Sztöchiometriai együttható. Sztöchiometrikus együtthatók meghatározása a redoxreakciók egyenleteiben

A kémiai folyamatok számításánál minden mennyiségi arány a reakciók sztöchiometriáján alapul. Az ilyen számításokban kényelmesebb az anyag mennyiségét molban vagy származtatott egységekben (kmol, mmol stb.) kifejezni. A vakond az egyik alapvető SI-mértékegység. Bármely anyag egy mólja megfelel a mennyiségének, számszerűen megegyezik a molekulatömeggel. Ezért a molekulatömeget ebben az esetben méretértéknek kell tekinteni, mértékegységekkel: g/mol, kg/kmol, kg/mol. Így például a nitrogén molekulatömege 28 g/mol, 28 kg/kmol, de 0,028 kg/mol.

Egy anyag tömege és moláris mennyisége ismert összefüggésekkel függ össze

N A \u003d m A / M A; m A = N A M A,

ahol N A az A komponens mennyisége, mol; m A ennek az alkatrésznek a tömege, kg;

M A - az A komponens molekulatömege, kg/mol.

Folyamatos folyamatokban az A anyag áramlása kifejezhető mol-

időegységre vetített mennyiség

ahol W A az A komponens moláris áramlása, mol/s; τ - idő, s.

Egy egyszerű reakcióhoz, amely szinte visszafordíthatatlanul megy végbe, általában sztöchiomet

ric egyenlet a formában van felírva

v A A + v B B = v R R + v S S.

Kényelmesebb azonban a sztöchiometrikus egyenletet algebrai formában felírni.

th, feltételezve, hogy a reaktánsok sztöchiometrikus együtthatói negatívak, és a reakciótermékek pozitívak:

Ezután minden egyszerű reakcióhoz a következő egyenlőségeket írhatjuk fel:

A „0” index a komponens kezdeti mennyiségére utal.

Ezek az egyenlőségek alapot adnak a következő anyagmérleg-egyenletek elkészítésére az összetevőre egy egyszerű reakcióhoz:

7.1. példa. A fenol ciklohexanollá történő hidrogénezési reakciója az egyenlet szerint megy végbe

C 6 H 5 OH + ZN 2 \u003d C 6 H 11 OH, vagy A + 3B \u003d R.

Számítsa ki a képződött termék mennyiségét, ha az A komponens kezdeti mennyisége 235 kg, a végső mennyiség pedig 18,8 kg

Megoldás: A reakciót így írjuk

R - A - ZV \u003d 0.

A komponensek molekulatömege: M A = 94 kg/kmol, M B = 2 kg/kmol ill.

MR = 100 kg/kmol. Ekkor a fenol moláris mennyisége a reakció elején és végén:

N A 0 = 235/94 \u003d 2,5; N A 0 = 18,8 / 94 \u003d 0,2; n \u003d (0,2 - 2,5) / (-1) \u003d 2,3.

A képződött ciklohexanol mennyisége egyenlő lesz

N R \u003d 0 + 1 ∙ 2,3 \u003d 2,3 kmol vagy m R = 100 2,3 \u003d 230 kg.

A rendszerükben sztöchiometrikusan független reakciók meghatározása a reakciókészülékek anyag- és hőszámításaiban azért szükséges, hogy kizárjuk azokat a reakciókat, amelyek ezek egy részének összege vagy különbsége. Egy ilyen értékelés a Gram-kritérium segítségével végezhető el legegyszerűbben.

A felesleges számítások elvégzésének elkerülése érdekében fel kell mérni, hogy a rendszer sztöchiometrikusan függő-e. Ezekhez a célokhoz szükséges:

Transzponálja a reakciórendszer eredeti mátrixát;

Szorozzuk meg az eredeti mátrixot a transzponáltal;

Számítsa ki a kapott négyzetmátrix determinánsát!

Ha ez a determináns nulla, akkor a reakciórendszer sztöchiometrikusan függő.

Példa 7.2. Van egy reakciórendszerünk:

FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O;

Fe 2O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O;

FeO + Fe 2 O 3 + 4H 2 \u003d 3Fe + 4H 2 O.

Ez a rendszer sztöchiometrikusan függő, mivel a harmadik reakció a másik kettő összege. Készítsünk mátrixot

A reakcióban részt vevő minden egyes anyag esetében a következő anyagmennyiségek vannak:

Az i-edik anyag kezdeti mennyisége (a reakció kezdete előtti anyag mennyisége);

Az i-edik anyag végső mennyisége (az anyag mennyisége a reakció végén);

A reagált (kiindulási anyagoknál) vagy képződött anyag (reakciótermékeknél) mennyisége.

Mivel egy anyag mennyisége nem lehet negatív, a kiindulási anyagoknál

Mivel >.

Reakciótermékeknél > tehát .

Sztöchiometrikus arányok - a reakcióegyenlet alapján kiszámított, reakcióban lévő anyagok vagy reakciótermékek mennyisége, tömege vagy térfogata (gázok esetén) aránya. A reakcióegyenletekkel végzett számítások a sztöchiometria alaptörvényén alapulnak: a reagáló vagy képződött anyagok mennyiségének aránya (mólban) megegyezik a reakcióegyenletben szereplő megfelelő együtthatók (sztöchiometrikus együtthatók) arányával.

Az egyenlettel leírt aluminoterm reakcióhoz:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe,

a reagált anyagok és reakciótermékek mennyisége összefügg, mint

A számításokhoz célszerűbb ennek a törvénynek egy másik megfogalmazását használni: a reakció eredményeként elreagált vagy képződött anyag mennyiségének sztöchiometrikus együtthatójához viszonyított aránya egy adott reakcióhoz állandó.

Általában a forma reakciójához

aA + bB = cC + dD,

ahol a kis betűk együtthatók, a nagy betűk pedig vegyi anyagokat jelölnek, a reagensek mennyisége a következőképpen függ össze:

Ennek az aránynak bármely két, egyenlőséggel összefüggő tagja egy kémiai reakció arányát alkotja: pl.

Ha a reakció képződő vagy elreagált anyagának tömege ismert a reakcióhoz, akkor mennyisége a képlettel meghatározható

majd a kémiai reakció arányát felhasználva megtalálhatjuk a reakció többi anyagára. Egy olyan anyagot, amelynek tömege vagy mennyisége alapján a reakcióban részt vevő többi résztvevő tömege, mennyisége vagy térfogata megtalálható, néha referenciaanyagnak nevezik.

Ha több reagens tömegét adjuk meg, akkor a maradék anyagok tömegének kiszámítása a hiányos, azaz a reakcióban teljesen elfogyó anyag szerint történik. Sztöchiometrikus mennyiségeknek nevezzük azokat az anyagok mennyiségét, amelyek pontosan megfelelnek a reakcióegyenletnek felesleg vagy hiány nélkül.

