Redox ռեակցիաների համար հավասարումներ 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 («ձախը») պետք է լինի նույնը, ինչ հավասարման աջ կողմի բոլոր մեղադրանքների գումարը («աջ»): Այս կանոնը վերաբերում է ցանկացած իոնային հավասարումների, ինչպես ամբողջական ռեակցիաների, այնպես էլ կիսա-ռեակցիաների համար:
Լիցքավորում է ձախից աջ
Կանոն 2. Օքսիդատիվ կիսա-ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի այն էլեկտրոնների քանակին, որոնք ստացվել են վերականգնող կիսա-ռեակցիայի ժամանակ: Օրինակ, այս բաժնի սկզբում տրված առաջին օրինակում (երկաթի և հիդրացված պղնձի իոնների արձագանքը) օքսիդատիվ կիսա-ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը երկուսն է.
Հետևաբար, կրճատման կիսա-ռեակցիայի ժամանակ ձեռք բերված էլեկտրոնների թիվը նույնպես պետք է հավասար լինի երկուսի.
Երկու կես ռեակցիաների հավասարումներից ամբողջական ռեդոքս ռեակցիայի հավասարումը կառուցելու համար կարելի է օգտագործել հետևյալ ընթացակարգը.
1. Երկու կես ռեակցիաներից յուրաքանչյուրի հավասարումները հավասարակշռված են առանձին, յուրաքանչյուր հավասարման ձախ կամ աջ կողմում ավելացված համապատասխան թվով էլեկտրոններ՝ վերը նշված 1-ին կանոնը կատարելու համար:
2. Երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումները հավասարակշռված են միմյանց դեմ, այնպես որ մի ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը հավասար է մյուս կիսա-ռեակցիայի ժամանակ ձեռք բերված էլեկտրոնների թվին, ինչպես պահանջում է կանոն 2-ը:
3. Երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումները գումարվում են, որպեսզի ստացվի ռեդոքս ռեակցիայի ամբողջական հավասարումը: Օրինակ՝ գումարելով վերը նշված երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումները և ստացված հավասարման ձախ և աջ կողմերից հանելով.
հավասար թվով էլեկտրոններ, գտնում ենք
Եկեք հավասարակշռենք ստորև բերված կիսա-ռեակցիաների հավասարումները և ստեղծենք կալիումի թթվային լուծույթի օգտագործմամբ ցանկացած երկաթի ջրային լուծույթի օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիայի հավասարումը:
Փուլ 1. Նախ, մենք հավասարակշռում ենք երկու կիսա-ռեակցիաներից յուրաքանչյուրի հավասարումը առանձին: (5) հավասարման համար ունենք
Այս հավասարման երկու կողմերը հավասարակշռելու համար հարկավոր է ձախ կողմում ավելացնել հինգ էլեկտրոն կամ աջից հանել նույն թվով էլեկտրոններ: Սրանից 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 նվազող կես ռեակցիա:
(6) հավասարման համար կարող ենք գրել
Այս հավասարումը հավասարակշռելու համար կարող եք մեկ էլեկտրոն ավելացնել աջ կողմում: Հետո
Ամենակարևոր քիմիական հասկացություններից մեկը, որի վրա հիմնված են ստոյխիոմետրիկ հաշվարկները նյութի քիմիական քանակությունը. X որոշ նյութի քանակը նշվում է n(X)-ով: Նյութի քանակի չափման 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.
Քիմիայի մեջ 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 (նորմա) - ջերմաստիճան 0°C և ճնշում 1 մթնոլորտ (101325 Պա) - այս ծավալը 22,4 լիտր է: Այսպիսով, թիվ 1 հասցեում։ Վ մ (գազ) = 22,4 լ/մոլ. Հարկ է հատկապես ընդգծել, որ օգտագործվում է 22,4 լ/մոլ մոլային ծավալային արժեքը միայն գազերի համար։
Նյութերի մոլային զանգվածների և Ավոգադրոյի թվի իմացությունը թույլ է տալիս ցանկացած նյութի մոլեկուլի զանգվածն արտահայտել գրամներով։ Ստորև բերված է ջրածնի մոլեկուլի զանգվածի հաշվարկման օրինակ:
1 մոլ ջրածնի գազը պարունակում է H 2 6,02·10 23 մոլեկուլ և ունի 2 գ զանգված (քանի որ M(H 2) = 2 գ/մոլ): Հետևաբար,
6.02·10 23 H 2 մոլեկուլները ունեն 2 գ զանգված;
1 H 2 մոլեկուլն ունի x g զանգված; x = 3,32·10 –24 գ.
«Մոլ» հասկացությունը լայնորեն օգտագործվում է քիմիական ռեակցիայի հավասարումների հաշվարկներ կատարելու համար, քանի որ ռեակցիայի հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակիցները ցույց են տալիս, թե ինչ մոլային հարաբերակցությամբ են նյութերը արձագանքում 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 կամ անբավարարության արձագանքում է 3 մոլ թթվածնի հետ, որի արդյունքում առաջանում է 2 մոլ թթվածին։ ազոտ և 6 մոլ ջուր։
Օրինակ 4.1Հաշվել 70,2 գ կալցիումի երկհիդրածին ֆոսֆատ պարունակող լուծույթների փոխազդեցության ժամանակ առաջացած նստվածքի զանգվածը և 68 գ կալցիումի հիդրօքսիդ։ Ո՞ր նյութը 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 ռեակտիվների քանակները, որոնք տրված են ըստ խնդրի պայմանների.
n(Ca (H 2 PO 4) 2) = m (Ca (H 2 PO 4) 2) / M (Ca (H 2 PO 4) 2) = 70.2 գ. 234 գ/մոլ = 0.3 մոլ;
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 68 գ՝ 56 գ/մոլ = 1,215 մոլ:
3 մոլի համար Ca(H 2 PO 4) պահանջվում է 2 12 մոլ KOH
0,3 մոլի համար Ca(H 2 PO 4) պահանջվում է 2 x մոլ KOH
x = 1.2 մոլ - սա այն է, թե որքան KOH է պահանջվում ռեակցիան առանց ավելցուկի կամ պակասի: Իսկ ըստ խնդրի՝ կա 1.215 մոլ KOH։ Հետևաբար, KOH-ը գերազանցում է. ռեակցիայից հետո մնացած KOH-ի քանակը.
n(KOH) = 1,215 մոլ – 1,2 մոլ = 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՝ օգտագործելով մի նյութ, որը պակասում է (այս դեպքում՝ Ca(H 2 PO 4) 2), քանի որ այս նյութն ամբողջությամբ արձագանքելու է։ . Ռեակցիայի հավասարումից պարզ է դառնում, որ ձևավորված Ca 3 (PO 4) 2-ի մոլերի թիվը 3 անգամ փոքր է արձագանքած 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) = n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,1 մոլ × 310 գ/մոլ = 31 գ:
Առաջադրանք թիվ 5
ա) Հաշվել 5-րդ աղյուսակում տրված արձագանքող նյութերի քիմիական քանակները (գազային նյութերի ծավալները բերված են նորմալ պայմաններում).
