Ստոկիոմետրիայի գործակիցը. Ստոյխիոմետրիկ գործակիցների որոշում ռեդոքսային ռեակցիաների հավասարումներում

Քիմիական պրոցեսների հաշվարկման բոլոր քանակական հարաբերակցությունները հիմնված են ռեակցիաների ստոյքիոմետրիայի վրա։ Նման հաշվարկներում նյութի քանակությունն ավելի հարմար է արտահայտել մոլերով, կամ ստացված միավորներով (կմոլ, մմոլ և այլն)։ Խլուրդը SI հիմնական միավորներից մեկն է: Ցանկացած նյութի մեկ մոլը համապատասխանում է դրա քանակին, որը թվայինորեն հավասար է մոլեկուլային քաշին: Ուստի մոլեկուլային քաշն այս դեպքում պետք է դիտարկել որպես չափային արժեք միավորներով՝ գ/մոլ, կգ/կմոլ, կգ/մոլ։ Այսպիսով, օրինակ, ազոտի մոլեկուլային զանգվածը 28 գ/մոլ է, 28 կգ/կմոլ, բայց 0,028 կգ/մոլ։

Նյութի զանգվածային և մոլային քանակությունները կապված են հայտնի հարաբերություններով

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

որտեղ N A-ն A բաղադրիչի քանակն է, մոլ; m A-ն այս բաղադրիչի զանգվածն է, կգ;

M A - բաղադրիչ A-ի մոլեկուլային քաշը, կգ/մոլ.

Շարունակական գործընթացներում A նյութի հոսքը կարող է արտահայտվել նրա մոլ-

քանակություն մեկ միավորի ժամանակի համար

որտեղ W A-ն A բաղադրիչի մոլային հոսքն է, մոլ/վ; τ - ժամանակ, ս.

Պարզ ռեակցիայի համար, որն ընթանում է գրեթե անշրջելիորեն, սովորաբար ստոյխիոմետ

ric հավասարումը գրված է ձևով

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

Այնուամենայնիվ, ավելի հարմար է ստոյխիոմետրիկ հավասարումը գրել հանրահաշվի տեսքով

th, ենթադրելով, որ ռեակտիվների ստոյխիոմետրիկ գործակիցները բացասական են, իսկ ռեակցիայի արտադրանքները դրական են.

Այնուհետև յուրաքանչյուր պարզ ռեակցիայի համար կարող ենք գրել հետևյալ հավասարումները.

«0» ինդեքսը վերաբերում է բաղադրիչի սկզբնական քանակին:

Այս հավասարությունները հիմք են տալիս պարզ ռեակցիայի համար բաղադրիչի նյութական հաշվեկշռի հետևյալ հավասարումները ստանալու համար.

Օրինակ 7.1. Ֆենոլի հիդրոգենացման ռեակցիան ցիկլոհեքսանոլին ընթանում է համաձայն հավասարման

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

Հաշվե՛ք գոյացած արտադրանքի քանակը, եթե Ա բաղադրիչի սկզբնական քանակը 235 կգ է, իսկ վերջնական քանակը՝ 18,8 կգ։

Լուծում. Ռեակցիան գրում ենք այսպես

R - A - ZV \u003d 0.

Բաղադրիչների մոլեկուլային կշիռներն են՝ M A = 94 կգ/կմոլ, M B = 2 կգ/կմոլ և

M R = 100 կգ/կմոլ: Այնուհետև ռեակցիայի սկզբում և վերջում ֆենոլի մոլային քանակը կլինի.

N A 0 \u003d 235/94 \u003d 2.5; N A 0 \u003d 18.8 / 94 \u003d 0.2; n \u003d (0.2 - 2.5) / (-1) \u003d 2.3.

Ձևավորված ցիկլոհեքսանոլի քանակը հավասար կլինի

N R \u003d 0 + 1 ∙ 2,3 \u003d 2,3 կմոլ կամ m R \u003d 100 2,3 \u003d 230 կգ:

Նրանց համակարգում ստոյխիոմետրիկորեն անկախ ռեակցիաների որոշումը ռեակցիոն սարքերի նյութական և ջերմային հաշվարկներում անհրաժեշտ է՝ բացառելու ռեակցիաները, որոնք դրանցից մի քանիսի գումարն են կամ տարբերությունը։ Նման գնահատումը կարելի է ամենահեշտ իրականացնել՝ օգտագործելով Gram չափանիշը:

Ավելորդ հաշվարկներ չկատարելու համար պետք է գնահատել, թե արդյոք համակարգը ստոյխիոմետրիկորեն կախված է։ Այս նպատակների համար անհրաժեշտ է.

Փոխադրել ռեակցիայի համակարգի սկզբնական մատրիցը;

Բազմապատկել սկզբնական մատրիցը փոխադրվածով;

Հաշվի՛ր ստացված քառակուսի մատրիցայի որոշիչը։

Եթե ​​այս որոշիչը հավասար է զրոյի, ապա ռեակցիայի համակարգը ստոյխիոմետրիկորեն կախված է։

Օրինակ 7.2. Մենք ունենք արձագանքման համակարգ.

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

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

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

Այս համակարգը ստոյխիոմետրիկորեն կախված է, քանի որ երրորդ ռեակցիան մյուս երկուսի գումարն է: Եկեք մատրիցա կազմենք

Ռեակցիայի յուրաքանչյուր նյութի համար կան նյութի հետևյալ քանակությունները.

i-րդ ​​նյութի սկզբնական քանակությունը (նյութի քանակությունը մինչև ռեակցիայի մեկնարկը);

i-րդ ​​նյութի վերջնական քանակությունը (նյութի քանակությունը ռեակցիայի վերջում);

Արձագանքած (ելակետային նյութերի համար) կամ ձևավորված նյութի քանակը (ռեակցիայի արտադրանքի համար):

Քանի որ նյութի քանակը չի կարող բացասական լինել, սկզբնական նյութերի համար

Քանի որ >.

Ռեակցիայի արտադրանքի համար >, հետևաբար, .

Ստոյխիոմետրիկ հարաբերակցություններ - փոխազդող նյութերի կամ ռեակցիայի արգասիքների քանակությունների, զանգվածների կամ ծավալների (գազերի) միջև հարաբերությունները՝ հաշվարկված ռեակցիայի հավասարման հիման վրա։ Ռեակցիայի հավասարումների միջոցով հաշվարկները հիմնված են ստոյխիոմետրիայի հիմնական օրենքի վրա. արձագանքող կամ առաջացած նյութերի քանակների հարաբերակցությունը (մոլերով) հավասար է ռեակցիայի հավասարման համապատասխան գործակիցների հարաբերակցությանը (ստոկիոմետրիկ գործակիցներ):

Ալյումինոթերմային ռեակցիայի համար, որը նկարագրված է հավասարմամբ.

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

Արձագանքած նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի քանակները կապված են որպես

Հաշվարկների համար ավելի հարմար է օգտագործել այս օրենքի մեկ այլ ձևակերպում. ռեակցիայի արդյունքում արձագանքված կամ առաջացած նյութի քանակի հարաբերակցությունը նրա ստոյխիոմետրիկ գործակցին հաստատուն է տվյալ ռեակցիայի համար։

Ընդհանուր առմամբ, ձևի ռեակցիայի համար

aA + bB = cC + dD,

որտեղ փոքր տառերը նշանակում են գործակիցներ, իսկ մեծ տառերը նշանակում են քիմիական նյութեր, ռեակտիվների քանակությունը կապված է հետևյալով.

Այս հարաբերակցության ցանկացած երկու անդամ, որոնք կապված են հավասարության վրա, կազմում են քիմիական ռեակցիայի համամասնությունը.

Եթե ​​ռեակցիայի առաջացած կամ արձագանքած նյութի զանգվածը հայտնի է ռեակցիայի համար, ապա դրա քանակը կարելի է գտնել բանաձևով.