Így a sztöchiometrikus számításokkal kapcsolatos feladatokban a fő tevékenység a referenciaanyag megtalálása és mennyiségének kiszámítása, amely a reakció eredményeként bekerült vagy kialakult.

Egyedi szilárd anyag mennyiségének kiszámítása

ahol az egyedi A szilárd anyag mennyisége;

Egyedi A szilárd anyag tömege, g;

Az A anyag moláris tömege, g/mol.

Természetes ásványi anyag vagy szilárdanyag-keverék mennyiségének kiszámítása

Adjuk meg a természetes ásványi piritet, melynek fő komponense a FeS 2 . Ezen kívül a pirit összetétele szennyeződéseket is tartalmaz. A fő komponens vagy szennyeződések tartalma tömegszázalékban van megadva, például .

Ha ismert a főkomponens tartalma, akkor

Ha a szennyeződések tartalma ismert, akkor

ahol az egyedi anyag mennyisége FeS 2, mol;

A pirit ásvány tömege, g.

Hasonlóképpen számítjuk ki egy komponens mennyiségét szilárdanyag-keverékben, ha ismert a tömeghányadokban kifejezett tartalma.

A tiszta folyadék anyagmennyiségének kiszámítása

Ha ismert a tömeg, akkor a számítás hasonló az egyes szilárdtestekre vonatkozó számításokhoz.

Ha ismert a folyadék térfogata, akkor

1. Határozza meg ennek a térfogatú folyadéknak a tömegét:

m f = V f s f,

ahol m W a folyadék tömege g;

V W - folyadék térfogata, ml;

c w a folyadék sűrűsége, g/ml.

2. Határozza meg a folyadék móljainak számát:

Ez a technika bármilyen aggregált halmazállapotra alkalmas.

Határozzuk meg a H 2 O anyag mennyiségét 200 ml vízben.

Megoldás: ha a hőmérséklet nincs megadva, akkor a víz sűrűségét 1 g / ml-nek feltételezzük, akkor:

Számítsa ki az oldott anyag mennyiségét az oldatban, ha ismert a koncentrációja!

Ha ismert az oldott anyag tömeghányada, az oldat sűrűsége és térfogata, akkor

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra,

ahol m p-ra az oldat tömege, g;

V p-ra - az oldat térfogata, ml;

r-ra - az oldat sűrűsége, g / ml.

ahol az oldott anyag tömege, g;

Az oldott anyag tömeghányada százalékban kifejezve.

Határozzuk meg a salétromsav mennyiségét 500 ml 1,0543 g/ml sűrűségű 10%-os savas oldatban.

Határozza meg az oldat tömegét

m r-ra \u003d V r-ra s r-ra \u003d 500 1,0543 \u003d 527,150 g

Határozza meg a tiszta HNO 3 tömegét

Határozza meg a HNO 3 mólszámát!

Ha ismert az oldott anyag és az anyag moláris koncentrációja és az oldat térfogata, akkor

ahol az oldat térfogata, l;

Az i-edik anyag moláris koncentrációja az oldatban, mol/l.

Egyedi gáznemű anyag mennyiségének kiszámítása

Ha egy gáz halmazállapotú anyag tömege adott, akkor azt az (1) képlet alapján számítjuk ki.

Ha a normál körülmények között mért térfogatot adjuk meg, akkor a (2) képlet szerint, ha egy gáz halmazállapotú anyag térfogatát bármilyen más körülmények között mérjük, akkor a (3) képlet szerint a képletek a 6-7.

A sztöchiometrikus számítások alapjául szolgáló egyik legfontosabb kémiai fogalom az egy anyag kémiai mennyisége. Valamelyik X anyag mennyiségét n(X) jelöljük. Az anyag mennyiségének mértékegysége a anyajegy.

A mól egy anyagnak az a mennyisége, amely 6,02 10 23 molekulát, atomot, iont vagy más szerkezeti egységet tartalmaz, amelyek az anyagot alkotják.

Valamely X anyag egy móljának tömegét ún moláris tömeg M(X) ennek az anyagnak. Egy X anyag m(X) tömegének és moláris tömegének ismeretében a következő képlet segítségével számíthatjuk ki ennek az anyagnak a mennyiségét:

A 6.02 10 23 számot hívják Avogadro száma(Na); a mérete mol –1.

Az N a Avogadro-számot megszorozva az n(X) anyag mennyiségével, kiszámíthatjuk, hogy hány szerkezeti egység, például valamely X anyag N(X) molekulája:

N(X) = N a · n(X) .

A moláris tömeg fogalmával analóg módon bevezették a moláris térfogat fogalmát: moláris térfogat Valamely X anyag V m (X) értéke ennek az anyagnak egy móljának térfogata. A V(X) anyag térfogatának és moláris térfogatának ismeretében kiszámíthatjuk egy anyag kémiai mennyiségét:

A kémiában gyakran kell foglalkozni a gázok moláris térfogatával. Az Avogadro törvénye szerint minden azonos hőmérsékleten és azonos nyomáson vett gáz azonos térfogata azonos számú molekulát tartalmaz. Egyenlő körülmények között 1 mól bármely gáz azonos térfogatot foglal el. Normál körülmények között (n.s.) - 0 ° C hőmérséklet és 1 atmoszféra nyomás (101325 Pa) - ez a térfogat 22,4 liter. Így a n.o. V m (gáz) = 22,4 l/mol. Hangsúlyozni kell, hogy a 22,4 l/mol moláris térfogatértéket alkalmazzuk csak gázokhoz.

Az anyagok moláris tömegének és az Avogadro-számnak az ismerete lehetővé teszi bármely anyag molekulájának tömegét grammban kifejezni. Az alábbiakban egy példa látható a hidrogénmolekula tömegének kiszámítására.

1 mol gázhalmazállapotú hidrogén 6,02 10 23 H 2 molekulát tartalmaz, tömege 2 g (mivel M (H 2) \u003d 2 g / mol). Ennélfogva,

6,02·10 23 H 2 molekula tömege 2 g;

1 H 2 molekula tömege x g; x \u003d 3,32 10 -24 g.

A "mol" fogalmát széles körben használják a kémiai reakciók egyenletek szerinti számítások elvégzésére, mivel a reakcióegyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatók azt mutatják meg, hogy az anyagok milyen mólarányban reagálnak egymással és a reakció eredményeként keletkeznek.

Például a 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O reakcióegyenlet a következő információkat tartalmazza: 4 mol ammónia felesleg és hiány nélkül reagál 3 mol oxigénnel és 2 mol nitrogénnel és 6 mol. víz képződik.