բ) տվյալ ռեակցիայի սխեմայում դասավորել գործակիցները և, օգտագործելով ռեակցիայի հավասարումը, որոշել, թե նյութերից որն է ավելցուկ և որը պակաս.
գ) գտնել աղյուսակ 5-ում նշված ռեակցիայի արտադրանքի քիմիական քանակությունը.
դ) հաշվարկել այս ռեակցիայի արտադրանքի զանգվածը կամ ծավալը (տես Աղյուսակ 5):
Աղյուսակ 5 – Թիվ 5 առաջադրանքի պայմանները
| Տարբերակ No. | Արձագանքող նյութեր | Ռեակցիայի սխեման | Հաշվիր |
| m(Fe)=11,2 գ; V(Cl 2) = 5,376 լ | Fe+Cl 2 ® FeCl 3 | m (FeCl 3) | |
| m(Al)=5,4 գ; m(H 2 SO 4) = 39,2 գ | Al+H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 + H 2 | V(H2) | |
| V(CO)=20 լ; m(O 2)=20 գ | CO+O 2 ® CO 2 | 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 | m (Ag2S) | |
| 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) = 34,2 գ; m (BaCl 2) = 52 գ | Al 2 (SO 4) 3 +BaCl 2 ®AlCl 3 +BaSO 4 | m (BaSO 4) | |
| m(KI)=3,32 գ; V(Cl 2)=448 մլ | KI+Cl 2 ® KCl+I 2 | m(I 2) | |
| m (CaCl 2) = 22,2 գ; m(AgNO 3)=59,5 գ | CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca (NO 3) 2 | m (AgCl) | |
| m(H 2)=0,48 գ; V(O 2)=2,8 լ | H 2 + O 2 ® H 2 O | m(H2O) | |
| m(Ba(OH) 2)=3,42գ; V(HCl)=784մլ | Ba(OH) 2 +HCl ® BaCl 2 +H 2 O | m (BaCl2) |
Աղյուսակ 5-ի շարունակությունը
| Տարբերակ No. | Արձագանքող 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(Na 3 PO 4) | |
| m (H 2 SO 4) = 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) | |
| m((NH 4) 2 SO 4) = 66 գ; m(KOH) = 50 գ | (NH 4) 2 SO 4 +KOH®K 2 SO 4 +NH 3 +H 2 O | V (NH 3) | |
| m(NH 3)=6,8 գ; V(O 2)=7,84 լ | NH 3 + O 2 ® N 2 + H 2 O | V(N 2) | |
| V(H 2 S)=11,2 լ; m(O 2)=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)=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)=14,1 լ | P+O 2 ® P 2 O 5 | m(P 2 O 5) | |
| m(AgNO 3) = 8,5 գ, m(K 2 CO 3) = 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)=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)=8,5 գ | AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al(NO 3) 3 | m (AgCl) | |
| m(KBr)=2,38 գ; V(Cl 2)=448 մլ | KBr+Cl 2 ® KCl+Br 2 | m (Br 2) | |
| m(CaBr 2)=40 գ; m(AgNO 3)=59,5 գ | CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca (NO 3) 2 | m (AgBr) | |
| m(H 2) = 1,44 գ; V(O 2)=8,4 լ | H 2 + O 2 ® H 2 O | m(H2O) | |
| m(Ba(OH) 2) = 6,84 գ; V(HI) = 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 (Na2SO4) | |
| V (Cl 2) = 2,24 լ; m(KOH)=8,4 գ | Cl 2 +KOH ® KClO 3 +KCl + H 2 O | m(KClO3) | |
| m(NH 4 Cl)=43 գ; m(Ca(OH) 2)=37 գ | NH 4 Cl + Ca (OH) 2 ®CaCl 2 + NH 3 + H 2 O | V (NH 3) | |
| V (NH 3) = 8,96 լ; m(O 2)=14,4 գ | NH 3 +O 2 ® NO + H 2 O | V(NO) | |
| V(H 2 S)=17,92 լ; m(O 2)=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) |
ԼՈՒԾՈՒՄՆԵՐԻ 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 լուծված X նյութի զանգվածային բաժինն է.
m(X) – լուծված X նյութի զանգված;
մ լուծույթ – լուծույթի զանգված։
Նյութի զանգվածային բաժինը, որը հաշվարկվում է վերը նշված բանաձևի համաձայն, անչափ մեծություն է՝ արտահայտված 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.
Հաճախ կոչվում է տոկոսով արտահայտված զանգվածային բաժինը 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 լուծված X նյութի մոլային կոնցենտրացիան է (մոլ/լ);
n(X) – լուծված X նյութի քիմիական քանակություն (մոլ);
V լուծույթ – լուծույթի ծավալ (լ):
Օրինակ 5.1Հաշվե՛ք H 3 PO 4-ի մոլային կոնցենտրացիան լուծույթում, 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) = m (H 3 PO 4): M(H 3 PO 4) = 60 գ: 98 գ/մոլ = 0.612 մոլ;
V լուծույթ = մ լուծույթ՝ ρ լուծույթ = 100 գ՝ 1,43 գ/սմ 3 = 69,93 սմ 3 = 0,0699 լ;
C(H 3 PO 4) = n(H 3 PO 4): V լուծույթ = 0,612 մոլ՝ 0,0699 լ = 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 լուծույթ» մուտքագրումը նշանակում է, որ C(H 2 SO 4) = 0.5 մոլ/լ):
մ լուծույթ = V լուծույթ × ρ լուծույթ = 1000 մլ × 1 գ/մլ = 1000 գ;
m(H 2 SO 4) = n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4) = 0.5 մոլ × 98 գ / մոլ = 49 գ;
ω(H 2 SO 4) = m (H 2 SO 4) : մ լուծույթ = 49 գ: 1000 գ = 0.049 (4.9%):
Օրինակ 5.3Ինչ ծավալներով ջուր և 96% H 2 SO 4 1,84 գ/մլ խտությամբ լուծույթ պետք է վերցնել 2 լիտր 60% H 2 SO 4 1,5 գ/մլ խտությամբ լուծույթ պատրաստելու համար։
Խտացրածից 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 լուծույթի և ջրի խառնման ժամանակ տեղի է ունենում ամբողջ համակարգի ծավալի փոփոխություն (ավելացում կամ նվազում):
Նման խնդիրների լուծումը պետք է սկսվի նոսր լուծույթի (այսինքն՝ պատրաստման անհրաժեշտ լուծույթի) պարամետրերը պարզելուց՝ դրա զանգվածը, լուծված նյութի զանգվածը և, անհրաժեշտության դեպքում, լուծված նյութի քանակը։
M 60% լուծույթ = V 60% լուծույթ ∙ ρ 60% լուծույթ = 2000 մլ × 1,5 գ/մլ = 3000 գ:
m(H 2 SO 4) 60% լուծույթում = m 60% լուծույթ w(H 2 SO 4) 60% լուծույթում = 3000 գ 0.6 = 1800 գ:
Մաքուր ծծմբաթթվի զանգվածը պատրաստված լուծույթում պետք է հավասար լինի ծծմբաթթվի զանգվածին 96% լուծույթի այն հատվածում, որը պետք է վերցնել նոսր լուծույթ պատրաստելու համար։ Այսպիսով,
m(H 2 SO 4) 60% լուծույթում = m(H 2 SO 4) 96% լուծույթում = 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 CuCl 2 0,1 M լուծույթ և 150 մլ 0,2 M Cu(NO 3) 2 լուծույթ: Ստացված լուծույթում հաշվարկե՛ք Cu 2+, Cl – և NO 3 – իոնների մոլային կոնցենտրացիան:
Նոսրացված լուծույթների խառնման նմանատիպ խնդիր լուծելիս պետք է հասկանալ, որ նոսր լուծույթներն ունեն մոտավորապես նույն խտությունը, մոտավորապես հավասար է ջրի խտությանը: Երբ դրանք խառնվում են, համակարգի ընդհանուր ծավալը գործնականում չի փոխվում՝ նոսրացված լուծույթի V 1 + նոսրացված 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 –) = 2 × 0.01 = 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+) = n(Cu(NO 3) 2) = 0.03 մոլ; n(NO 3 –) = 2×0.03 = 0.06 մոլ.