իսկ հետո, օգտագործելով քիմիական ռեակցիայի համամասնությունը, կարելի է գտնել ռեակցիայի մնացած նյութերի համար: Այն նյութը, որի զանգվածով կամ քանակով հայտնաբերված են ռեակցիայի այլ մասնակիցների զանգվածները, քանակները կամ ծավալները, երբեմն կոչվում է տեղեկատու նյութ։

Եթե ​​տրված են մի քանի ռեակտիվների զանգվածներ, ապա մնացած նյութերի զանգվածների հաշվարկն իրականացվում է ըստ այն նյութի, որը պակասում է, այսինքն՝ ամբողջությամբ սպառվում է ռեակցիայի մեջ։ Նյութերի այն քանակությունները, որոնք ճշգրտորեն համապատասխանում են ռեակցիայի հավասարմանը, առանց ավելցուկի կամ անբավարարության, կոչվում են ստոյխիոմետրիկ մեծություններ:

Այսպիսով, ստոյխիոմետրիկ հաշվարկների հետ կապված առաջադրանքներում հիմնական գործողությունը հղման նյութի հայտնաբերումն է և դրա քանակի հաշվարկը, որը մուտք է գործել կամ ձևավորվել ռեակցիայի արդյունքում:

Առանձին պինդ նյութի քանակի հաշվարկ

որտեղ է առանձին պինդ A-ի քանակը;

Առանձին պինդ A-ի զանգված, գ;

A նյութի մոլային զանգված, գ/մոլ.

Բնական հանքանյութի կամ պինդ նյութերի խառնուրդի քանակի հաշվարկ

Թող տրվի բնական հանքային պիրիտը, որի հիմնական բաղադրիչը FeS 2-ն է։ Բացի դրանից, պիրիտի բաղադրությունը ներառում է կեղտեր: Հիմնական բաղադրիչի կամ կեղտերի պարունակությունը նշվում է զանգվածային տոկոսով, օրինակ՝ .

Եթե ​​հայտնի է հիմնական բաղադրիչի պարունակությունը, ապա

Եթե ​​կեղտերի պարունակությունը հայտնի է, ապա

որտեղ է առանձին նյութի FeS 2, մոլի քանակը;

Հանքանյութի պիրիտի զանգվածը, գ.

Նմանապես, բաղադրիչի քանակությունը պինդ նյութերի խառնուրդում հաշվարկվում է, եթե հայտնի է դրա պարունակությունը զանգվածային կոտորակներում:

Մաքուր հեղուկի նյութի քանակի հաշվարկ

Եթե ​​զանգվածը հայտնի է, ապա հաշվարկը նման է առանձին պինդի հաշվարկին:

Եթե ​​հեղուկի ծավալը հայտնի է, ապա

1. Գտե՛ք հեղուկի այս ծավալի զանգվածը.

m f = V f s f,

որտեղ m W-ը հեղուկի զանգվածն է g;

V W - հեղուկի ծավալը, մլ;

c w-ը հեղուկի խտությունն է՝ գ/մլ։

2. Գտե՛ք հեղուկի մոլերի քանակը.

Այս տեխնիկան հարմար է նյութի ցանկացած ընդհանուր վիճակի համար:

Որոշե՛ք H 2 O նյութի քանակը 200 մլ ջրի մեջ։

Լուծում. եթե ջերմաստիճանը նշված չէ, ապա ջրի խտությունը ենթադրվում է 1 գ/մլ, ապա.

Հաշվե՛ք լուծված նյութի քանակությունը լուծույթում, եթե դրա կոնցենտրացիան հայտնի է

Եթե ​​հայտնի են լուծված նյութի զանգվածային բաժինը, լուծույթի խտությունը և դրա ծավալը, ապա

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

որտեղ m p-ra-ն լուծույթի զանգվածն է, g;

V p-ra - լուծույթի ծավալը, մլ;

r-ra-ով - լուծույթի խտությունը, գ / մլ:

որտեղ է լուծված նյութի զանգվածը, g;

Լուծված նյութի զանգվածային բաժինը՝ արտահայտված տոկոսներով։

Որոշել ազոտաթթվի նյութի քանակը 1,0543 գ/մլ խտությամբ 10% թթվային լուծույթում 500 մլ.

Որոշեք լուծույթի զանգվածը

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

Որոշեք մաքուր HNO 3-ի զանգվածը

Որոշեք HNO 3-ի մոլերի քանակը

Եթե ​​հայտնի է լուծված նյութի և նյութի մոլային կոնցենտրացիան և լուծույթի ծավալը, ապա

որտեղ է լուծույթի ծավալը, l;

i-րդ ​​նյութի մոլային կոնցենտրացիան լուծույթում, մոլ/լ.

Առանձին գազային նյութի քանակի հաշվարկ

Եթե ​​տրված է գազային նյութի զանգվածը, ապա այն հաշվարկվում է (1) բանաձևով։

Եթե ​​տրված է նորմալ պայմաններում չափված ծավալը, ապա ըստ (2) բանաձևի, եթե գազային նյութի ծավալը չափվում է որևէ այլ պայմաններում, ապա ըստ (3) բանաձևի՝ բանաձևերը բերված են 6-7-րդ էջերում։

Ամենակարևոր քիմիական հասկացություններից մեկը, որի վրա հիմնված են ստոիխիոմետրիկ հաշվարկները նյութի քիմիական քանակությունը. X որոշ նյութի քանակը նշվում է n(X-ով): Նյութի քանակությունը չափելու միավորն է խալ.

Մոլը նյութի քանակն է, որը պարունակում է 6,02 10 23 մոլեկուլ, ատոմ, իոն կամ նյութը կազմող այլ կառուցվածքային միավորներ։

X որոշ նյութի մեկ մոլի զանգվածը կոչվում է մոլային զանգվածԱյս նյութի M(X). Իմանալով X որոշ նյութի m(X) զանգվածը և նրա մոլային զանգվածը՝ մենք կարող ենք հաշվել այս նյութի քանակը՝ օգտագործելով բանաձևը.

6.02 10 23 համարը կոչվում է Ավոգադրոյի համարը(Na); դրա չափը մոլ – 1.

Ավոգադրոյի N a թիվը բազմապատկելով n(X) նյութի քանակով՝ մենք կարող ենք հաշվարկել կառուցվածքային միավորների թիվը, օրինակ՝ X որոշ նյութի N(X) մոլեկուլները.

N(X) = N a · n(X) .

Մոլային զանգվածի հայեցակարգի անալոգիայով ներկայացվեց մոլային ծավալ հասկացությունը. մոլային ծավալը X որոշ նյութի V m (X) այս նյութի մեկ մոլի ծավալն է: Իմանալով V(X) նյութի ծավալը և նրա մոլային ծավալը՝ կարող ենք հաշվել նյութի քիմիական քանակը.

Քիմիայում հաճախ պետք է գործ ունենալ գազերի մոլային ծավալի հետ։ Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն, նույն ջերմաստիճանում և հավասար ճնշման տակ ընդունված ցանկացած գազերի հավասար ծավալները պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ: Հավասար պայմաններում ցանկացած գազի 1 մոլը նույն ծավալն է զբաղեցնում։ Նորմալ պայմաններում (ն.ս.) - ջերմաստիճանը 0 ° C և ճնշում 1 մթնոլորտ (101325 Պա) - այս ծավալը 22,4 լիտր է: Այսպիսով, ժ. V մ (գազ) = 22,4 լ / մոլ. Հարկ է ընդգծել, որ կիրառվում է 22,4 լ/մոլ մոլային ծավալային արժեքը միայն գազերի համար։

Նյութերի մոլային զանգվածների և Ավոգադրոյի թվի իմացությունը թույլ է տալիս ցանկացած նյութի մոլեկուլի զանգվածը գրամով արտահայտել: Ստորև բերված է ջրածնի մոլեկուլի զանգվածի հաշվարկման օրինակ:

1 մոլ գազային ջրածինը պարունակում է 6,02 10 23 H 2 մոլեկուլ և ունի 2 գ զանգված (քանի որ M (H 2) \u003d 2 գ / մոլ): Հետևաբար,

6.02·10 23 H 2 մոլեկուլները ունեն 2 գ զանգված;