4.1. példa Számítsa ki a 70,2 g kalcium-dihidrogén-foszfátot és 68 g kalcium-hidroxidot tartalmazó oldatok kölcsönhatása során keletkező csapadék tömegét! Milyen anyag marad feleslegben? Mekkora a tömege?

3 Ca(H 2 PO 4) 2 + 12 KOH ® Ca 3 (PO 4) 2 ¯ + 4 K 3 PO 4 + 12 H 2 O

A reakcióegyenletből látható, hogy 3 mol Ca(H 2 PO 4) 2 reagál 12 mol KOH-val. Számítsuk ki a reagáló anyagok mennyiségét, amelyeket a probléma feltétele szerint adunk meg:

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 12 mol KOH-t igényel

0,3 mol Ca (H 2 PO 4) 2-hez x mol KOH szükséges

x \u003d 1,2 mol - ennyi KOH-ra lesz szükség ahhoz, hogy a reakció felesleg és hiány nélkül menjen végbe. És a probléma körülményei szerint 1,215 mol KOH van. Ezért a KOH feleslegben van; a reakció után visszamaradó KOH mennyisége:

n(KOH) \u003d 1,215 mol - 1,2 mol = 0,015 mol;

tömege m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,015 mol × 56 g/mol = 0,84 g.

A keletkező reakciótermék (Ca 3 (PO 4) 2 csapadék) kiszámítását a hiányos anyag (jelen esetben Ca (H 2 PO 4) 2) szerint kell elvégezni, mivel ez az anyag reagál. teljesen. A reakcióegyenletből látható, hogy a keletkező Ca 3 (PO 4) 2 móljainak száma háromszor kisebb, mint a reagált Ca (H 2 PO 4) 2 móljainak száma:

n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,3 mol: 3 = 0,1 mol.

Ezért m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 0,1 mol × 310 g / mol = 31 g.

5. számú feladat

a) Számítsa ki az 5. táblázatban megadott reaktánsok kémiai mennyiségeit (a gáznemű anyagok térfogatát normál körülmények között adjuk meg);

b) rendezze el az együtthatókat egy adott reakciósémában, és a reakcióegyenlet segítségével határozza meg, hogy melyik anyag van feleslegben és melyikben hiányzik;

c) keresse meg az 5. táblázatban feltüntetett reakciótermék kémiai mennyiségét;

d) számítsa ki ennek a reakcióterméknek a tömegét vagy térfogatát (lásd az 5. táblázatot).

5. táblázat - Az 5. számú feladat feltételei

opció számát	Reaktív anyagok	Reakciós séma	Kiszámítja
	m(Fe)=11,2 g; V (Cl 2) \u003d 5,376 l	Fe + Cl 2 ® FeCl 3	m(FeCl 3)
	m(AI)=5,4 g; m(H2S04) = 39,2 g	Al + H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 + H 2	V(H2)
	V(CO)=20 liter; m(O 2) \u003d 20 g	CO+O2 ® CO2	V(CO2)
	m(AgNO3)=3,4 g; m(Na2S)=1,56 g	AgNO 3 + Na 2 S®Ag 2 S + NaNO 3	m(Ag 2 S)
	m(Na2C03)=53 g; m(HCl)=29,2 g	Na 2 CO 3 + HCl®NaCl+CO 2 + H 2 O	V(CO2)
	m (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 34,2 g; m (BaCl 2) \u003d 52 g	Al 2 (SO 4) 3 + BaCl 2 ®AlCl 3 + BaSO 4	m(BaSO4)
	m(KI)=3,32 g; V(Cl 2) \u003d 448 ml	KI+Cl 2 ® KCl+I 2	m(I2)
	m(CaCl2)=22,2 g; m(AgNO 3) \u003d 59,5 g	CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca (NO 3) 2	m(AgCl)
	m(H2)=0,48 g; V (O 2) \u003d 2,8 l	H 2 + O 2 ® H 2 O	m(H2O)
	m (Ba(OH)2) \u003d 3,42 g; V(HCl)=784 ml	Ba(OH) 2 +HCl ® BaCl 2 +H 2 O	m(BaCl2)

Az 5. táblázat folytatása

opció számát	Reaktív anyagok	Reakciós séma	Kiszámítja
	m(H3P04)=9,8 g; m(NaOH)=12,2 g	H 3 PO 4 + NaOH ® Na 3 PO 4 + H 2 O	m(Na3PO4)
	m(H2S04)=9,8 g; m(KOH)=11,76 g	H 2 SO 4 + KOH ® K 2 SO 4 + H 2 O	m(K 2 SO 4)
	V(Cl2)=2,24 l; m(KOH)=10,64 g	Cl 2 + KOH ® KClO + KCl + H 2 O	m(KClO)
	m ((NH 4) 2SO 4) \u003d 66 g; m (KOH) \u003d 50 g	(NH 4) 2 SO 4 + KOH® K 2 SO 4 + NH 3 + H 2 O	V(NH3)
	m(NH3)=6,8 g; V (O 2) \u003d 7,84 l	NH 3 + O 2 ® N 2 + H 2 O	V(N2)
	V(H2S)=11,2 l; m(O 2) = 8,32 g	H 2 S+O 2 ® S+H 2 O	Kisasszony)
	m(Mn02)=8,7 g; m(HCl)=14,2 g	MnO 2 + HCl ® MnCl 2 +Cl 2 + H 2 O	V(Cl2)
	m(AI)=5,4 g; V (Cl 2) \u003d 6,048 l	Al+Cl 2 ® AlCl 3	m(AlCl 3)
	m(AI)=10,8 g; m(HCl)=36,5 g	Al+HCl® AlCl3+H2	V(H2)
	m(P)=15,5 g; V (O 2) \u003d 14,1 l	P+O 2 ® P 2 O 5	m(P 2 O 5)
	m (AgNO 3) \u003d 8,5 g; m (K 2 CO 3) \u003d 4,14 g	AgNO 3 + K 2 CO 3 ®Ag 2 CO 3 + KNO 3	m(Ag 2 CO 3)
	m(K2C03)=69 g; m(HNO3) = 50,4 g	K 2 CO 3 + HNO 3 ®KNO 3 + CO 2 + H 2 O	V(CO2)
	m(AICI 3) = 2,67 g; m(AgNO 3) \u003d 8,5 g	AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al (NO 3) 3	m(AgCl)
	m(KBr)=2,38 g; V(Cl 2) \u003d 448 ml	KBr+Cl2® KCl+Br2	m(Br2)
	m(CaBr2)=40 g; m(AgNO 3) \u003d 59,5 g	CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca (NO 3) 2	m(AgBr)
	m(H2)=1,44 g; V (O 2) \u003d 8,4 l	H 2 + O 2 ® H 2 O	m(H2O)
	m (Ba (OH) 2) = 6,84 g; V (HI) = 1,568 l	Ba(OH) 2 +HI ® BaI 2 + H 2 O	m(BaI 2)
	m(H3P04)=9,8 g; m(KOH)=17,08 g	H 3 PO 4 + KOH ® K 3 PO 4 + H 2 O	m(K 3 PO 4)
	m(H2S04)=49 g; m(NaOH)=45 g	H 2 SO 4 + NaOH ® Na 2 SO 4 + H 2 O	m(Na 2SO 4)
	V(Cl2)=2,24 l; m(KOH)=8,4 g	Cl 2 + KOH ® KClO 3 + KCl + H 2 O	m(KClO 3)
	m(NH4CI)=43 g; m (Ca (OH) 2) \u003d 37 g	NH 4 Cl + Ca (OH) 2 ® CaCl 2 + NH 3 + H 2 O	V(NH3)
	V(NH 3) \u003d 8,96 l; m(O 2) = 14,4 g	NH 3 + O 2 ® NO + H 2 O	V(NEM)
	V(H2S)=17,92 l; m(O 2) \u003d 40 g	H 2 S + O 2 ® SO 2 + H 2 O	V(SO2)
	m(Mn02)=8,7 g; m(HBr)=30,8 g	MnO 2 + HBr ® MnBr 2 +Br 2 + H 2 O	m(MnBr 2)
	m(Ca)=10 g; m(H20)=8,1 g	Ca + H 2 O ® Ca (OH) 2 + H 2	V(H2)