Լուծումները խառնելուց հետո.
n(Cu 2+) ընդհանուր. = 0,01 մոլ + 0,03 մոլ = 0,04 մոլ;
V ընդհանուր » V լուծույթ CuCl 2 + V լուծույթ Cu(NO 3) 2 = 0,1 լ + 0,15 լ = 0,25 լ;
C(Cu 2+) = n(Cu 2+)՝ V ընդհանուր: = 0,04 մոլ՝ 0,25 լ = 0,16 մոլ/լ;
C(Cl –) = n(Cl –)՝ Vtot. = 0,02 մոլ՝ 0,25 լ = 0,08 մոլ/լ;
C(NO 3 –) = n(NO 3 –) : Vtot. = 0,06 մոլ՝ 0,25 լ = 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 500 մլ։ Հաշվե՛ք H +, Al 3+ SO 4 2– իոնների մոլային կոնցենտրացիաները ստացված լուծույթում:
Հաշվարկենք լուծված նյութերի քանակը.
n(Al 2 (SO 4) 3) = m (Al 2 (SO 4) 3) : M(Al 2 (SO 4) 3) = 0,684 գ: 342 գ մոլ = 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 mol; n(SO 4 2–)=3×0,002 մոլ=0,006 մոլ.
մ լուծույթ H 2 SO 4 = V լուծույթ H 2 SO 4 × ρ H 2 SO 4 = 1 մլ × 1.1 գ / մլ = 1.1 գ;
m(H 2 SO 4) = m լուծում H 2 SO 4 × w (H 2 SO 4) = 1.1 գ 0.098 = 0.1078 գ:
n(H 2 SO 4) = m (H 2 SO 4): M(H 2 SO 4) = 0.1078 գ: 98 գ/մոլ = 0.0011 մոլ;
H 2 SO 4-ը ուժեղ էլեկտրոլիտ է՝ H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2– ։
Հետևաբար, n(SO 4 2–) = n(H 2 SO 4) = 0.0011 մոլ; n(H+) = 2 × 0,0011 = 0,0022 մոլ:
Ըստ խնդրի պայմանների՝ ստացված լուծույթի ծավալը կազմում է 500 մլ (0,5լ)։
n(SO 4 2–) տոտ. = 0,006 մոլ + 0,0011 մոլ = 0,0071 մոլ:
C(Al 3+) = n(Al 3+): V լուծույթ = 0,004 մոլ` 0,5 լ = 0,008 մոլ/լ;
C(H +) = n(H +): V լուծույթ = 0,0022 մոլ` 0,5 լ = 0,0044 մոլ/լ;
С(SO 4 2–) = n(SO 4 2–) ընդհանուր. V լուծույթ = 0,0071 մոլ՝ 0,5 լ = 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 1,1 գ/մլ։
Լուծույթի զանգվածը, որը պետք է պատրաստվի, 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) = m լուծում × w(FeSO 4) = 3300 գ × 0.1 = 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) = 278 գ/մոլ և M(FeSO 4) = 152 գ/մոլ,
մենք ստանում ենք համամասնությունը.
278 գ FeSO 4 · 7H 2 O պարունակում է 152 գ FeSO 4;
x g FeSO 4 · 7H 2 O պարունակում է 330 գ FeSO 4;
x = (278·330)` 152 = 603,6 գ:
մ ջուր = մ լուծույթ – մ երկաթի սուլֆատ = 3300 գ – 603,6 գ = 2696,4 գ:
Որովհետեւ ջրի խտությունը 1 գ/մլ է, ապա ջրի ծավալը, որը պետք է վերցնել լուծույթը պատրաստելու համար, հավասար է՝ V ջուր = մ ջուր՝ ρ ջուր = 2696,4 գ՝ 1 գ/մլ = 2696,4 մլ։
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: Այնուհետև ստացված լուծույթի զանգվածը հավասար է.
մ 15% լուծույթ = մ բնօրինակ (10%) լուծույթ + մ Գլաուբերի աղ = 550 + x (գ);
մ սկզբնական (10%) լուծույթ = V 10% լուծույթ × ρ 10% լուծույթ = 500 մլ × 1.1 գ/մլ = 550 գ;
m(Na 2 SO 4) սկզբնական (10%) լուծույթում = m 10% լուծույթ a · w(Na 2 SO 4) = 550 գ · 0.1 = 55 գ:
Եկեք x-ի միջոցով արտահայտենք մաքուր Na 2 SO 4-ի 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
| Տարբերակ No. | 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 (լուծույթի խտությունը 1,2 գ/մլ) ջուր գոլորշիացնելով։ | |
| Լուծումները խառնվել են՝ 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
| Տարբերակ No. | 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 լուծույթի խտությունը 1 գ/մլ)։ | |
| Լուծումները խառնվել են՝ 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 ծավալներով ջուր և 36% աղաթթու (խտությունը 1,2 գ/մլ) է անհրաժեշտ 500 մլ 10% լուծույթ պատրաստելու համար, որի խտությունը 1,05 գ/մլ է. | |
| 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: | |
| Լուծումները խառնվել են՝ 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 80% քացախաթթվի լուծույթ (խտությունը 1,07 գ/մլ) կպահանջվի 0,5 լիտր 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 երկաթի սուլֆատի 100 մլ 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, որտեղ 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: Հաշվե՛ք Fe 3+ , Cl - , SO 4 2- իոնների մոլային կոնցենտրացիան ստացված լուծույթում։ | |
| 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։ | |
| Լուծումները խառնվել են՝ 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 ծավալների 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 1 մլ H 2 SO 4 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. շարունակվում են այնքան ժամանակ, մինչև արձագանքող նյութերից առնվազն մեկը ամբողջությամբ սպառվի, և շրջելի ռեակցիաներ, որոնցում արձագանքող նյութերից ոչ մեկն ամբողջությամբ չի սպառվում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ շրջելի ռեակցիա կարող է առաջանալ ինչպես առաջ, այնպես էլ հակառակ ուղղությամբ: Հետադարձելի ռեակցիայի դասական օրինակ է ամոնիակի սինթեզը ազոտից և ջրածնից.