1 H 2 մոլեկուլն ունի x g զանգված; x \u003d 3,32 10 -24 գ.

«Մոլ» հասկացությունը լայնորեն կիրառվում է քիմիական ռեակցիաների հավասարումների համաձայն հաշվարկներ կատարելու համար, քանի որ ռեակցիայի հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակիցները ցույց են տալիս, թե ինչ մոլային հարաբերակցությամբ են նյութերը փոխազդում միմյանց հետ և ձևավորվում ռեակցիայի արդյունքում։

Օրինակ՝ 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O ռեակցիայի հավասարումը պարունակում է հետևյալ տեղեկատվությունը. 4 մոլ ամոնիակ առանց ավելցուկի և անբավարարության արձագանքում է 3 մոլ թթվածնի, իսկ 2 մոլ ազոտի և 6 մոլի։ գոյանում են ջրից։

Օրինակ 4.1Հաշվել 70,2 գ կալցիումի երկհիդրածին ֆոսֆատ պարունակող լուծույթների փոխազդեցության ժամանակ առաջացած նստվածքի զանգվածը և 68 գ կալցիումի հիդրօքսիդ։ Ի՞նչ նյութ կմնա ավելորդ։ Որքա՞ն է դրա զանգվածը:

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

Ռեակցիայի հավասարումից երևում է, որ 3 մոլ Ca(H 2 PO 4) 2 փոխազդում է 12 մոլ KOH-ի հետ։ Հաշվարկենք արձագանքող նյութերի քանակները, որոնք տրվում են ըստ խնդրի պայմանի.

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 գ: 234 գ / մոլ \u003d 0.3 մոլ;

n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 68 գ՝ 56 գ/մոլ = 1,215 մոլ:

3 մոլ Ca(H 2 PO 4) 2-ի համար պահանջվում է 12 մոլ KOH

0,3 մոլ Ca (H 2 PO 4) 2 պահանջում է x mol KOH

x \u003d 1,2 մոլ - այնքան KOH կպահանջվի, որպեսզի ռեակցիան ընթանա առանց ավելորդության և անբավարարության: Իսկ ըստ խնդրի պայմանի՝ կա 1.215 մոլ KOH։ Հետևաբար, KOH-ը գերազանցում է. ռեակցիայից հետո մնացած KOH-ի քանակը.

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

դրա զանգվածը m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,015 մոլ × 56 գ/մոլ = 0,84 գ:

Ստացված ռեակցիայի արտադրանքի (նստվածք Ca 3 (PO 4) 2) հաշվարկը պետք է իրականացվի ըստ այն նյութի, որը պակասում է (այս դեպքում՝ Ca (H 2 PO 4) 2), քանի որ այս նյութը արձագանքելու է. ամբողջությամբ. Ռեակցիայի հավասարումից երևում է, որ ստացված Ca 3 (PO 4) 2-ի մոլերի թիվը 3 անգամ փոքր է արձագանքված Ca (H 2 PO 4) 2-ի մոլերի քանակից:

n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0.3 մոլ: 3 = 0.1 մոլ:

Հետևաբար, m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 0,1 մոլ × 310 գ / մոլ \u003d 31 գ:

Առաջադրանք թիվ 5

ա) Հաշվել 5-րդ աղյուսակում տրված ռեակտիվների քիմիական քանակները (նորմալ պայմաններում բերված են գազային նյութերի ծավալները).

բ) տվյալ ռեակցիայի սխեմայում դասավորել գործակիցները և, օգտագործելով ռեակցիայի հավասարումը, որոշել, թե նյութերից որն է ավելցուկ, իսկ որը` պակաս.

գ) գտնել 5-րդ աղյուսակում նշված ռեակցիայի արտադրանքի քիմիական քանակությունը.

դ) հաշվարկել այս ռեակցիայի արտադրանքի զանգվածը կամ ծավալը (տես Աղյուսակ 5):

Աղյուսակ 5 - Թիվ 5 առաջադրանքի պայմանները

տարբերակի համարը	Ռեակտիվ նյութեր	Ռեակցիայի սխեման	Հաշվիր
	m(Fe)=11,2 գ; V (Cl 2) \u003d 5,376 լ	Fe + Cl 2 ® FeCl 3	m (FeCl 3)
	m(Al)=5,4 գ; m(H 2 SO 4) \u003d 39,2 գ	Al + H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 + H 2	V(H2)
	V(CO)=20 լ; m(O 2) \u003d 20 գ	CO+O2 ® CO2	V(CO2)
	m(AgNO 3)=3,4 գ; m(Na 2 S)=1,56 գ	AgNO 3 + Na 2 S®Ag 2 S + NaNO 3	մ (Ag 2 S)
	m(Na 2 CO 3) = 53 գ; m(HCl)=29,2 գ	Na 2 CO 3 + HCl® NaCl + CO 2 + H 2 O	V(CO2)
	m (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 34,2 գ; m (BaCl 2) \u003d 52 գ	Al 2 (SO 4) 3 + BaCl 2 ®AlCl 3 + BaSO 4	m (BaSO4)
	m(KI)=3,32 գ; V(Cl 2) \u003d 448 մլ	KI+Cl 2 ® KCl+I 2	m(I2)
	m(CaCl 2)=22,2 գ; m(AgNO 3) \u003d 59,5 գ	CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca (NO 3) 2	m (AgCl)
	m(H2)=0.48 գ; V (O 2) \u003d 2,8 լ	H 2 + O 2 ® H 2 O	m(H 2 O)
	մ (Ba (OH) 2) \u003d 3,42 գ; V(HCl)=784մլ	Ba(OH) 2 + HCl ® BaCl 2 + H 2 O	m (BaCl2)

Աղյուսակ 5-ը շարունակվում է

տարբերակի համարը	Ռեակտիվ նյութեր	Ռեակցիայի սխեման	Հաշվիր
	m(H 3 PO 4) = 9,8 գ; m(NaOH)=12,2 գ	H 3 PO 4 + NaOH ® Na 3 PO 4 + H 2 O	m (Na3PO4)
	m(H2SO4)=9.8 գ; m(KOH)=11,76 գ	H 2 SO 4 +KOH ® K 2 SO 4 + H 2 O	m(K 2 SO 4)
	V(Cl 2)=2,24 լ; m(KOH)=10,64 գ	Cl 2 +KOH ® KClO + KCl + H 2 O	m(KClO)
	մ ((NH 4) 2 SO 4) \u003d 66 գ; m (KOH) \u003d 50 գ	(NH 4) 2 SO 4 +KOH®K 2 SO 4 +NH 3 +H 2 O	V(NH3)
	m(NH 3)=6,8 գ; V (O 2) \u003d 7,84 լ	NH 3 + O 2 ® N 2 + H 2 O	V(N2)
	V(H 2 S)=11,2 լ; m(O 2) \u003d 8,32 գ	H 2 S + O 2 ® S + H 2 O	m(S)
	m(MnO 2)=8,7 գ; m(HCl)=14,2 գ	MnO 2 + HCl ® MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O	V(Cl2)
	m(Al)=5,4 գ; V (Cl 2) \u003d 6,048 լ	Al+Cl 2 ® AlCl 3	m (AlCl 3)
	m(Al)=10,8 գ; m(HCl)=36,5 գ	Al + HCl ® AlCl 3 + H 2	V(H2)
	m(P)=15,5 գ; V (O 2) \u003d 14,1 լ	P+O 2 ® P 2 O 5	m(P 2 O 5)
	մ (AgNO 3) \u003d 8,5 գ; m (K 2 CO 3) \u003d 4,14 գ	AgNO 3 + K 2 CO 3 ®Ag 2 CO 3 + KNO 3	մ (Ag 2 CO 3)
	m(K 2 CO 3) = 69 գ; m(HNO 3) \u003d 50,4 գ	K 2 CO 3 + HNO 3 ®KNO 3 + CO 2 + H 2 O	V(CO2)
	m(AlCl 3)=2,67 գ; m(AgNO 3) \u003d 8,5 գ	AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al (NO 3) 3	m (AgCl)
	m(KBr)=2,38 գ; V(Cl 2) \u003d 448 մլ	KBr+Cl 2 ® KCl+Br 2	m (Br2)
	m(CaBr 2)=40 գ; m(AgNO 3) \u003d 59,5 գ	CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca (NO 3) 2	m (AgBr)
	m(H2)=1,44 գ; V (O 2) \u003d 8,4 լ	H 2 + O 2 ® H 2 O	m(H 2 O)
	մ (Ba (OH) 2) \u003d 6,84 գ; V (HI) \u003d 1,568 լ	Ba(OH) 2 +HI ® BaI 2 +H 2 O	m (BaI 2)
	m(H 3 PO 4) = 9,8 գ; m(KOH)=17,08 գ	H 3 PO 4 +KOH ® K 3 PO 4 + H 2 O	m(K 3 PO 4)
	m(H 2 SO 4) = 49 գ; m(NaOH)=45 գ	H 2 SO 4 + NaOH ® Na 2 SO 4 + H 2 O	m (Na 2 SO 4)
	V(Cl 2)=2,24 լ; m(KOH)=8,4 գ	Cl 2 +KOH ® KClO 3 +KCl + H 2 O	m (KClO 3)
	m(NH 4 Cl)=43 գ; մ (Ca (OH) 2) \u003d 37 գ	NH 4 Cl + Ca (OH) 2 ® CaCl 2 + NH 3 + H 2 O	V(NH3)
	V(NH 3) \u003d 8,96 լ; m(O 2) \u003d 14,4 գ	NH 3 + O 2 ® NO + H 2 O	V(NO)
	V(H 2 S)=17,92 լ; m(O 2) \u003d 40 գ	H 2 S + O 2 ® SO 2 + H 2 O	V(SO2)
	m(MnO 2)=8,7 գ; m(HBr)=30,8 գ	MnO 2 + HBr ® MnBr 2 + Br 2 + H 2 O	m (MnBr 2)
	m(Ca)=10 գ; m(H 2 O)=8,1 գ	Ca + H 2 O ® Ca (OH) 2 + H 2	V(H2)