MEGOLDÁS KONCENTRÁCIÓ

Az általános kémia tantárgy keretében a hallgatók az oldatok koncentrációjának kifejezésének 2 módját tanulják meg - tömegtört és moláris koncentráció.

Az oldott anyag tömeghányada Az X-et az anyag tömegének az oldat tömegéhez viszonyított arányaként számítjuk ki:

,

ahol ω(X) az X oldott anyag tömeghányada;

m(X) az oldott X anyag tömege;

m oldat - az oldat tömege.

Egy anyagnak a fenti képlet szerint számított tömeghányada egy egység törtrészében kifejezett dimenzió nélküli mennyiség (0< ω(X) < 1).

A tömeghányad nemcsak egy egység törtrészében, hanem százalékban is kifejezhető. Ebben az esetben a számítási képlet így néz ki:

A százalékban kifejezett tömegtört gyakran ún százalékos koncentráció . Nyilvánvaló, hogy az oldott anyag százalékos koncentrációja 0%.< ω(X) < 100%.

A százalékos koncentráció azt mutatja meg, hogy az oldat 100 tömegrésze hány tömegrészt tartalmaz oldott anyagból. Ha tömegegységnek a grammot választja, akkor ez a meghatározás így is felírható: a százalékos koncentráció azt mutatja meg, hogy 100 gramm oldat hány gramm oldott anyagot tartalmaz.

Nyilvánvaló, hogy például egy 30%-os oldat egy oldott anyag 0,3-mal egyenlő tömeghányadának felel meg.

Az oldatban lévő oldott anyag tartalmának kifejezésének másik módja a moláris koncentráció (molaritás).

Az anyag moláris koncentrációja vagy az oldat molaritása megmutatja, hogy 1 liter (1 dm 3) oldat hány mol oldott anyagot tartalmaz.

ahol C(X) az X oldott anyag moláris koncentrációja (mol/l);

n(X) az X oldott anyag kémiai mennyisége (mol);

V oldat - az oldat térfogata (l).

5.1. példa Számítsa ki a H 3 PO 4 moláris koncentrációját az oldatban, ha ismert, hogy a H 3 PO 4 tömeghányada 60%, és az oldat sűrűsége 1,43 g/ml.

A százalékos koncentráció meghatározása szerint

100 g oldat 60 g foszforsavat tartalmaz.

n (H 3 PO 4) \u003d m (H 3 PO 4) : M (H 3 PO 4) \u003d 60 g: 98 g/mol = 0,612 mol;

V oldat \u003d m oldat: ρ oldat \u003d 100 g: 1,43 g / cm 3 \u003d 69,93 cm 3 \u003d 0,0699 l;

C (H 3 PO 4) \u003d n (H 3 PO 4): V oldat \u003d 0,612 mol: 0,0699 l = 8,755 mol / l.

5.2. példa 0,5 M H 2 SO 4 oldat van. Mekkora a kénsav tömeghányada ebben az oldatban? Vegyük az oldat sűrűségét 1 g/ml-nek.

A moláris koncentráció meghatározása szerint

1 liter oldat 0,5 mol kén-szulfátot tartalmaz

(A „0,5 M oldat” bejegyzés azt jelenti, hogy C (H 2 SO 4) \u003d 0,5 mol / l).

m oldat = V oldat × ρ oldat = 1000 ml × 1 g/ml = 1000 g;

m (H 2 SO 4) = n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4) = 0,5 mol × 98 g / mol \u003d 49 g;

ω (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : m oldat = 49 g: 1000 g = 0,049 (4,9%).

5.3. példa Mekkora térfogatú vizet és 1,84 g / ml sűrűségű 96% -os H 2 SO 4 oldatot kell venni 2 liter 60% -os, 1,5 g / ml sűrűségű H 2 SO 4 oldat elkészítéséhez.

A tömény oldatból hígított oldat elkészítésével kapcsolatos problémák megoldása során figyelembe kell venni, hogy a kiindulási oldat (tömény), a víz és a kapott oldat (hígított) sűrűsége eltérő. Ebben az esetben figyelembe kell venni, hogy V az eredeti oldatból + V víz ≠ V a kapott oldatból,

mert a tömény oldat és a víz összekeverése során az egész rendszer térfogatában változás (növekedés vagy csökkenés) következik be.

Az ilyen problémák megoldását a híg oldat (azaz az elkészítendő oldat) paramétereinek: tömegének, szükség esetén az oldott anyag tömegének és az oldott anyag mennyiségének a megállapításával kell kezdeni.

M 60%-os oldat = V 60%-os oldat ∙ ρ 60%-os oldat = 2000 ml × 1,5 g/ml = 3000 g

m (H 2 SO 4) 60%-os oldatban \u003d m 60%-os oldatban w (H 2 SO 4) 60%-os oldatban = 3000 g 0,6 \u003d 1800 g.

Az elkészített oldatban lévő tiszta kénsav tömegének meg kell egyeznie a 96%-os oldat azon részében lévő kénsav tömegével, amelyet a híg oldat elkészítéséhez fel kell venni. És így,

m (H 2 SO 4) 60% -os oldatban \u003d m (H 2 SO 4) 96% -os oldatban \u003d 1800 g.

m 96%-os oldat = m (H 2 SO 4) 96%-os oldatban: w (H 2 SO 4) 96%-os oldatban = 1800 g: 0,96 = 1875 g.

m (H 2 O) \u003d m 40%-os oldat - m 96%-os oldat = 3000 g - 1875 g \u003d 1125 g.