N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3:
Ռեակցիան սկսելու պահին համակարգում մեկնարկային նյութերի կոնցենտրացիաները առավելագույնն են. այս պահին առաջնային ռեակցիայի արագությունը նույնպես առավելագույն է։ Ռեակցիայի մեկնարկի պահին համակարգում դեռևս չկա ռեակցիայի արտադրանք (այս օրինակում՝ ամոնիակ), հետևաբար, հակադարձ ռեակցիայի արագությունը զրո է։ Քանի որ մեկնարկային նյութերը փոխազդում են միմյանց հետ, դրանց կոնցենտրացիաները նվազում են, հետևաբար, ուղղակի ռեակցիայի արագությունը նվազում է: Ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիան աստիճանաբար մեծանում է, հետևաբար, մեծանում է նաև հակադարձ ռեակցիայի արագությունը։ Որոշ ժամանակ անց առաջ շարժման արագությունը հավասարվում է հակադարձ ռեակցիայի 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 համարիչը պարունակում է ռեակցիայի արտադրանքների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները. , իսկ հայտարարը պարունակում է սկզբնական նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները, Ավելին, յուրաքանչյուր նյութի կոնցենտրացիան պետք է հասցվի ռեակցիայի հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակցին հավասար հզորության։
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 կոնցենտրացիան ենթադրվում է մշտական և ներառված չէ 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=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 պայմաններից կարելի է գտնել այն նյութերի կոնցենտրացիաները, որոնք արձագանքել են (կամ ձևավորվել) մինչև հավասարակշռություն առաջանալը. խնդիրը պահանջում է հաշվարկել բոլոր նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները և հավասարակշռության հաստատունի թվային արժեքը.
2) հայտնի են մեկնարկային 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.
Հավասարակշռություն C = արձագանքվող նյութի սկզբնական C – C:
Հավասարակշռության կոնցենտրացիան ռեակցիայի արտադրանք հավասար է հավասարակշռության պահին ձևավորված արտադրանքի համակենտրոնացմանը.
C հավասարակշռություն = C ձևավորված արտադրանքի:
Այսպիսով, հավասարակշռության համակարգի պարամետրերը հաշվարկելու համար շատ կարևոր է, որ կարողանանք որոշել, թե ելակետային նյութից որքան է արձագանքել հավասարակշռության պահին և որքան է առաջացել ռեակցիայի արտադրանքը: Արձագանքած և առաջացած նյութերի քանակը (կամ կոնցենտրացիան) որոշելու համար ստոյխիոմետրիկ հաշվարկներ են կատարվում՝ օգտագործելով ռեակցիայի հավասարումը։
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։ Մինչ քիմիական հավասարակշռությունը տեղի է ունենում, համակարգում մնում է ջրածնի սկզբնական քանակի 70%-ը: Որոշեք այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը:
Խնդրի պայմաններից հետևում է, որ մինչև հավասարակշռությունը տեղի է ունենում, ջրածնի 30%-ը արձագանքել է (1-ին տիպի խնդիր).
4 մոլ/լ H 2 – 100%
x մոլ/լ H 2 – 30%
x = 1.2 մոլ/լ = C արձագանքում: (H2)
Ինչպես երևում է ռեակցիայի հավասարումից, ռեակցիայի մեջ պետք է 3 անգամ ավելի քիչ ազոտ մտներ, քան ջրածինը, այսինքն. Proreact-ով: (N 2) = 1,2 մոլ/լ՝ 3 = 0,4 մոլ/լ։ Ամոնիակը ձևավորվում է 2 անգամ ավելի, քան ազոտը արձագանքում է.
Պատկերներից. (NH 3) = 2 × 0,4 մոլ / լ = 0,8 մոլ / լ
Ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները կլինեն հետևյալը.
Հավասար (H 2) \u003d C սկզբնական: (H 2) - C արձագանքում: (H 2) = 4 մոլ / լ - 1,2 մոլ / լ = 2,8 մոլ / լ;
Հավասարի հետ (N 2) = C սկիզբ (N 2) – C արձագանքում. (N 2) = 3 մոլ/լ – 0,4 մոլ/լ = 2,6 մոլ/լ;
Հավասարի հետ (NH 3) = C պատկեր: (NH 3) = 0,8 մոլ / լ:
Հավասարակշռության հաստատուն = 
.
Օրինակ 6.2Հաշվե՛ք ջրածնի, յոդի և ջրածնի յոդիդի 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 պայմաններում (2-րդ տիպի խնդիր) պայմանը ոչինչ չի ասում արձագանքվող սկզբնական նյութերի և ստացված արգասիքների կոնցենտրացիաների մասին։ Հետևաբար, նման խնդիրներ լուծելիս, արձագանքող որոշ նյութի կոնցենտրացիան սովորաբար ընդունվում է x:
Թող x մոլ/լ H 2 արձագանքի մինչև ժամանակի հավասարակշռությունը առաջանա: Այնուհետև, ինչպես հետևում է ռեակցիայի հավասարումից, x mol/l I 2 պետք է արձագանքի, և պետք է ձևավորվի 2x մոլ/լ HI: Ռեակցիայի բոլոր մասնակիցների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները կլինեն հետևյալը.
Հավասարի հետ (H 2) = C բեգ. (H 2) – C արձագանքում: (H 2) = (5 – x) մոլ/լ;
Հավասարի հետ (I 2) = C սկիզբ (I 2) – C արձագանքում: (I 2) = (3 – x) մոլ/լ;
Հավասարի հետ (HI) = Պատկերներից: (HI) = 2x մոլ/լ.
4x 2 = 15 – 8x + x 2
3x 2 + 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) = (5 - x) մոլ / լ = 5 - 1.27 = 3.73 մոլ / լ;
Հավասարի հետ (I 2) = (3 – x) մոլ/լ = 3 – 1.27 = 1.73 մոլ/լ;
Հավասարի հետ (HI) = 2x մոլ/լ = 2·1,27 = 2,54 մոլ/լ:
Առաջադրանք թիվ 7
Աղյուսակ 7 – Թիվ 7 առաջադրանքի պայմանները
Աղյուսակ 7-ի շարունակությունը
Ստոյքիոմետրիա- արձագանքող նյութերի քանակական հարաբերությունները.
Եթե ռեագենտները մտնում են քիմիական փոխազդեցության մեջ խիստ սահմանված քանակությամբ, և ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են նյութեր, որոնց քանակը կարելի է հաշվարկել, ապա այդպիսի ռեակցիաները կոչվում են. ստոյխիոմետրիկ.
Ստոյքիոմետրիայի օրենքները.
Քիմիական հավասարումների գործակիցները քիմիական միացությունների բանաձևերից առաջ կոչվում են ստոյխիոմետրիկ.
Քիմիական հավասարումների օգտագործմամբ բոլոր հաշվարկները հիմնված են ստոիխիոմետրիկ գործակիցների կիրառման վրա և կապված են նյութի քանակների (մոլերի քանակը) հայտնաբերման հետ:
Նյութի քանակությունը ռեակցիայի հավասարման մեջ (մոլերի թիվը) = գործակիցը համապատասխան մոլեկուլի դիմաց:
Ն Ա=6,02×10 23 մոլ -1.