ԼՈՒԾՄԱՆ ԿԵՆՏՐՈՆԱՑՈՒՄ

Ընդհանուր քիմիայի դասընթացի շրջանակներում ուսանողները սովորում են լուծույթների կոնցենտրացիան արտահայտելու 2 եղանակ՝ զանգվածային բաժին և մոլային կոնցենտրացիան։

Լուծված նյութի զանգվածային բաժին X-ը հաշվարկվում է որպես այս նյութի զանգվածի հարաբերակցություն լուծույթի զանգվածին.

,

որտեղ ω(X)-ը X լուծված նյութի զանգվածային բաժինն է.

m(X)-ը լուծված X նյութի զանգվածն է;

մ լուծում - լուծույթի զանգվածը:

Նյութի զանգվածային բաժինը, որը հաշվարկվում է վերը նշված բանաձևի համաձայն, անչափ մեծություն է, որն արտահայտված է միավորի կոտորակներով (0)< ω(X) < 1).

Զանգվածային բաժինը կարող է արտահայտվել ոչ միայն միավորի կոտորակներով, այլև որպես տոկոս։ Այս դեպքում հաշվարկման բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

Զանգվածային բաժինը, արտահայտված որպես տոկոս, հաճախ կոչվում է տոկոսային կոնցենտրացիան . Ակնհայտ է, որ լուծված նյութի տոկոսային կոնցենտրացիան 0% է< ω(X) < 100%.

Տոկոսային կոնցենտրացիան ցույց է տալիս, թե լուծված նյութի քանի զանգվածային մաս կա լուծույթի 100 զանգվածային մասում: Եթե ​​որպես զանգվածի միավոր ընտրում եք գրամը, ապա այս սահմանումը կարող է գրվել նաև հետևյալ կերպ. տոկոսային կոնցենտրացիան ցույց է տալիս, թե քանի գրամ լուծված նյութ է պարունակվում 100 գրամ լուծույթում։

Պարզ է, որ, օրինակ, 30% լուծույթին համապատասխանում է լուծված նյութի զանգվածային բաժինը, որը հավասար է 0,3-ի։

Լուծված նյութի պարունակությունը լուծույթում արտահայտելու մեկ այլ եղանակ է մոլային կոնցենտրացիան (մոլարությունը):

Նյութի մոլային կոնցենտրացիան կամ լուծույթի մոլարությունը ցույց է տալիս, թե քանի մոլ լուծույթ կա 1 լիտր (1 դմ 3) լուծույթում։

որտեղ C(X)-ը X լուծված նյութի մոլային կոնցենտրացիան է (մոլ/լ);

n(X) լուծված X նյութի քիմիական քանակությունն է (մոլ);

V լուծույթ - լուծույթի ծավալը (լ):

Օրինակ 5.1Հաշվե՛ք լուծույթում H 3 PO 4-ի մոլային կոնցենտրացիան, եթե հայտնի է, որ H 3 PO 4-ի զանգվածային բաժինը 60% է, իսկ լուծույթի խտությունը՝ 1,43 գ/մլ։

Ըստ տոկոսային կոնցենտրացիայի սահմանման

100 գ լուծույթը պարունակում է 60 գ ֆոսֆորաթթու։

n (H 3 PO 4) \u003d m (H 3 PO 4) : M (H 3 PO 4) \u003d 60 գ: 98 գ / մոլ \u003d 0,612 մոլ;

V լուծույթ \u003d մ լուծույթ՝ ρ լուծույթ \u003d 100 գ՝ 1,43 գ / սմ 3 \u003d 69,93 սմ 3 \u003d 0,0699 լ;

C (H 3 PO 4) \u003d n (H 3 PO 4): V լուծույթ \u003d 0,612 մոլ՝ 0,0699 լ \u003d 8,755 մոլ / լ:

Օրինակ 5.2Կա H 2 SO 4-ի 0,5 Մ լուծույթ: Որքա՞ն է ծծմբաթթվի զանգվածային բաժինը այս լուծույթում: Վերցրեք լուծույթի խտությունը՝ հավասար 1 գ/մլ։

Մոլային կոնցենտրացիայի սահմանմամբ

1 լիտր լուծույթը պարունակում է 0,5 մոլ H 2 SO 4

(«0,5 M լուծում» մուտքը նշանակում է, որ C (H 2 SO 4) \u003d 0,5 մոլ / լ):

մ լուծույթ = V լուծույթ × ρ լուծույթ = 1000 մլ × 1 գ/մլ = 1000 գ;

m (H 2 SO 4) \u003d n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4) \u003d 0,5 մոլ × 98 գ / մոլ \u003d 49 գ;

ω (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : մ լուծույթ \u003d 49 գ: 1000 գ \u003d 0,049 (4,9%):

Օրինակ 5.3Ինչ ծավալներով ջուր և H 2 SO 4 1,84 գ / մլ խտությամբ 96% լուծույթ պետք է վերցնել 1,5 գ / մլ խտությամբ 2 լիտր H 2 SO 4 60% լուծույթ պատրաստելու համար:

Խտացվածից նոսր լուծույթի պատրաստման խնդիրներ լուծելիս պետք է հաշվի առնել, որ սկզբնական լուծույթը (խտացված), ջուրը և ստացված լուծույթը (նոսրացված) ունեն տարբեր խտություն։ Այս դեպքում պետք է նկատի ունենալ, որ սկզբնական լուծույթի V + V ջուր ≠ ստացված լուծույթի V,

քանի որ խտացված լուծույթը և ջուրը խառնելու ընթացքում տեղի է ունենում ամբողջ համակարգի ծավալի փոփոխություն (ավելացում կամ նվազում):

Նման խնդիրների լուծումը պետք է սկսվի նոսր լուծույթի (այսինքն՝ պատրաստվող լուծույթի) պարամետրերը պարզելուց՝ դրա զանգվածը, անհրաժեշտության դեպքում լուծված նյութի զանգվածը և լուծված նյութի քանակը։

M 60% լուծույթ = V 60% լուծույթ ∙ ρ 60% լուծույթ = 2000 մլ × 1,5 գ/մլ = 3000 գ.