V 96%-os oldat \u003d m 96%-os oldat: ρ 96%-os oldat \u003d 1875 g: 1,84 g / ml \u003d 1019 ml » 1,02 l.

V víz \u003d m víz: ρ víz \u003d 1125g: 1 g / ml \u003d 1125 ml \u003d 1,125 l.

5.4. példa 100 ml 0,1 M CuCl 2 oldat és 150 ml 0,2 M Cu(NO 3) 2 oldat összekeverve Számítsa ki a Cu 2+, Cl - és NO 3 - ionok moláris koncentrációját a kapott oldatban!

A híg oldatok keverésének hasonló problémájának megoldása során fontos megérteni, hogy a híg oldatok sűrűsége megközelítőleg azonos, megközelítőleg megegyezik a víz sűrűségével. Keverésükkor a rendszer teljes térfogata gyakorlatilag nem változik: V 1 híg oldat + V 2 híg oldat + ... "V a kapott oldat V.

Az első megoldásban:

n (CuCl 2) \u003d C (CuCl 2) V CuCl 2 oldat \u003d 0,1 mol / l × 0,1 l \u003d 0,01 mol;

CuCl 2 - erős elektrolit: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2Cl -;

Ezért n (Cu 2+) \u003d n (CuCl 2) \u003d 0,01 mol; n(Cl-) = 2 × 0,01 \u003d 0,02 mol.

A második megoldásban:

n (Cu (NO 3) 2) \u003d C (Cu (NO 3) 2) × V oldat Cu (NO 3) 2 \u003d 0,2 mol / l × 0,15 l \u003d 0,03 mol;

Cu(NO 3) 2 - erős elektrolit: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2NO 3 -;

Ezért n (Cu 2+) \u003d n (Cu (NO 3) 2) \u003d 0,03 mol; n (NO 3 -) = 2 × 0,03 \u003d 0,06 mol.

Az oldatok összekeverése után:

n(Cu2+)tot. = 0,01 mol + 0,03 mol = 0,04 mol;

V gyakori. » Voldat CuCl 2 + Voldat 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 mol: 0,25 l \u003d 0,16 mol / l;

C(Cl -) = n(Cl -) : Vtot. \u003d 0,02 mol: 0,25 l \u003d 0,08 mol / l;

C (NO 3 -) \u003d n (NO 3 -): V összesen. \u003d 0,06 mol: 0,25 l \u003d 0,24 mol / l.

5.5. példa 684 mg alumínium-szulfátot és 1 ml 9,8%-os, 1,1 g/ml sűrűségű kénsavoldatot adtunk a lombikba. A kapott elegyet vízben oldjuk; Az oldat térfogatát vízzel 500 ml-re töltjük fel. Számítsa ki a kapott oldatban a H + , Al 3+ SO 4 2– ionok moláris koncentrációit!

Számítsa ki az oldott anyagok mennyiségét:

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 = 0,002 mol;

Al 2 (SO 4) 3 - erős elektrolit: Al 2 (SO 4) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2–;

Ezért n(Al3+)=2×0,002 mol=0,004 mol; n (SO 4 2–) \u003d 3 × 0,002 mol \u003d 0,006 mol.

m H 2 SO 4 oldat \u003d V H 2 SO 4 oldat × ρ H 2 SO 4 oldat \u003d 1 ml × 1,1 g / ml \u003d 1,1 g;

m (H 2 SO 4) \u003d m H 2 SO 4 oldat × w (H 2 SO 4) \u003d 1,1 g 0,098 \u003d 0,1078 g.

n (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : M (H 2 SO 4) = 0,1078 g: 98 g/mol = 0,0011 mol;

A H 2 SO 4 erős elektrolit: H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2–.

Ezért n (SO 4 2–) \u003d n (H 2 SO 4) \u003d 0,0011 mol; n(H+) = 2 × 0,0011 \u003d 0,0022 mol.

A probléma állapotától függően a kapott oldat térfogata 500 ml (0,5 l).

n(SO 4 2–) össz. \u003d 0,006 mol + 0,0011 mol \u003d 0,0071 mol.

C (Al 3+) \u003d n (Al 3+): V oldat \u003d 0,004 mol: 0,5 l \u003d 0,008 mol / l;

C (H+) \u003d n (H+) : V oldat = 0,0022 mol: 0,5 l = 0,0044 mol/l;

C (SO 4 2–) \u003d n (SO 4 2–) összesen. : V oldat \u003d 0,0071 mol: 0,5 l \u003d 0,0142 mol / l.

5.6. példa Mekkora tömegű vas-szulfátot (FeSO 4 7H 2 O) és mekkora mennyiségű vizet kell venni 3 liter 10%-os vas(II)-szulfát oldat elkészítéséhez. Vegyük az oldat sűrűségét 1,1 g/ml-nek.

Az elkészítendő oldat tömege:

m oldat = V oldat ∙ ρ oldat = 3000 ml ∙ 1,1 g/ml = 3300 g.

A tiszta vas(II)-szulfát tömege ebben az oldatban:

m (FeSO 4) \u003d m oldat × w (FeSO 4) \u003d 3300 g × 0,1 \u003d 330 g.

Ugyanennyi vízmentes FeSO 4 -ot kell tartalmaznia annak a kristályos hidrátnak, amelyet az oldat elkészítéséhez fel kell venni. Az M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 278 g/mol és M (FeSO 4) \u003d 152 g/mol moláris tömegek összehasonlításából,

az arányt kapjuk:

278 g FeSO 4 7H 2 O 152 g FeSO 4-et tartalmaz;

x g FeSO 4 7H 2 O 330 g FeSO 4-et tartalmaz;

x \u003d (278 330): 152 \u003d 603,6 g.

m víz \u003d m oldat - m vas-szulfát = 3300 g - 603,6 g \u003d 2696,4 g.

Mert a víz sűrűsége 1 g / ml, akkor az oldat elkészítéséhez szükséges víz térfogata: V víz \u003d m víz: ρ víz \u003d 2696,4 g: 1 g / ml \u003d 2696,4 ml.

5.7. példa Mekkora tömegű Glauber-sót (Na 2 SO 4 10H 2 O) kell feloldani 500 ml 10%-os nátrium-szulfát oldatban (az oldat sűrűsége 1,1 g/ml), hogy 15%-os Na 2 SO 4 oldatot kapjunk?