η - ապրանքի փաստացի զանգվածի հարաբերակցությունը m pտեսականորեն հնարավորին մ t, արտահայտված միավորի կոտորակներով կամ որպես տոկոս:
Եթե վիճակում նշված չէ ռեակցիայի արգասիքների ելքը, ապա հաշվարկներում այն վերցվում է հավասար 100%-ի (քանակական ելքը)։
Քիմիական ռեակցիայի հավասարումների միջոցով հաշվարկման սխեման.
- Գրի՛ր քիմիական ռեակցիայի հավասարումը:
- Նյութերի քիմիական բանաձևերի վերևում գրեք հայտնի և անհայտ մեծություններ՝ չափման միավորներով:
- Հայտնի և անհայտ նյութերի քիմիական բանաձևերի տակ գրեք ռեակցիայի հավասարումից հայտնաբերված այդ քանակությունների համապատասխան արժեքները:
- Կազմեք և լուծեք համամասնություն:
Օրինակ.Հաշվե՛ք 24 գ մագնեզիումի ամբողջական այրման ժամանակ առաջացած մագնեզիումի օքսիդի զանգվածը և քանակը։
|
Տրված է. մ(Մգ) = 24 գ Գտնել. ν (MgO) մ (MgO) |
Լուծում: 1. Ստեղծենք քիմիական ռեակցիայի հավասարում. 2Mg + O 2 \u003d 2MgO: 2. Նյութերի բանաձևերի տակ նշում ենք նյութի քանակությունը (մոլերի քանակը), որը համապատասխանում է ստոյխիոմետրիկ գործակիցներին. 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 մոլ 2 մոլ 3. Որոշեք մագնեզիումի մոլային զանգվածը. Մագնեզիումի հարաբերական ատոմային զանգվածը Ar (Mg) = 24. Որովհետեւ մոլային զանգվածի արժեքը հավասար է հարաբերական ատոմային կամ մոլեկուլային զանգվածին, ապա M (Mg)= 24 գ/մոլ. 4. Օգտագործելով պայմանում նշված նյութի զանգվածը՝ հաշվում ենք նյութի քանակը.
5. Մագնեզիումի օքսիդի քիմիական բանաձեւից վեր MgO, որի զանգվածը անհայտ է, մենք դրեցինք xխալ, մագնեզիումի բանաձևից բարձր մգնրա մոլային զանգվածը գրում ենք. 1 խլուրդ xխալ 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 մոլ 2 մոլ
Համամասնությունները լուծելու կանոնների համաձայն.
Մագնեզիումի օքսիդի քանակը ν (MgO)= 1 մոլ. 7. Հաշվե՛ք մագնեզիումի օքսիդի մոլային զանգվածը. M (Mg)= 24 գ/մոլ, M(O)=16 գ/մոլ. M(MgO)= 24 + 16 = 40 գ/մոլ: Մենք հաշվարկում ենք մագնեզիումի օքսիդի զանգվածը. m (MgO) = ν (MgO) × M (MgO) = 1 մոլ × 40 գ/մոլ = 40 գ: Պատասխան. ν (MgO) = 1 մոլ; մ (MgO) = 40 գ: |
Այրման գործընթացի կազմակերպման այս մեթոդով օդի ավելցուկային գործակիցը պետք է համապատասխանի ստոյխիոմետրիկին մոտ հարուստ խառնուրդներին: Այս դեպքում շատ դժվար կլինի կազմակերպել նիհար խառնուրդների արդյունավետ այրում՝ բոցի ճակատի տարածման անբավարար բարձր արագության պատճառով՝ բոցավառման աղբյուրների թուլացման մեծ հավանականությամբ, այրման զգալի ցիկլային անհավասարությամբ և, ի վերջո, անսարքություններով: Այսպիսով, այս ուղղությունը կարելի է անվանել գազ-օդ հարուստ խառնուրդների չափազանց դանդաղ այրում։[...]
Օդի ավելցուկային գործակիցը (ա) զգալիորեն ազդում է այրման գործընթացի և այրման արտադրանքի բաղադրիչ կազմի վրա: Ակնհայտ է, որ 1.0) այն գործնականում չի ազդում ծխատար գազերի բաղադրիչ կազմի վրա և միայն հանգեցնում է բաղադրիչների կոնցենտրացիայի նվազմանը այրման գործընթացում չօգտագործված օդով նոսրացման պատճառով: [...]
Ելնելով դիալկիլ քլորոթիոֆոսֆատի ստացման ռեակցիայի ստոյխիոմետրիկ գործակիցներից և 2-րդ չափանիշի օպտիմալ լուծույթից՝ սահմանում ենք սահմանափակում X3 = -0,26 (1,087 մոլ/մոլ):[...]
| 24.5 |
Սա տալիս է ստոյխիոմետրիկ գործակիցի արժեքը պոլիֆոսֆատների սպառման համար 1/us,p = g P/g COD(NAs):[...]
Աղյուսակում Աղյուսակ 24.5-ում ներկայացված են ստոյխիոմետրիկ ելքի գործակիցները, որոնք որոշվել են մաքուր կուլտուրայով շարունակական խմբաքանակային ռեակտորներում իրականացված փորձերում: Այս արժեքները բավականին լավ համընկնում են՝ չնայած մանրէաբանական աճի տարբեր պայմաններին:[...]
Արտահայտությունից (3.36) մենք գտնում ենք «sat.p = 0.05 g P/g COD(NAs) ստոյխիոմետրիկ գործակիցը:[...]
[ ...]
Օրինակ 3.2-ից կարող եք գտնել քացախաթթվի հեռացման հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակիցները. 1 մոլ HAc (60 գ HAc) պահանջում է 0,9 մոլ 02 և 0,9 32 = 29 գ 02:[...]
| 3.12 |
Այս բանաձևերում առաջին ելակետային նյութը ներառված է բոլոր ստոիխիոմետրիկ հավասարումների մեջ և դրանցում ստոյխիոմետրիկ գործակիցը V/, = -1 է։ Այս նյութի համար տրված են lu-ի փոխակերպման աստիճանները յուրաքանչյուր ստոյխիոմետրիկ հավասարման մեջ (ընդհանուր կան K)։ (3.14) և (3.15) հավասարումներում ենթադրվում է, որ i-րդ բաղադրիչը, այն արտադրյալը, որի համար որոշվում են ընտրողականությունը և ելքը, ձևավորվում է միայն 1-ին ստոյխիոմետրիկ հավասարման մեջ (այնուհետև E/ = x(): Բաղադրիչների քանակը այս բանաձևերը չափվում են մոլերով (LO անվանումը, ինչպես ավանդաբար ընդունված է քիմիական գիտություններում: [...]
Ռեդոքսային հավասարումներ կազմելիս ստոյխիոմետրիկ գործակիցները հայտնաբերվում են՝ ելնելով ռեակցիայից առաջ և հետո տարրի օքսիդացումից։ Միացություններում տարրի օքսիդացումը որոշվում է ատոմի կողմից բևեռային և իոնային կապերի առաջացման վրա ծախսած էլեկտրոնների քանակով, իսկ օքսիդացման նշանը՝ կապող էլեկտրոնային զույգերի տեղաշարժի ուղղությամբ։ Օրինակ, NaCl միացության մեջ նատրիումի իոնի օքսիդացումը +1 է, իսկ քլորինը` -I:[...]