մ (H 2 SO 4) 60% լուծույթում \u003d m 60% լուծույթ w (H 2 SO 4) 60% լուծույթում \u003d 3000 գ 0,6 \u003d 1800 գ:

Մաքուր ծծմբաթթվի զանգվածը պատրաստված լուծույթում պետք է հավասար լինի ծծմբաթթվի զանգվածին 96% լուծույթի այն մասում, որը պետք է վերցնել նոսր լուծույթը պատրաստելու համար։ Այսպիսով,

մ (H 2 SO 4) 60% լուծույթում \u003d m (H 2 SO 4) 96% լուծույթում \u003d 1800 գ:

մ 96% լուծույթ = m (H 2 SO 4) 96% լուծույթում `w (H 2 SO 4) 96% լուծույթում = 1800 գ` 0,96 = 1875 գ:

m (H 2 O) \u003d m 40% լուծույթ - մ 96% լուծույթ \u003d 3000 գ - 1875 գ ​​\u003d 1125 գ:

V 96% լուծույթ \u003d m 96% լուծույթ՝ ρ 96% լուծույթ \u003d 1875 գ՝ 1,84 գ / մլ \u003d 1019 մլ » 1,02 լ.

V ջուր \u003d մ ջուր՝ ρ ջուր \u003d 1125 գ՝ 1 գ / մլ \u003d 1125 մլ \u003d 1,125 լ:

Օրինակ 5.4Խառնել 100 մլ 0,1 մ CuCl 2 և 150 մլ 0,2 մ լուծույթ Cu(NO 3) 2. Ստացված լուծույթում հաշվարկել Cu 2+, Cl - և NO 3 - իոնների մոլային կոնցենտրացիան:

Նոսրացված լուծույթների խառնման նմանատիպ խնդիր լուծելիս կարևոր է հասկանալ, որ նոսր լուծույթներն ունեն մոտավորապես նույն խտությունը, մոտավորապես հավասար է ջրի խտությանը: Երբ դրանք խառնվում են, համակարգի ընդհանուր ծավալը գործնականում չի փոխվում՝ նոսր լուծույթի V 1 + նոսր լուծույթի V 2 + ... Ստացված լուծույթի V .

Առաջին լուծման մեջ.

n (CuCl 2) \u003d C (CuCl 2) CuCl 2-ի V լուծույթ \u003d 0,1 մոլ / լ × 0,1 լ \u003d 0,01 մոլ;

CuCl 2 - ուժեղ էլեկտրոլիտ `CuCl 2 ® Cu 2+ + 2Cl -;

Հետևաբար, n (Cu 2+) \u003d n (CuCl 2) \u003d 0.01 մոլ; n (Cl -) \u003d 2 × 0.01 \u003d 0.02 մոլ:

Երկրորդ լուծման մեջ.

n (Cu (NO 3) 2) \u003d C (Cu (NO 3) 2) × V լուծույթ Cu (NO 3) 2 \u003d 0,2 մոլ / լ × 0,15 լ \u003d 0,03 մոլ;

Cu(NO 3) 2 - ուժեղ էլեկտրոլիտ՝ CuCl 2 ® Cu 2+ + 2NO 3 -;

Հետևաբար, n (Cu 2+) \u003d n (Cu (NO 3) 2) \u003d 0.03 մոլ; n (NO 3 -) \u003d 2 × 0.03 \u003d 0.06 մոլ:

Լուծումները խառնելուց հետո.

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

V ընդհանուր. » Vsolution CuCl 2 + Vsolution Cu(NO 3) 2 \u003d 0,1 լ + 0,15 լ \u003d 0,25 լ;

C(Cu 2+) = n(Cu 2+)՝ Vtot. \u003d 0,04 մոլ: 0,25 լ \u003d 0,16 մոլ / լ;

C(Cl -) = n(Cl -)՝ Vtot. \u003d 0,02 մոլ: 0,25 լ \u003d 0,08 մոլ / լ;

C (NO 3 -) \u003d n (NO 3 -): V ընդհանուր: \u003d 0,06 մոլ: 0,25 լ \u003d 0,24 մոլ / լ:

Օրինակ 5.5Կոլբայի մեջ ավելացվել է 684 մգ ալյումինի սուլֆատ և 1 մլ 9,8% ծծմբաթթվի 1,1 գ/մլ խտությամբ լուծույթ։ Ստացված խառնուրդը լուծվել է ջրի մեջ; Լուծույթի ծավալը ջրով հասցվել է մինչև 500 մլ։ Հաշվե՛ք H + , Al 3+ SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։

Հաշվել լուծված նյութերի քանակը.

n (Al 2 (SO 4) 3) \u003d m (Al 2 (SO 4) 3) : M (Al 2 (SO 4) 3) \u003d 0,684 գ. 342 գ մոլ \u003d 0,002 մոլ;

Al 2 (SO 4) 3 - ուժեղ էլեկտրոլիտ՝ Al 2 (SO 4) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2–;

Հետեւաբար, n(Al 3+)=2×0.002 mol=0.004 մոլ; n (SO 4 2–) \u003d 3 × 0,002 մոլ \u003d 0,006 մոլ:

մ լուծույթ H 2 SO 4 \u003d V լուծույթ H 2 SO 4 × ρ H 2 SO 4 \u003d 1 մլ × 1.1 գ / մլ \u003d 1.1 գ;

m (H 2 SO 4) \u003d m լուծույթ H 2 SO 4 × w (H 2 SO 4) \u003d 1,1 գ 0,098 \u003d 0,1078 գ:

n (H 2 SO 4) \u003d m (H 2 SO 4) : M (H 2 SO 4) \u003d 0,1078 գ: 98 գ / մոլ \u003d 0,0011 մոլ;

H 2 SO 4-ը ուժեղ էլեկտրոլիտ է՝ H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2–:

Հետևաբար, n (SO 4 2–) \u003d n (H 2 SO 4) \u003d 0,0011 մոլ; n(H +) \u003d 2 × 0,0011 \u003d 0,0022 մոլ.

Ըստ խնդրի վիճակի՝ ստացված լուծույթի ծավալը կազմում է 500 մլ (0,5լ)։

n(SO 4 2–)tot. \u003d 0,006 մոլ + 0,0011 մոլ \u003d 0,0071 մոլ:

C (Al 3+) \u003d n (Al 3+): V լուծույթ \u003d 0,004 մոլ՝ 0,5 լ \u003d 0,008 մոլ / լ;

C (H +) \u003d n (H +) : V լուծույթ \u003d 0,0022 մոլ՝ 0,5 լ \u003d 0,0044 մոլ / լ;

C (SO 4 2–) \u003d n (SO 4 2–) ընդհանուր: V լուծույթ \u003d 0,0071 մոլ ՝ 0,5 լ \u003d 0,0142 մոլ / լ:

Օրինակ 5.6Ի՞նչ զանգվածով երկաթի սուլֆատ (FeSO 4 7H 2 O) և ինչ ծավալով ջուր պետք է վերցնել 3 լիտր երկաթի (II) սուլֆատի 10% լուծույթ պատրաստելու համար։ Վերցրեք լուծույթի խտությունը՝ հավասար 1,1 գ/մլ։

Պատրաստվող լուծույթի զանգվածը հետևյալն է.

մ լուծույթ = V լուծույթ ∙ ρ լուծույթ = 3000 մլ ∙ 1,1 գ/մլ = 3300 գ.

Այս լուծույթում մաքուր երկաթի (II) սուլֆատի զանգվածը հետևյալն է.

m (FeSO 4) \u003d m լուծում × w (FeSO 4) \u003d 3300 գ × 0,1 \u003d 330 գ:

Անջուր FeSO 4-ի նույն զանգվածը պետք է պարունակվի բյուրեղային հիդրատի քանակով, որը պետք է ընդունվի լուծույթը պատրաստելու համար: Մոլային զանգվածների համեմատությունից M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 278 գ / մոլ և M (FeSO 4) \u003d 152 գ / մոլ,

մենք ստանում ենք համամասնությունը.

278 գ FeSO 4 7H 2 O պարունակում է 152 գ FeSO 4;

x գ FeSO 4 7H 2 O պարունակում է 330 գ FeSO 4;

x \u003d (278 330)՝ 152 \u003d 603,6 գ.