Legyen x gramm Na 2 SO 4 10H 2 O Glauber-só szükséges. Ekkor a kapott oldat tömege:

m 15%-os oldat = m eredeti (10%-os) oldat + m Glauber-só = 550 + x (g);

m kezdeti (10%-os) oldat = V 10%-os oldat × ρ 10%-os oldat = 500 ml × 1,1 g/ml = 550 g;

m (Na 2 SO 4) az eredeti (10%) oldatban \u003d m 10% oldat a w (Na 2 SO 4) \u003d 550 g 0,1 \u003d 55 g.

Fejezd ki x-szel a tiszta Na 2 SO 4 tömegét, amely x gramm Na 2 SO 4 10H 2 O-ban van.

M (Na 2SO 4 10H 2O) = 322 g/mol; M (Na 2SO 4) = 142 g/mol; ennélfogva:

322 g Na 2 SO 4 10H 2 O 142 g vízmentes Na 2 SO 4-et tartalmaz;

x g Na 2 SO 4 10H 2 O m g vízmentes Na 2 SO 4-et tartalmaz.

m (Na 2 SO 4) = 142 x: 322 \u003d 0,441 x x.

A nátrium-szulfát teljes tömege a kapott oldatban egyenlő lesz:

m (Na 2 SO 4) 15%-os oldatban = 55 + 0,441 × x (g).

A kapott megoldásban: = 0,15

, ahonnan x = 94,5 g.

6. számú feladat

6. táblázat - A 6. számú feladat feltételei

opció számát	Feltétel szövege
	5 g Na 2 SO 4 × 10H 2 O-t feloldunk vízben, és a kapott oldat térfogatát vízzel 500 ml-re tesszük. Számítsa ki ebben az oldatban a Na 2 SO 4 tömeghányadát (ρ = 1 g/ml), valamint a Na + és SO 4 2– ionok moláris koncentrációit!
	Vegyes oldatok: 100 ml 0,05 M Cr 2 (SO 4) 3 és 100 ml 0,02 M Na 2 SO 4. Számítsa ki a kapott oldatban a Cr 3+ , Na + és SO 4 2– ionok moláris koncentrációját!
	Mekkora térfogatú vizet és 98%-os oldatot (sűrűsége 1,84 g/ml) kénsavat kell venni 2 liter 1,2 g/ml sűrűségű 30%-os oldat elkészítéséhez?
	50 g Na 2 CO 3 × 10H 2 O-t 400 ml vízben oldottunk, mekkora a Na + és CO 3 2– ionok moláris koncentrációja és a Na 2 CO 3 tömeghányada a kapott oldatban (ρ = 1,1) g/ml)?
	Vegyes oldatok: 150 ml 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 és 100 ml 0,01 M NiSO 4. Számítsa ki az Al 3+, Ni 2+, SO 4 2- ionok moláris koncentrációit a kapott oldatban!
	Mekkora térfogatú víz és 60%-os oldat (sűrűsége 1,4 g/ml) salétromsav szükséges 500 ml 4 M oldat (sűrűsége 1,1 g/ml) elkészítéséhez?
	Mekkora tömegű réz-szulfát (CuSO 4 × 5H 2 O) szükséges 500 ml 1,05 g / ml sűrűségű 5%-os réz-szulfát oldat elkészítéséhez?
	1 ml 36%-os (ρ = 1,2 g/ml) HCl-oldatot és 10 ml 0,5 M ZnCl 2-oldatot adtunk a lombikba. A kapott oldat térfogatát vízzel 50 ml-re tesszük. Mekkora a H + , Zn 2+ , Cl - ionok moláris koncentrációja a kapott oldatban?
	Mekkora a Cr 2 (SO 4) 3 tömeghányada egy oldatban (ρ » 1 g / ml), ha ismert, hogy ebben az oldatban a szulfátionok moláris koncentrációja 0,06 mol / l?
	Mekkora térfogatú vízre és 10 M oldatra (ρ=1,45 g/ml) nátrium-hidroxidra van szükség 2 liter 10%-os NaOH-oldat (ρ=1,1 g/ml) elkészítéséhez?
	Hány gramm vas(II)-szulfát FeSO 4 × 7H 2 O nyerhető 10 liter 10%-os vas(II)-szulfát-oldatból (az oldat sűrűsége 1,2 g/ml) víz elpárologtatásával?
	Vegyes oldatok: 100 ml 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 és 50 ml 0,2 M CuSO 4. Számítsa ki a kapott oldatban a Cr 3+ , Cu 2+ , SO 4 2- ionok moláris koncentrációit!