Ավելի հարմար է մանրէաբանական ռեակցիայի ստոյխիոմետրիան ներկայացնել ստոյխիոմետրիկ հավասարակշռության հավասարման միջոցով, այլ ոչ թե եկամտաբերության գործակիցների աղյուսակների տեսքով: Մանրէաբանական բջջի բաղադրիչների բաղադրության նման նկարագրությունը պահանջում էր էմպիրիկ բանաձեւի օգտագործում։ Փորձնականորեն հաստատվել է C5H702N բջջային նյութի բանաձևը, որը հաճախ օգտագործվում է ստոյխիոմետրիկ հավասարումների պատրաստման ժամանակ։[...]
Աղյուսակում 3.6-ը ներկայացնում է կինետիկ և այլ հաստատունների բնորոշ արժեքները, ինչպես նաև ստոյխիոմետրիկ գործակիցները քաղաքային կեղտաջրերի մաքրման աերոբ գործընթացի համար: Պետք է նշել, որ առանձին հաստատունների միջև կա որոշակի հարաբերակցություն, ուստի անհրաժեշտ է օգտագործել հաստատունների մի շարք մեկ աղբյուրից, այլ ոչ թե տարբեր աղբյուրներից առանձին հաստատուններ ընտրել: Աղյուսակում 3.7-ը ցույց է տալիս նմանատիպ հարաբերակցություններ:[...]
Մեթոդը ստանդարտացված է յոդի հայտնի քանակներով՝ վերածված օզոնի՝ հիմնվելով միասնությանը հավասար ստոյխիոմետրիկ գործակցի վրա (1 մոլ օզոնն ազատում է 1 մոլ յոդ): Այս գործակիցը հաստատվում է մի շարք ուսումնասիրությունների արդյունքներով, որոնց հիման վրա սահմանվել է օզոնային ռեակցիաների ստոյխիոմետրիան օլեֆիններով։ Այլ գործակցով այս արդյունքները դժվար կլինի բացատրել։ Սակայն աշխատանքը պարզել է, որ նշված գործակիցը 1,5 է։ Սա համահունչ է այն տվյալներին, ըստ որի pH 9-ում ստացվում է ստոյխիոմետրիկ գործակից, որը հավասար է միասնությանը, իսկ թթվային միջավայրում զգալիորեն ավելի շատ յոդ է արտազատվում, քան չեզոք և ալկալային:[...]
Փորձարկումներն իրականացվել են լրիվ ծանրաբեռնվածությամբ և ծնկաձև լիսեռի մշտական արագությամբ 1500 րոպե 1: Օդի ավելցուկային գործակիցը տատանվել է 0,8 [...]
Կենդանի բնության մեջ նյութական պրոցեսները, կենսագեն տարրերի ցիկլերը կապված են էներգիայի հոսքերի հետ ստոյխիոմետրիկ գործակիցներով, որոնք տարբերվում են ամենատարբեր օրգանիզմներում միայն մեկ կարգի չափով: Ավելին, կատալիզի բարձր արդյունավետության պատճառով օրգանիզմներում նոր նյութերի սինթեզի համար էներգիայի սպառումը շատ ավելի քիչ է, քան այդ գործընթացների տեխնիկական անալոգները[...]
Շարժիչի բնութագրերի և բոլոր այրման խցիկների համար վնասակար արտանետումների չափումները իրականացվել են ավելցուկային օդի հարաբերակցության փոփոխությունների լայն շրջանակում՝ ստոյխիոմետրիկ արժեքից մինչև ծայրահեղ նիհար խառնուրդ: Նկ. 56-ը և 57-ը ցույց են տալիս հիմնական արդյունքները՝ կախված a-ից, որը ստացվել է 2000 րոպե պտտման արագությամբ և ամբողջությամբ բաց շնչափող փականով: Բոցավառման ժամանակի անկյան արժեքը ընտրվել է առավելագույն ոլորող մոմենտ ստանալու պայմանից:[...]
Ֆոսֆորի հեռացման կենսաբանական գործընթացը բարդ է, ուստի, իհարկե, մեր կիրառած մոտեցումը մեծապես պարզեցված է: Աղյուսակում Նկար 8.1-ում ներկայացված է ստոյխիոմետրիկ գործակիցների մի շարք, որոնք նկարագրում են ՊԳԿ-ի մասնակցությամբ տեղի ունեցող գործընթացները: Աղյուսակը բարդ տեսք ունի, բայց դրանում արդեն պարզեցումներ են արվել։[...]
Վերջին աշխատանքներից մեկում ընդունվել է, որ 1 մոլ N02-ը տալիս է 0,72 գ N07 իոն։ Ստանդարտացման միջազգային կազմակերպության կողմից տրամադրված տվյալների համաձայն, ստոյխիոմետրիկ գործակիցը կախված է Griess տիպի ռեակտիվների բաղադրությունից: Առաջարկվում է այս ռեագենտի վեց տարբերակ, որոնք տարբերվում են դրա բաղադրիչների բաղադրությամբ, և նշվում է, որ կլանման արդյունավետությունը բոլոր տեսակի ներծծող լուծույթների համար կազմում է 90%, իսկ ստոյխիոմետրիկ գործակիցը, հաշվի առնելով կլանման արդյունավետությունը, տատանվում է 0,8-ից մինչև 1. ՆԵԴԱ-ի քանակի կրճատումը և սուլֆանիլաթթվի փոխարինումը սուլֆանիլամիդով (սպիտակ streptocide) տալիս է այս գործակցի ավելի մեծ արժեքը: Աշխատության հեղինակները դա բացատրում են HN02-ի կորստով կողմնակի ռեակցիաների ժամանակ NO-ի առաջացման պատճառով։[...]
Կենսաքիմիական կեղտաջրերի մաքրման կայանքները նախագծելիս և դրանց աշխատանքը վերլուծելիս սովորաբար օգտագործվում են հետևյալ նախագծային պարամետրերը. կենսաբանական օքսիդացման արագություն, էլեկտրոն ընդունողների ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ, ակտիվացված տիղմի կենսազանգվածի աճի արագություն և ֆիզիկական հատկություններ: Քիմիական փոփոխությունների ուսումնասիրությունը կենսառեակտորում տեղի ունեցող կենսաբանական փոխակերպումների հետ կապված հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել կառուցվածքի աշխատանքի բավականին ամբողջական պատկերացում: Անաէրոբ համակարգերի համար, որոնք ներառում են անաէրոբ զտիչներ, նման տեղեկատվությունն անհրաժեշտ է միջավայրի օպտիմալ pH արժեքն ապահովելու համար, որը մաքրման օբյեկտների բնականոն աշխատանքի հիմնական գործոնն է: Որոշ աերոբ համակարգերում, ինչպիսիք են նրանք, որտեղ տեղի է ունենում նիտրացում, pH-ի վերահսկումը նույնպես անհրաժեշտ է մանրէների աճի օպտիմալ տեմպերն ապահովելու համար: Փակ մաքրման կայանների համար, որոնք գործի են դրվել 60-ականների վերջին, որոնք օգտագործում են մաքուր թթվածին (թթվածին), քիմիական փոխազդեցությունների ուսումնասիրությունը անհրաժեշտ է դարձել ոչ միայն pH-ի կարգավորման, այլ նաև գազատարի սարքավորումների ինժեներական հաշվարկի համար: [ ...]