մ ջուր \u003d մ լուծույթ - մ երկաթի սուլֆատ \u003d 3300 գ - 603,6 գ \u003d 2696,4 գ:

Որովհետեւ ջրի խտությունը 1 գ / մլ է, այնուհետև ջրի ծավալը, որը պետք է վերցնել լուծույթը պատրաստելու համար, հետևյալն է.

Օրինակ 5.7Գլաուբերի աղի ո՞ր զանգվածը (Na 2 SO 4 10H 2 O) պետք է լուծել 500 մլ 10% նատրիումի սուլֆատի լուծույթում (լուծույթի խտությունը 1,1 գ/մլ)՝ Na 2 SO 4 15% լուծույթ ստանալու համար։

Թող պահանջվի x գրամ Գլաուբերի աղ Na 2 SO 4 10H 2 O, ապա ստացված լուծույթի զանգվածը կազմում է.

մ 15% լուծույթ = մ բնօրինակ (10%) լուծույթ + մ Գլաուբերի աղ = 550 + x (գ);

մ նախնական (10%) լուծույթ = V 10% լուծույթ × ρ 10% լուծույթ = 500 մլ × 1.1 գ/մլ = 550 գ;

m (Na 2 SO 4) սկզբնական (10%) լուծույթում \u003d m 10% լուծույթ a w (Na 2 SO 4) \u003d 550 գ 0,1 \u003d 55 գ:

X-ի միջոցով արտահայտեք մաքուր Na 2 SO 4 զանգվածը, որը պարունակվում է x գրամ Na 2 SO 4 10H 2 O-ում:

M (Na 2 SO 4 10H 2 O) \u003d 322 գ / մոլ; M (Na 2 SO 4) \u003d 142 գ / մոլ; հետևաբար.

322 գ Na 2 SO 4 10H 2 O պարունակում է 142 գ անջուր Na 2 SO 4;

x գ Na 2 SO 4 10H 2 O պարունակում է մգ անջուր Na 2 SO 4:

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

Ստացված լուծույթում նատրիումի սուլֆատի ընդհանուր զանգվածը հավասար կլինի.

մ (Na 2 SO 4) 15% լուծույթում = 55 + 0,441 × x (գ):

Ստացված լուծույթում. = 0,15

, որտեղից x = 94,5 գ.

Առաջադրանք թիվ 6

Աղյուսակ 6 - Թիվ 6 առաջադրանքի պայմանները

տարբերակի համարը	Պայման տեքստ
	5 գ Na 2 SO 4 × 10H 2 O լուծվել է ջրի մեջ և ստացված լուծույթի ծավալը ջրով հասցվել է 500 մլ: Հաշվե՛ք Na 2 SO 4-ի զանգվածային բաժինը այս լուծույթում (ρ = 1 գ/մլ) և Na + և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները։
	Խառը լուծույթներ՝ 100 մլ 0.05M Cr 2 (SO 4) 3 և 100 մլ 0.02M Na 2 SO 4: Հաշվե՛ք Cr 3+ , Na + և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և 98% (խտություն 1,84 գ/մլ) ծծմբաթթվի լուծույթ պետք է ընդունել 1,2 գ/մլ խտությամբ 2 լիտր 30% լուծույթ պատրաստելու համար.
	50 գ Na 2 CO 3 × 10H 2 O լուծվել է 400 մլ ջրի մեջ: Որքա՞ն են Na + և CO 3 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները և Na 2 CO 3 զանգվածային բաժինը ստացված լուծույթում (ρ = 1.1 գ / մլ)?
	Խառը լուծույթներ՝ 150 մլ 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 և 100 մլ 0,01 M NiSO 4: Հաշվե՛ք Al 3+ , Ni 2+ , SO 4 2- իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և ազոտական ​​թթվի 60% (խտություն 1,4 գ/մլ) լուծույթ կպահանջվի 500 մլ 4 մ լուծույթ (խտությունը 1,1 գ/մլ) պատրաստելու համար.
	Ի՞նչ զանգվածով պղնձի սուլֆատ (CuSO 4 × 5H 2 O) է անհրաժեշտ 1,05 գ/մլ խտությամբ 500 մլ պղնձի սուլֆատի 5% լուծույթ պատրաստելու համար:
	Կոլբայի մեջ ավելացվել է 1 մլ 36% լուծույթ (ρ = 1,2 գ/մլ) HCl և 10 մլ ZnCl 2 0,5 մ լուծույթ: Ստացված լուծույթի ծավալը ջրով հասցվել է 50 մլ։ Որքա՞ն են H + , Zn 2+ , Cl - իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում.
	Որքա՞ն է Cr 2 (SO 4) 3-ի զանգվածային բաժինը լուծույթում (ρ » 1 գ/մլ), եթե հայտնի է, որ այս լուծույթում սուլֆատ իոնների մոլային կոնցենտրացիան 0,06 մոլ/լ է:
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և 10 Մ լուծույթ (ρ=1,45 գ/մլ) նատրիումի հիդրօքսիդ կպահանջվի 2 լիտր NaOH 10% լուծույթ (ρ= 1,1 գ/մլ) պատրաստելու համար.
	Քանի՞ գրամ երկաթի սուլֆատ FeSO 4 × 7H 2 O կարելի է ստանալ 10 լիտր երկաթի (II) սուլֆատի 10% լուծույթից ջրի գոլորշիացման միջոցով (լուծույթի խտությունը 1,2 գ/մլ):
	Խառը լուծույթներ՝ 100 մլ 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 և 50 մլ 0,2 M CuSO 4: Հաշվե՛ք Cr 3+ , Cu 2+ , SO 4 2- իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։