A 6. táblázat folytatása

opció számát	Feltétel szövege
	Mekkora térfogatú vízre és 1,35 g / ml sűrűségű 40% -os foszforsav oldatra van szükség 1 m 3 5% -os H 3 PO 4 oldat elkészítéséhez, amelynek sűrűsége 1,05 g / ml?
	16,1 g Na 2 SO 4 × 10 H 2 O-t feloldunk vízben, és a kapott oldat térfogatát vízzel 250 ml-re tesszük. Számítsa ki a kapott oldatban a Na 2 SO 4 tömeghányadát és moláris koncentrációját (tegyük fel, hogy az oldat sűrűsége 1 g/ml).
	Vegyes oldatok: 150 ml 0,05 M Fe 2 (SO 4) 3 és 100 ml 0,1 M MgSO 4. Számítsa ki a kapott oldatban a Fe 3+ , Mg 2+ , SO 4 2– ionok moláris koncentrációit!
	Mekkora térfogatú víz és 36%-os sósav (sűrűsége 1,2 g/ml) szükséges 500 ml 10%-os, 1,05 g/ml sűrűségű oldat elkészítéséhez?
	20 g Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O-t feloldottunk 200 ml vízben, mekkora az oldott anyag tömeghányada a kapott oldatban, amelynek sűrűsége 1,1 g/ml? Számítsa ki az Al 3+ és SO 4 2– ionok moláris koncentrációját ebben az oldatban!
	Vegyes oldatok: 100 ml 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 és 150 ml 0,01 M Fe 2 (SO 4) 3 . Számítsa ki a kapott oldatban a Fe 3+ , Al 3+ és SO 4 2– ionok moláris koncentrációját!
	Mekkora térfogatú víz és 80%-os ecetsavoldat (sűrűsége 1,07 g/ml) szükséges 0,5 l asztali ecet elkészítéséhez, amelyben a sav tömegaránya 7%? Vegyük az asztali ecet sűrűségét 1 g/ml-nek.
	Mekkora tömegű vas-szulfát (FeSO 4 × 7H 2 O) szükséges 100 ml 3%-os vas-szulfát-oldat elkészítéséhez? Az oldat sűrűsége 1 g/ml.
	2 ml 36%-os HCl-oldatot (sűrűsége 1,2 g/cm 3 ) és 20 ml 0,3 M CuCl 2-oldatot adtunk a lombikba. A kapott oldat térfogatát vízzel 200 ml-re tesszük. Számítsa ki a kapott oldatban a H + , Cu 2+ és Cl - ionok moláris koncentrációját!
	Mennyi az Al 2 (SO 4) 3 százalékos koncentrációja olyan oldatban, amelyben a szulfátionok moláris koncentrációja 0,6 mol / l? Az oldat sűrűsége 1,05 g/ml.
	Mekkora térfogatú víz és 10 M KOH-oldat (oldatsűrűség 1,4 g/ml) szükséges 500 ml 1,1 g/ml sűrűségű 10%-os KOH-oldat elkészítéséhez?
	Hány gramm réz-szulfát CuSO 4 × 5H 2 O nyerhető 15 liter 8%-os réz-szulfát oldatból, amelynek sűrűsége 1,1 g/ml, víz elpárologtatásával?
	Vegyes oldatok: 200 ml 0,025 M Fe 2 (SO 4) 3 és 50 ml 0,05 M FeCl 3. Számítsa ki a kapott oldatban a Fe 3+ , Cl - , SO 4 2- ionok moláris koncentrációját!
	Mekkora térfogatú víz és 70%-os H 3 PO 4 oldat (sűrűsége 1,6 g/ml) szükséges 0,25 m 3 10%-os H 3 PO 4 oldat (sűrűsége 1,1 g/ml) elkészítéséhez?
	6 g Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O-t feloldottunk 100 ml vízben. így kapott oldat, amelynek sűrűsége 1 g/ml
	Vegyes oldatok: 50 ml 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 és 200 ml 0,02 M Cr(NO 3) 3. Számítsa ki a kapott oldatban a Cr 3+ , NO 3 - , SO 4 2- ionok moláris koncentrációit!
	Mekkora térfogatú 50%-os perklórsavoldat (sűrűsége 1,4 g/ml) és víz 1 liter 8%-os, 1,05 g/ml sűrűségű oldat elkészítéséhez?
	Hány gramm Na 2 SO 4 × 10H 2 O Glauber-sót kell feloldani 200 ml vízben, hogy 5%-os nátrium-szulfát oldatot kapjunk?
	1 ml 80%-os H 2 SO 4 oldatot (az oldat sűrűsége 1,7 g/ml) és 5000 mg Cr 2 (SO 4) 3 -ot adtunk a lombikba. Az elegyet vízben oldjuk; az oldat térfogatát 250 ml-re növeljük. Számítsa ki a kapott oldatban a H + , Cr 3+ és SO 4 2– ionok moláris koncentrációját!

A 6. táblázat folytatása

KÉMIAI EGYENSÚLY

Minden kémiai reakció 2 csoportra osztható: irreverzibilis reakciók, pl. olyan reakciók, amelyek legalább egy reagáló anyag teljes elfogyásáig tartanak, és olyan reverzibilis reakciók, amelyekben a reagáló anyagok egyike sem fogy el teljesen. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a reverzibilis reakció mind előre, mind hátrafelé haladhat. A reverzibilis reakció klasszikus példája az ammónia szintézise nitrogénből és hidrogénből:

N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3.

A reakció kezdetén a kiindulási anyagok koncentrációja a rendszerben maximális; ebben a pillanatban az előrehaladás sebessége is maximális. A reakció kezdetén még nincsenek reakciótermékek a rendszerben (ebben a példában ammónia), ezért a fordított reakció sebessége nulla. Ahogy a kiindulási anyagok kölcsönhatásba lépnek egymással, koncentrációjuk csökken, így a közvetlen reakció sebessége is csökken. A reakciótermék koncentrációja fokozatosan növekszik, ezért a fordított reakció sebessége is növekszik. Egy idő után az előre irányuló reakció sebessége megegyezik a fordított reakció sebességével. A rendszer ezen állapotát ún kémiai egyensúlyi állapot. A kémiai egyensúlyi állapotban lévő rendszerben lévő anyagok koncentrációit ún egyensúlyi koncentrációk. A kémiai egyensúlyi állapotban lévő rendszer mennyiségi jellemzője az egyensúlyi állandó.

Bármely a A + b B+ ... ⇆ p P + q Q + … reverzibilis reakcióra a kémiai egyensúlyi állandó (K) kifejezését törtként írjuk fel, amelynek számlálójában a reakciótermékek egyensúlyi koncentrációi szerepelnek. , és a nevezőben a kiindulási anyagok egyensúlyi koncentrációi szerepelnek, sőt, az egyes anyagok koncentrációját a reakcióegyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatóval megegyező hatványra kell emelni.

Például az N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 reakcióhoz.

Ezt szem előtt kell tartani az egyensúlyi állandó kifejezése csak gáz halmazállapotú vagy oldott állapotban lévő anyagok egyensúlyi koncentrációit tartalmazza . A szilárd anyag koncentrációját állandónak tekintjük, és nem írjuk be az egyensúlyi állandó kifejezésbe.

CO 2 (gáz) + C (szilárd) ⇆ 2CO (gáz)

CH 3 COOH (oldat) ⇆ CH 3 COO - (oldat) + H + (oldat)

Ba 3 (PO 4) 2 (szilárd) ⇆ 3 Ba 2+ (telített oldat) + 2 PO 4 3– (telített oldat) K \u003d C 3 (Ba 2+) C 2 (PO 4 3–)

Az egyensúlyi rendszer paramétereinek kiszámításával kapcsolatban két legfontosabb problématípus létezik:

1) a kiindulási anyagok kezdeti koncentrációja ismert; a probléma feltételéből megállapítható, hogy az egyensúly beálltáig milyen koncentrációban reagáltak (vagy alakultak ki) az anyagok; a feladatban ki kell számítani az összes anyag egyensúlyi koncentrációját és az egyensúlyi állandó számértékét;

2) a kiindulási anyagok kezdeti koncentrációja és az egyensúlyi állandó ismert. A feltétel nem tartalmaz adatokat a reagált vagy képződött anyagok koncentrációiról. Ki kell számítani a reakcióban résztvevő összes résztvevő egyensúlyi koncentrációját.

Az ilyen problémák megoldásához meg kell érteni, hogy az egyensúlyi koncentráció bármely a kezdeti Az anyagokat úgy találhatjuk meg, hogy a kezdeti koncentrációból levonjuk a reagált anyag koncentrációját:

C egyensúly \u003d C kezdeti - a reagált anyag C.

Egyensúlyi koncentráció reakciótermék egyenlő az egyensúlyi állapot pillanatában képződött termék koncentrációjával:

C egyensúly \u003d C a kapott termék.

