्थ की सांद्रता आमतौर पर x के रूप में ली जाती है।
मान लीजिए x mol/l H 2 ने साम्यावस्था के समय तक प्रतिक्रिया की है। फिर, प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार, x mol/l I 2 को प्रतिक्रिया करनी चाहिए, और 2x mol/l HI बनना चाहिए। प्रतिक्रिया में सभी प्रतिभागियों की संतुलन सांद्रता इस प्रकार होगी:
बराबरी का (एच 2) \u003d सी भीख। (एच 2) - सी प्रोरिएक्ट। (एच 2) \u003d (5 - एक्स) मोल / एल;
बराबरी का (आई 2) = सी भीख। (आई 2) - सी प्रोरिएक्ट। (आई 2) \u003d (3 - एक्स) मोल / एल;
बराबरी का (एचआई) = सी छवियां। (एचआई) = 2x मोल/ली।
4x2 = 15 - 8x + x2
3x2 + 8x - 15 = 0
x 1 = -3.94 x 2 = 1.27
केवल धनात्मक मूल x = 1.27 का भौतिक अर्थ है।
इसलिए, सी बराबर। (एच 2) \u003d (5 - एक्स) मोल / एल \u003d 5 - 1.27 \u003d 3.73 मोल / एल;
बराबरी का (I 2) \u003d (3 - x) mol / l \u003d 3 - 1.27 \u003d 1.73 mol / l;
बराबरी का (HI) \u003d 2x mol / l \u003d 2 1.27 \u003d 2.54 mol / l।
टास्क नंबर 7
तालिका 7 - कार्य संख्या 7 . की शर्तें
तालिका 7 जारी है
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को संकलित करते समय, निम्नलिखित दो महत्वपूर्ण नियमों का पालन किया जाना चाहिए:
नियम 1: किसी भी आयनिक समीकरण में, आवेश संरक्षण अवश्य देखा जाना चाहिए। इसका मतलब है कि समीकरण के बाईं ओर ("बाएं") सभी शुल्कों का योग समीकरण के दाईं ओर ("दाएं") के सभी शुल्कों के योग से मेल खाना चाहिए। यह नियम किसी भी आयनिक समीकरण पर लागू होता है, पूर्ण प्रतिक्रियाओं और अर्ध-प्रतिक्रियाओं दोनों के लिए।
बाएं से दाएं चार्ज
नियम 2: ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया में खोए हुए इलेक्ट्रॉनों की संख्या अपचयन अर्ध-अभिक्रिया में प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, इस खंड की शुरुआत में दिए गए पहले उदाहरण में (लौह और हाइड्रेटेड क्यूप्रस आयनों के बीच प्रतिक्रिया), ऑक्सीडेटिव अर्ध-प्रतिक्रिया में खोए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या दो है:
इसलिए, अपचयन अर्ध-अभिक्रिया में प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या भी दो के बराबर होनी चाहिए:
दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों से पूर्ण रेडॉक्स समीकरण प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है:
1. दो अर्ध-अभिक्रियाओं में से प्रत्येक के समीकरण अलग-अलग संतुलित होते हैं, और उपरोक्त नियम 1 को पूरा करने के लिए प्रत्येक समीकरण के बाएँ या दाएँ पक्ष में संगत इलेक्ट्रॉनों की संख्या जोड़ी जाती है।
2. दोनों अर्ध-अभिक्रियाओं के समीकरण एक-दूसरे के सापेक्ष संतुलित होते हैं ताकि एक प्रतिक्रिया में खोए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या दूसरी अर्ध-प्रतिक्रिया में प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर हो जाए, जैसा कि नियम 2 द्वारा आवश्यक है।
3. रेडॉक्स प्रतिक्रिया के लिए पूर्ण समीकरण प्राप्त करने के लिए दोनों अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को सारांशित किया जाता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को जोड़ना और परिणामी समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों से निकालना
इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या, हम पाते हैं
आइए नीचे दी गई अर्ध-अभिक्रियाओं के समीकरणों को संतुलित करें और अम्लीय पोटैशियम विलयन की सहायता से किसी लौह लवण के जलीय विलयन के फेरिक लवण में ऑक्सीकरण की रेडॉक्स अभिक्रिया के लिए एक समीकरण की रचना करें।
चरण 1. सबसे पहले, हम दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में से प्रत्येक के समीकरण को अलग-अलग संतुलित करते हैं। समीकरण (5) के लिए हमारे पास है
इस समीकरण के दोनों पक्षों को संतुलित करने के लिए, आपको इसके बाईं ओर पाँच इलेक्ट्रॉनों को जोड़ना होगा, या दाईं ओर से समान संख्या में इलेक्ट्रॉनों को घटाना होगा। उसके बाद हमें मिलता है
यह हमें निम्नलिखित संतुलित समीकरण लिखने की अनुमति देता है:
चूंकि इलेक्ट्रॉनों को समीकरण के बाईं ओर जोड़ा जाना था, यह एक कमी अर्ध-प्रतिक्रिया का वर्णन करता है।
समीकरण (6) के लिए, हम लिख सकते हैं
इस समीकरण को संतुलित करने के लिए, आप इसके दाईं ओर एक इलेक्ट्रॉन जोड़ सकते हैं। फिर
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