Աղյուսակ 6-ը շարունակվում է

տարբերակի համարը	Պայման տեքստ
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և 1,35 գ/մլ խտությամբ ֆոսֆորաթթվի 40% լուծույթ կպահանջվի H 3 PO 4 5% լուծույթից 1 մ 3 պատրաստելու համար, որի խտությունը 1,05 գ/մլ է:
	16,1 գ Na 2 SO 4 × 10H 2 O լուծվել է ջրի մեջ և ստացված լուծույթի ծավալը ջրով հասցվել է 250 մլ: Հաշվե՛ք Na 2 SO 4-ի զանգվածային բաժինը և մոլային կոնցենտրացիան ստացված լուծույթում (ենթադրենք, որ լուծույթի խտությունը 1 գ/մլ է)։
	Խառը լուծույթներ՝ 150 մլ 0,05 M Fe 2 (SO 4) 3 և 100 մլ 0,1 M MgSO 4: Հաշվե՛ք Fe 3+ , Mg 2+ , SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։
	Ի՞նչ ծավալների ջուր և 36% աղաթթու (խտությունը 1,2 գ/մլ) է անհրաժեշտ 1,05 գ/մլ խտությամբ 10% լուծույթ պատրաստելու համար 500 մլ.
	20 գ Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O լուծվել է 200 մլ ջրի մեջ, Որքա՞ն է լուծված նյութի զանգվածային բաժինը ստացված լուծույթում, որի խտությունը 1,1 գ/մլ է. Հաշվե՛ք Al 3+ և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները այս լուծույթում:
	Խառը լուծույթներ՝ 100 մլ 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 և 150 մլ 0,01 M Fe 2 (SO 4) 3: Հաշվե՛ք Fe 3+, Al 3+ և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում:
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և քացախաթթվի 80% լուծույթ (խտությունը 1,07 գ/մլ) կպահանջվի 0,5 լ սեղանի քացախ պատրաստելու համար, որում թթվի զանգվածային բաժինը 7% է. Վերցրեք սեղանի քացախի խտությունը 1 գ/մլ.
	Ի՞նչ զանգվածով երկաթի սուլֆատ (FeSO 4 × 7H 2 O) է անհրաժեշտ 100 մլ երկաթի սուլֆատի 3% լուծույթ պատրաստելու համար: Լուծույթի խտությունը 1 գ/մլ է։
	Կոլբայի մեջ ավելացվել է 2 մլ 36% HCl լուծույթ (խտությունը 1,2 գ/սմ 3) և 20 մլ 0,3 Մ CuCl 2 լուծույթ: Ստացված լուծույթի ծավալը ջրով հասցվել է 200 մլ։ Հաշվե՛ք H +, Cu 2+ և Cl- իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։
	Որքա՞ն է Al 2 (SO 4) 3-ի տոկոսային կոնցենտրացիան լուծույթում, որում սուլֆատ իոնների մոլային կոնցենտրացիան 0,6 մոլ/լ է: Լուծույթի խտությունը 1,05 գ/մլ է։
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և 10 Մ KOH լուծույթ (լուծույթի խտությունը 1,4 գ/մլ) կպահանջվի 1,1 գ/մլ խտությամբ 500 մլ 10% KOH լուծույթ պատրաստելու համար.
	Քանի՞ գրամ պղնձի սուլֆատ CuSO 4 × 5H 2 O կարելի է ստանալ՝ գոլորշիացնելով ջուրը 15 լիտր պղնձի սուլֆատի 8%-անոց լուծույթից, որի խտությունը 1,1 գ/մլ է:
	Խառը լուծույթներ՝ 200 մլ 0,025 M Fe 2 (SO 4) 3 և 50 մլ 0,05 M FeCl 3: Ստացված լուծույթում հաշվե՛ք Fe 3+ , Cl - , SO 4 2- իոնների մոլային կոնցենտրացիան։
	Ի՞նչ ծավալներով ջուր և H 3 PO 4 70% լուծույթ (խտությունը 1,6 գ/մլ) կպահանջվի H 3 PO 4 10% լուծույթից 0,25 մ 3 (խտությունը 1,1 գ/մլ) պատրաստելու համար:
	6 գ Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O լուծվել է 100 մլ ջրի մեջ: Հաշվել Al 2 (SO 4) 3-ի զանգվածային բաժինը և Al 3+ և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթ, որի խտությունը 1 գ/մլ է
	Խառը լուծույթներ՝ 50 մլ 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 և 200 մլ 0,02 M Cr (NO 3) 3: Հաշվե՛ք Cr 3+ , NO 3 - , SO 4 2- իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում։
	Ի՞նչ ծավալներով պերքլորաթթվի 50% լուծույթ (խտությունը 1,4 գ/մլ) և ջուր է անհրաժեշտ 1,05 գ/մլ խտությամբ 8% լուծույթ պատրաստելու համար.
	Քանի՞ գրամ Գլաուբերի աղ Na 2 SO 4 × 10H 2 O պետք է լուծել 200 մլ ջրի մեջ, որպեսզի ստացվի նատրիումի սուլֆատի 5% լուծույթ:
	Կոլբայի մեջ ավելացվել է H 2 SO 4-ի 1 մլ 80% լուծույթ (լուծույթի խտությունը 1,7 գ/մլ) և 5000 մգ Cr 2 (SO 4) 3: Խառնուրդը լուծվել է ջրի մեջ; լուծույթի ծավալը հասցվել է 250 մլ։ Հաշվե՛ք H +, Cr 3+ և SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում:

Աղյուսակ 6-ը շարունակվում է

ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՀԱՎԱՍԱՐԱԿՈՒԹՅՈՒՆ

Բոլոր քիմիական ռեակցիաները կարելի է բաժանել 2 խմբի՝ անդառնալի ռեակցիաներ, այսինքն. ռեակցիաներ, որոնք շարունակվում են մինչև արձագանքող նյութերից առնվազն մեկի ամբողջական սպառումը, և շրջելի ռեակցիաներ, որոնցում արձագանքող նյութերից ոչ մեկն ամբողջությամբ չի սպառվում։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ շրջելի ռեակցիան կարող է ընթանալ ինչպես առաջ, այնպես էլ հակառակ ուղղությամբ: Հետադարձելի ռեակցիայի դասական օրինակ է ազոտից և ջրածնից ամոնիակի սինթեզը.

N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3:

Ռեակցիայի սկզբում համակարգում սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիաները առավելագույնն են. այս պահին առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը նույնպես առավելագույնն է։ Ռեակցիայի սկզբում համակարգում դեռևս չկա ռեակցիայի արտադրանք (այս օրինակում՝ ամոնիակ), հետևաբար, հակադարձ ռեակցիայի արագությունը զրո է։ Քանի որ սկզբնական նյութերը փոխազդում են միմյանց հետ, դրանց կոնցենտրացիաները նվազում են, հետևաբար, նվազում է նաև անմիջական ռեակցիայի արագությունը։ Ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիան աստիճանաբար մեծանում է, հետևաբար, մեծանում է նաև հակադարձ ռեակցիայի արագությունը։ Որոշ ժամանակ անց առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը հավասարվում է հակադարձի արագությանը: Համակարգի այս վիճակը կոչվում է քիմիական հավասարակշռության վիճակ. Քիմիական հավասարակշռության վիճակում գտնվող համակարգում նյութերի կոնցենտրացիաները կոչվում են հավասարակշռության կոնցենտրացիաներ. Քիմիական հավասարակշռության վիճակում գտնվող համակարգի քանակական բնութագիրն է հավասարակշռության հաստատուն.

Ցանկացած շրջելի ռեակցիայի համար a + b B+ ... ⇆ p P + q Q + … քիմիական հավասարակշռության հաստատունի արտահայտությունը (K) գրվում է որպես կոտորակ, որի համարիչում նշված են ռեակցիայի արտադրանքների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները. , իսկ հայտարարում ելակետային նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաներն են, ընդ որում՝ յուրաքանչյուր նյութի կոնցենտրացիան պետք է հասցվի ռեակցիայի հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակցին հավասար ուժի։

Օրինակ՝ N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 ռեակցիայի համար։

Պետք է նկատի ունենալ, որ հավասարակշռության հաստատունի արտահայտությունը ներառում է միայն գազային կամ լուծված վիճակում գտնվող նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները. . Պինդ մարմնի կոնցենտրացիան ենթադրվում է հաստատուն և չի գրվում հավասարակշռության հաստատուն արտահայտության մեջ:

CO 2 (գազ) + C (պինդ) ⇆ 2CO (գազ)

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

Ba 3 (PO 4) 2 (պինդ) ⇆ 3 Ba 2+ (հագեցած լուծույթ) + 2 PO 4 3– (հագեցած լուծույթ) K \u003d C 3 (Ba 2+) C 2 (PO 4 3–)

Հավասարակշռության համակարգի պարամետրերի հաշվարկման հետ կապված խնդիրների երկու կարևորագույն տեսակ կա.

1) հայտնի են մեկնարկային նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները. Խնդրի վիճակից կարելի է գտնել այն նյութերի կոնցենտրացիաները, որոնք արձագանքել են (կամ ձևավորվել) մինչև հավասարակշռության հասնելը. Խնդիրում պահանջվում է հաշվարկել բոլոր նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները և հավասարակշռության հաստատունի թվային արժեքը.

2) հայտնի են սկզբնական նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները և հավասարակշռության հաստատունը. Պայմանը տվյալներ չի պարունակում արձագանքված կամ առաջացած նյութերի կոնցենտրացիաների մասին։ Պահանջվում է հաշվել ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները:

Նման խնդիրներ լուծելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ, որ ցանկացածի հավասարակշռության կոնցենտրացիան սկզբնական նյութերը կարելի է գտնել՝ հանելով արձագանքվող նյութի կոնցենտրացիան սկզբնական կոնցենտրացիայից.

C հավասարակշռություն \u003d C սկզբնական - արձագանքված նյութի C:

Հավասարակշռության կոնցենտրացիան ռեակցիայի արտադրանք հավասար է հավասարակշռության պահին ձևավորված արտադրանքի կոնցենտրացիային.