Ընդհանուր դեպքում, կատալիտիկ փոխակերպման k-ի արագության հաստատունը տվյալ ջերմաստիճանում առաջնային, հակադարձ և կողային ռեակցիաների արագության հաստատունների, ինչպես նաև սկզբնական ռեակտիվների և դրանց փոխազդեցության արտադրանքների դիֆուզիոն գործակիցների ֆունկցիան է։ . Տարասեռ կատալիտիկ գործընթացի արագությունը որոշվում է, ինչպես նշվեց վերևում, նրա առանձին փուլերի հարաբերական արագությամբ և սահմանափակվում դրանցից ամենադանդաղով: Արդյունքում, կատալիտիկ ռեակցիայի կարգը գրեթե երբեք չի համընկնում ռեակցիայի մոլեկուլյարության հետ, որը համապատասխանում է այս ռեակցիայի հավասարման ստոյխիոմետրիկ հարաբերակցությանը, և կատալիտիկ փոխակերպման արագության հաստատունը հաշվարկելու արտահայտությունները հատուկ են կոնկրետ փուլերին և պայմաններին։ դրա իրագործման [...]
Չեզոքացման ռեակցիան վերահսկելու համար դուք պետք է իմանաք, թե որքան թթու կամ ալկալ պետք է ավելացվի լուծույթին, որպեսզի ստացվի անհրաժեշտ pH արժեքը: Այս խնդիրը լուծելու համար կարող է օգտագործվել ստոյխիոմետրիկ գործակիցների էմպիրիկ գնահատման մեթոդ, որն իրականացվում է տիտրման միջոցով։[...]
Խցիկում այրման արտադրանքի հավասարակշռության բաղադրությունը որոշվում է զանգվածային գործողության օրենքով: Համաձայն այս օրենքի՝ քիմիական ռեակցիաների արագությունը ուղիղ համեմատական է սկզբնական ռեակտիվների կոնցենտրացիային, որոնցից յուրաքանչյուրը վերցված է ստոյխիոմետրիկ գործակիցին հավասար աստիճանի, որով նյութը մտնում է քիմիական ռեակցիայի հավասարման մեջ։ Ելնելով վառելիքի բաղադրությունից՝ կարելի է ենթադրել, որ խցիկում, օրինակ, հեղուկ հրթիռային վառելիքի այրման արտադրանքը բաղկացած կլինի CO2, H20, CO, N0, OH, Li2, H2, N. H, O, պինդ հրթիռային վառելիք - A1203, N2, H2, HC1, CO, C02, H20-ից T = 1100...2200 K. [...]
Բնական գազի երկաստիճան այրման կիրառման հնարավորությունը հիմնավորելու համար փորձարարական ուսումնասիրություններ են իրականացվել ջահի երկարությամբ տեղական ջերմաստիճանների բաշխման, ազոտի օքսիդների և այրվող նյութերի կոնցենտրացիաների վերաբերյալ՝ կախված այրիչով մատակարարվող օդի ավելցուկային հարաբերակցությունից։ . Փորձերն իրականացվել են բնական գազը այրելով PTVM-50 կաթսայի վառարանում, որը հագեցած է VTI պտտվող այրիչով, գազի շիթերի ծայրամասային առաքմամբ պտտվող լայնակի օդային հոսքի մեջ: Հաստատվել է, որ ag O.bb-ում վառելիքի այրման գործընթացը ավարտվում է 1ph/X>Out = 4.2 հեռավորության վրա, իսկ ag=1.10-ում՝ bph10out = 3.6 հեռավորության վրա: Սա ցույց է տալիս ընդլայնված այրման գործընթացը ստոյխիոմետրիկից էականորեն տարբեր պայմաններում[...]
Գործընթացի պարամետրերի պարզեցված մատրիցը ակտիվացված նստվածքով առանց նիտրացման ներկայացված է Աղյուսակում: 4.2. Այստեղ ենթադրվում է, որ փոխակերպման գործընթացին նպաստում են երեք հիմնական գործոններ՝ կենսաբանական աճ, դեգրադացիա և հիդրոլիզ։ Ռեակցիայի արագությունը նշված է աջ սյունակում, իսկ աղյուսակում ներկայացված գործակիցները ստոյխիոմետրիկ են: Օգտագործելով աղյուսակի տվյալները՝ կարող եք գրել զանգվածի հաշվեկշռի հավասարում, օրինակ՝ հեշտությամբ քայքայվող օրգանական նյութի համար Be in a ideal mixing reactor. Տրանսպորտային արտահայտություններն ինքնըստինքյան են. Մենք գտնում ենք երկու արտահայտություն, որոնք նկարագրում են նյութի փոխակերպումները՝ բազմապատկելով ստոյխիոմետրիկ գործակիցները (այս դեպքում) «բաղադրիչ» սյունակներից աղյուսակի աջ սյունակի համապատասխան ռեակցիաների արագությամբ: 4.2.[...]
Նկ. Նկար 50-ը ցույց է տալիս այրման արտադրանքներում Shx-ի պարունակության փոփոխությունը (գ/կՎտժ)՝ կախված խառնուրդի բաղադրությունից և բռնկման ժամանակից: Որովհետեւ NOx-ի առաջացումը մեծապես կախված է գազի ջերմաստիճանից, վաղ բռնկման դեպքում ավելանում է NOx-ի արտանետումը: 1 Yux-ի առաջացման կախվածությունը օդի ավելցուկային գործակիցից ավելի բարդ է, քանի որ Երկու հակադիր գործոն կա. 1Ох-ի առաջացումը կախված է այրման խառնուրդում թթվածնի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից։ Խառնուրդը հենվելով մեծացնում է թթվածնի կոնցենտրացիան, բայց նվազեցնում է այրման առավելագույն ջերմաստիճանը: Սա հանգեցնում է նրան, որ առավելագույն պարունակությունը ձեռք է բերվում ստոյխիոմետրիկից մի փոքր ավելի աղքատ խառնուրդների հետ աշխատելիս: Օդի ավելցուկային գործակցի նույն արժեքների դեպքում արդյունավետ արդյունավետությունն ունի առավելագույնը:[...]
Նկ. Նկար 7.2-ը ցույց է տալիս մեթանոլի կոնցենտրացիայի փորձնական կախվածությունը NO3-N կոնցենտրացիայից ամբողջական տեղաշարժվող բիոֆիլտրի ելքի վրա: Փորձարարական կետերը միացնող գծերը բնութագրում են նյութի բաշխումը ֆիլտրի երկայնքով տարբեր Smc/Sn- հարաբերակցությամբ: Կորերի թեքությունը համապատասխանում է ստոյխիոմետրիկ գործակցի արժեքին՝ 3,1 կգ CH3OH/kg NO -N: [... ]
Ռեակցող նյութերի կոնցենտրացիաները հավասարակշռության հաստատունի հետ կապող հարաբերությունը զանգվածի գործողության օրենքի մաթեմատիկական արտահայտությունն է, որը կարելի է ձևակերպել հետևյալ կերպ. ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիան տվյալ ջերմաստիճանում սկզբնական նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արտադրանքի նկատմամբ հաստատուն արժեք է, և յուրաքանչյուր նյութի կոնցենտրացիան պետք է բարձրացվի մինչև իր ստոյխիոմետրիկ գործակցի ուժը:[...]