Egy egyensúlyi rendszer paramétereinek kiszámításához tehát nagyon fontos, hogy meg tudjuk határozni, hogy az egyensúly létrejöttéig a kiindulási anyag mekkora része reagált és mennyi keletkezett a reakciótermékből. A reagált és képződött anyagok mennyiségének (vagy koncentrációjának) meghatározásához sztöchiometrikus számításokat végzünk a reakcióegyenlet szerint.

6.1. példa A nitrogén és a hidrogén kezdeti koncentrációja az N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH 3 egyensúlyi rendszerben 3 mol/l, illetve 4 mol/l. Mire a kémiai egyensúly létrejött, a kezdeti mennyiség 70%-a hidrogén maradt a rendszerben. Határozzuk meg ennek a reakciónak az egyensúlyi állandóját!

A probléma körülményeiből az következik, hogy mire az egyensúly létrejött, a hidrogén 30%-a reagált (1. problématípus):

4 mol/l H 2 - 100%

x mol / l H 2 - 30%

x \u003d 1,2 mol / l \u003d C proreag. (H2)

Amint a reakcióegyenletből látható, a nitrogénnek háromszor kevesebb reakcióba kellett volna lépnie, mint a hidrogénnek, pl. Proreact-tal. (N 2) \u003d 1,2 mol / l: 3 = 0,4 mol / l. Ammónia 2-szer több képződik, mint a nitrogén reakciója:

Képekből. (NH 3) \u003d 2 × 0,4 mol / l \u003d 0,8 mol / l

A reakcióban résztvevő összes résztvevő egyensúlyi koncentrációja a következő lesz:

Egyenlő (H 2) \u003d C kezdeti. (H 2) - C előreakt. (H 2) \u003d 4 mol/l - 1,2 mol/l = 2,8 mol/l;

Egyenlő (N 2) \u003d C beg. (N 2) – C proreact. (N 2) \u003d 3 mol / l - 0,4 mol / l = 2,6 mol / l;

Egyenlő (NH 3) = C képek. (NH 3) \u003d 0,8 mol/l.

Egyensúlyi állandó = .

6.2. példa Számítsa ki a hidrogén, a jód és a hidrogén-jód egyensúlyi koncentrációit a H 2 + I 2 ⇆ 2 HI rendszerben, ha ismert, hogy a H 2 és I 2 kezdeti koncentrációja 5 mol/l, illetve 3 mol/l! az egyensúlyi állandó pedig 1.

Megjegyzendő, hogy a probléma állapotában (2. típusú feladat) az állapot nem mond semmit a reagált kiindulási anyagok és a képződött termékek koncentrációjáról. Ezért az ilyen problémák megoldása során valamilyen reagált anyag koncentrációját általában x-nek veszik.

Hagyja, hogy x mol/l H 2 reagáljon, mire az egyensúly létrejön. Ekkor a reakcióegyenletből következően x mol/l I 2 -nek kell reagálnia, és 2x mol/l HI keletkezik. A reakcióban résztvevő összes résztvevő egyensúlyi koncentrációja a következő lesz:

Egyenlő (H 2) \u003d C beg. (H 2) - C előreakt. (H 2) \u003d (5-x) mol/l;

Egyenlő (I 2) = C beg. (I 2) – C proreact. (I 2) \u003d (3 - x) mol/l;

Egyenlő (HI) = C kép. (HI) = 2x mol/l.

4x2 = 15 - 8x + x2

3x2 + 8x - 15 = 0

x 1 = -3,94 x 2 = 1,27

Csak az x = 1,27 pozitív gyöknek van fizikai jelentése.

Ezért C egyenlő. (H 2) \u003d (5 - x) mol/l \u003d 5 - 1,27 \u003d 3,73 mol/l;

Egyenlő (I 2) \u003d (3 - x) mol / l \u003d 3 - 1,27 \u003d 1,73 mol / l;

Egyenlő (HI) \u003d 2x mol / l \u003d 2 1,27 \u003d 2,54 mol / l.

7. számú feladat

7. táblázat - A 7. számú feladat feltételei

A 7. táblázat folytatása

A redoxreakciók egyenleteinek összeállításakor a következő két fontos szabályt kell betartani:

1. szabály: Bármely ionos egyenletben figyelembe kell venni a töltés megmaradását. Ez azt jelenti, hogy az egyenlet bal oldalán ("bal") lévő összes töltés összegének meg kell egyeznie az egyenlet jobb oldalán lévő összes töltés összegével ("jobb"). Ez a szabály minden ionos egyenletre vonatkozik, mind a teljes reakciókra, mind a félreakciókra.

Töltés balról jobbra

2. szabály: Az oxidációs félreakcióban elvesztett elektronok számának meg kell egyeznie a redukciós félreakcióban nyert elektronok számával. Például a szakasz elején megadott első példában (a vas és a hidratált rézionok reakciója) az oxidatív félreakcióban elveszett elektronok száma kettő:

Ezért a redukciós félreakcióban megszerzett elektronok számának is egyenlőnek kell lennie kettővel:

A következő eljárással levezethető a teljes redox egyenlet a két félreakció egyenletéből:

1. A két félreakció egyenlete külön-külön kiegyensúlyozott, és a fenti 1. szabály teljesítése érdekében az egyes egyenletek bal vagy jobb oldalához hozzáadjuk a megfelelő számú elektront.

2. Mindkét félreakció egyenlete egymáshoz képest kiegyensúlyozott, így az egyik reakcióban elvesztett elektronok száma egyenlő lesz a másik félreakcióban nyert elektronok számával, a 2. szabály szerint.

3. A két félreakció egyenletét összeadva megkapjuk a redoxreakció teljes egyenletét. Például a fenti két félreakció egyenleteinek összegzése és a kapott egyenlet bal és jobb oldalának eltávolítása

egyenlő számú elektront találunk

Egyensúlyozzuk az alábbiakban megadott félreakciók egyenleteit, és alkossunk egy egyenletet bármely vassó vizes oldatának savas káliumoldat segítségével vassóvá történő oxidációjára.

1. szakasz. Először külön-külön kiegyenlítjük a két félreakció egyenletét. Az (5) egyenlethez megvan

Az egyenlet mindkét oldalának kiegyensúlyozásához öt elektront kell hozzáadnia a bal oldalához, vagy ki kell vonnia ugyanannyi elektront a jobb oldalról. Utána kapunk

Ez lehetővé teszi a következő kiegyensúlyozott egyenlet felírását:

Mivel az egyenlet bal oldalához elektronokat kellett hozzáadni, ez redukciós félreakciót ír le.

A (6) egyenletre felírhatjuk

Az egyenlet kiegyenlítéséhez hozzáadhat egy elektront a jobb oldalához. Azután