C հավասարակշռություն \u003d ստացված արտադրանքի C:

Այսպիսով, հավասարակշռության համակարգի պարամետրերը հաշվարկելու համար շատ կարևոր է, որպեսզի կարողանանք որոշել, թե սկզբնական նյութի որքան մասն է արձագանքել մինչև հավասարակշռության հասնելը և որքան է ձևավորվել ռեակցիայի արտադրանքը: Արձագանքվող և առաջացած նյութերի քանակությունը (կամ կոնցենտրացիան) որոշելու համար կատարվում են ստոյխիոմետրիկ հաշվարկներ՝ ըստ ռեակցիայի հավասարման։

Օրինակ 6.1 N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH 3 հավասարակշռության համակարգում ազոտի և ջրածնի սկզբնական կոնցենտրացիաները համապատասխանաբար կազմում են 3 մոլ/լ և 4 մոլ/լ։ Քիմիական հավասարակշռության հասնելու պահին համակարգում մնաց ջրածնի 70%-ը իր սկզբնական քանակից: Որոշեք այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը:

Խնդրի պայմաններից հետևում է, որ հավասարակշռության հասնելու պահին ջրածնի 30%-ը արձագանքել է (խնդիր 1 տեսակ).

4 մոլ/լ H 2 - 100%

x մոլ / լ H 2 - 30%

x \u003d 1,2 մոլ / լ \u003d C առաջացում: (H2)

Ինչպես երևում է ռեակցիայի հավասարումից, ազոտը պետք է արձագանքեր 3 անգամ ավելի քիչ, քան ջրածինը, այսինքն. Proreact-ով: (N 2) \u003d 1,2 մոլ / լ: 3 \u003d 0,4 մոլ / լ: Ամոնիակը ձևավորվում է 2 անգամ ավելի, քան ազոտը արձագանքում է.

Պատկերներից. (NH 3) \u003d 2 × 0,4 մոլ / լ \u003d 0,8 մոլ / լ

Ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները կլինեն հետևյալը.

Հավասար (H 2) \u003d C սկզբնական: (H 2) - C proreact. (H 2) \u003d 4 մոլ / լ - 1,2 մոլ / լ \u003d 2,8 մոլ / լ;

Հավասար (N 2) \u003d Գ բեգ. (N 2) – C proreact. (N 2) \u003d 3 մոլ / լ - 0,4 մոլ / լ \u003d 2,6 մոլ / լ;

Հավասար (NH 3) = C պատկերներ: (NH 3) \u003d 0,8 մոլ / լ:

Հավասարակշռության հաստատուն = .

Օրինակ 6.2Հաշվե՛ք ջրածնի, յոդի և ջրածնի յոդի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները H 2 + I 2 ⇆ 2 HI համակարգում, եթե հայտնի է, որ H 2 և I 2 սկզբնական կոնցենտրացիաները համապատասխանաբար 5 մոլ/լ և 3 մոլ/լ են. իսկ հավասարակշռության հաստատունը 1 է։

Հարկ է նշել, որ այս խնդրի (2-րդ տիպի առաջադրանք) պայմաններում պայմանը ոչինչ չի ասում արձագանքվող սկզբնական նյութերի և առաջացած արգասիքների կոնցենտրացիաների մասին։ Հետևաբար, նման խնդիրներ լուծելիս, արձագանքած որոշ նյութի կոնցենտրացիան սովորաբար ընդունվում է որպես x։

Թող x մոլ/լ H 2-ն արձագանքել է մինչև հավասարակշռության հասնելը: Այնուհետև, ինչպես հետևում է ռեակցիայի հավասարումից, x mol/l I 2 պետք է արձագանքի, և պետք է ձևավորվի 2x mol/l HI։ Ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները կլինեն հետևյալը.

Հավասար (H 2) \u003d C բեգ. (H 2) - C proreact. (H 2) \u003d (5 - x) մոլ / լ;

Հավասար (I 2) = C աղաչել. (I 2) – C proreact. (I 2) \u003d (3 - x) մոլ / լ;

Հավասար (HI) = C պատկերներ: (HI) = 2x մոլ/լ.

4x2 = 15 - 8x + x2

3x2 + 8x - 15 = 0

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

Ֆիզիկական նշանակություն ունի միայն x = 1.27 դրական արմատը:

Հետևաբար, C հավասար է: (H 2) \u003d (5 - x) մոլ / լ \u003d 5 - 1,27 \u003d 3,73 մոլ / լ;

Հավասար (I 2) \u003d (3 - x) մոլ / լ \u003d 3 - 1,27 \u003d 1,73 մոլ / լ;

Հավասար (HI) \u003d 2x մոլ / լ \u003d 2 1,27 \u003d 2,54 մոլ / լ:

Առաջադրանք թիվ 7

Աղյուսակ 7 - Թիվ 7 առաջադրանքի պայմանները

Աղյուսակ 7-ը շարունակվում է

Redox ռեակցիաների հավասարումները կազմելիս պետք է պահպանել հետևյալ երկու կարևոր կանոնները.

Կանոն 1. Ցանկացած իոնային հավասարման դեպքում լիցքի պահպանումը պետք է պահպանվի: Սա նշանակում է, որ հավասարման ձախ կողմում գտնվող բոլոր մեղադրանքների գումարը («ձախ») պետք է համընկնի հավասարման աջ կողմի բոլոր մեղադրանքների գումարի հետ («աջ»): Այս կանոնը վերաբերում է ցանկացած իոնային հավասարմանը, ինչպես ամբողջական ռեակցիաների, այնպես էլ կիսա-ռեակցիաների դեպքում:

Լիցքավորում է ձախից աջ

Կանոն 2. Օքսիդացման կիսա-ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի վերականգնողական կիսա-ռեակցիայի ժամանակ ձեռք բերված էլեկտրոնների թվին: Օրինակ, այս բաժնի սկզբում տրված առաջին օրինակում (երկաթի և հիդրացված պղնձի իոնների միջև արձագանքը) օքսիդատիվ կիսա-ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը երկու է.

Հետևաբար, կրճատման կիսա-ռեակցիայի ժամանակ ձեռք բերված էլեկտրոնների թիվը նույնպես պետք է հավասար լինի երկուսի.

Հետևյալ ընթացակարգը կարող է օգտագործվել երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումներից լրիվ ռեդոքսային ռեակցիայի հավասարումը ստանալու համար.

1. Երկու կես ռեակցիաներից յուրաքանչյուրի հավասարումները հավասարակշռվում են առանձին, և վերը նշված 1-ին կանոնը կատարելու համար յուրաքանչյուր հավասարման ձախ կամ աջ կողմին ավելացվում է համապատասխան թվով էլեկտրոններ։

2. Երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումները միմյանց նկատմամբ հավասարակշռված են այնպես, որ մի ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը հավասարվի մյուս կիսա-ռեակցիայի ժամանակ ձեռք բերված էլեկտրոնների թվին, ինչպես պահանջվում է կանոն 2-ով:

3. Երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումները գումարվում են, որպեսզի ստացվի ռեդոքս ռեակցիայի ամբողջական հավասարումը: Օրինակ՝ գումարելով վերը նշված երկու կիսարեակցիաների հավասարումները և ստացված հավասարման ձախ և աջ կողմերից հեռացնելը.

հավասար թվով էլեկտրոններ, գտնում ենք

Եկեք հավասարակշռենք ստորև տրված կես ռեակցիաների հավասարումները և կազմենք ցանկացած երկաթի աղի ջրային լուծույթի օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիայի հավասարումը թթվային կալիումի լուծույթով երկաթի աղի մեջ:

Փուլ 1. Նախ, մենք հավասարակշռում ենք երկու կիսա-ռեակցիաներից յուրաքանչյուրի հավասարումը առանձին: (5) հավասարման համար ունենք

Այս հավասարման երկու կողմերը հավասարակշռելու համար հարկավոր է նրա ձախ կողմին ավելացնել հինգ էլեկտրոն կամ աջից հանել նույն թվով էլեկտրոններ: Դրանից հետո մենք ստանում ենք

Սա մեզ թույլ է տալիս գրել հետևյալ հավասարակշռված հավասարումը.

Քանի որ էլեկտրոնները պետք է ավելացվեին հավասարման ձախ կողմում, այն նկարագրում է կրճատման կիսապատասխան ռեակցիա:

(6) հավասարման համար կարող ենք գրել

Այս հավասարումը հավասարակշռելու համար դուք կարող եք ավելացնել մեկ էլեկտրոն նրա աջ կողմում: Հետո