Խորհրդային Միությունում Պոլեժաևի և Գիրինայի մեթոդը օգտագործվում է մթնոլորտում NO¡¡ որոշելու համար: Այս մեթոդը օգտագործում է KJ-ի 8% լուծույթ՝ ազոտի երկօքսիդը գրավելու համար: Ստացված լուծույթում նիտրիտների իոնների որոշումն իրականացվում է Griess-Ilosvay ռեագենտի միջոցով։ Կալիումի յոդիդի լուծույթը զգալիորեն ավելի արդյունավետ NO2 ներծծող է, քան ալկալային լուծույթը: Իր ծավալով (ընդամենը 6 մլ) և օդի փոխանցման արագությամբ (0,25 լ/րոպե) ծակոտկեն ապակե թիթեղով ներծծող սարքի միջով անցնում է ոչ ավելի, քան 2% NO2: Ընտրված նմուշները լավ պահպանված են (մոտ մեկ ամիս): ԿՋ լուծույթով NOa-ի կլանման ստոյխիոմետրիկ գործակիցը 0,75 է՝ հաշվի առնելով բեկումը։ Մեր տվյալներով, այս մեթոդը չի խանգարում NO-ին NO:NOa 3:1 հարաբերակցությամբ:[...]
Այս մեթոդի թերությունները, որը լայնորեն կիրառվում է թափոնների բարձր ջերմաստիճանի մշակման պրակտիկայում, թանկարժեք ալկալային ռեակտիվների (NaOH և Na2CO3) օգտագործման անհրաժեշտությունն է: Այսպիսով, հնարավոր է բավարարել բազմաթիվ ոլորտների կարիքները, որոնք պետք է չեզոքացնեն փոքր քանակությամբ հեղուկ թափոններ քիմիական բաղադրիչների լայն տեսականիով և քլորօրգանական միացությունների ցանկացած պարունակությամբ: Այնուամենայնիվ, քլոր պարունակող լուծիչների այրմանը պետք է զգուշությամբ մոտենալ, քանի որ որոշակի պայմաններում (1 > 1200°C, ավելցուկային օդի հարաբերակցությունը > 1,5) արտանետվող գազերը կարող են պարունակել ֆոսգեն, խիստ թունավոր ածխածնի քլորօքսիդ կամ կարբոնաթթվի քլորիդ ( COC12): Այս նյութի կյանքին սպառնացող կոնցենտրացիան կազմում է 450 մգ 1 մ3 օդում։[...]
Քիչ լուծելի միներալների կամ դրանց միացությունների տարրալվացման կամ քիմիական եղանակով քայքայման գործընթացները բնութագրվում են նոր պինդ փուլերի ձևավորմամբ. Նրանց և լուծված բաղադրիչների միջև հավասարակշռությունը վերլուծվում է թերմոդինամիկ փուլային դիագրամների միջոցով: Այստեղ հիմնարար դժվարությունները սովորաբար առաջանում են գործընթացների կինետիկան նկարագրելու անհրաժեշտության հետ կապված, առանց որի դրանց դիտարկումը հաճախ արդարացված չէ: Համապատասխան կինետիկ մոդելները պահանջում են քիմիական փոխազդեցությունների արտացոլումը բացահայտ ձևով՝ արձագանքող նյութերի մասնակի կոնցենտրացիաների միջոցով cx՝ հաշվի առնելով կոնկրետ ռեակցիաների ստոյխիոմետրիկ գործակիցները V.։
Յուրաքանչյուր ռեակցիայի նյութի համար գոյություն ունեն նյութերի 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 քանակությունը չի կարող բացասական լինել, ապա սկզբնական նյութերի համար
Քանի որ >.
Ռեակցիայի արտադրանքի համար >, հետևաբար, .
Ստոյխիոմետրիկ հարաբերությունները փոխազդող նյութերի կամ ռեակցիայի արտադրանքների քանակությունների, զանգվածների կամ ծավալների (գազերի) միջև հարաբերություններն են՝ 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 արձագանքվող 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 ցույց են տալիս գործակիցները, իսկ մեծ տառերը ցույց են տալիս քիմիական նյութեր, ռեակտիվների քանակները կապված են հարաբերակցությամբ.
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 մնացած նյութերի ռեակցիաները: Այն նյութը, որի զանգվածով կամ քանակով հայտնաբերվում են ռեակցիայի այլ մասնակիցների զանգվածները, քանակները կամ ծավալները, երբեմն կոչվում է օժանդակ նյութ։
Եթե տրված են մի քանի ռեակտիվների զանգվածներ, ապա մնացած նյութերի զանգվածները հաշվարկվում են այն նյութի հիման վրա, 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 խնդիրներում հիմնական գործողությունը օժանդակ նյութի հայտնաբերումն է և դրա քանակի հաշվարկը, որը մտել է կամ ձևավորվել է 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, պիրիտը պարունակում 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 FeS 2 նյութի քանակը, մոլ;
Պիրիտ հանքանյութի զանգվածը, գ.
Բաղադրիչի քանակությունը պինդ նյութերի խառնուրդում հաշվարկվում է նույն կերպ, եթե հայտնի է դրա պարունակությունը զանգվածային կոտորակներում:
Մաքուր հեղուկում նյութի քանակի հաշվարկ
Եթե զանգվածը հայտնի է, ապա հաշվարկը նման է առանձին պինդի հաշվարկին:
Եթե հայտնի է հեղուկի ծավալը, ապա
1. Գտե՛ք հեղուկի այս ծավալի զանգվածը.
m f = V f ·s f,
որտեղ mf-ը հեղուկի զանգվածն է g;
Vf - հեղուկի ծավալը, մլ;
cf - հեղուկի խտություն, գ/մլ:
2. Գտե՛ք հեղուկի մոլերի քանակը.
Այս տեխնիկան հարմար է նյութի ագրեգացման ցանկացած 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.
Լուծված նյութի քանակի հաշվարկը լուծույթում, եթե հայտնի է դրա կոնցենտրացիան
Եթե հայտնի են լուծված նյութի զանգվածային բաժինը, լուծույթի խտությունը և դրա ծավալը, ապա
m լուծում = V լուծում գ լուծում,
որտեղ m լուծումը լուծույթի զանգվածն է, g;
V լուծույթ - լուծույթի ծավալը, մլ;
գ լուծում - լուծույթի խտությունը, գ/մլ.
որտեղ է լուծված նյութի զանգվածը, g;
Լուծված նյութի զանգվածային բաժին՝ արտահայտված %-ով:
Որոշել ազոտական թթվի քանակը 1,0543 գ/մլ 10% թթվային լուծույթում 500 մլ.
Որոշեք լուծույթի զանգվածը
մ լուծում = V լուծում s լուծում = 500 1,0543 = 527,150 գ.
Որոշեք մաքուր HNO 3-ի զանգվածը
Որոշեք HNO 3-ի մոլերի քանակը
Եթե հայտնի են լուծված նյութի և նյութի մոլային կոնցենտրացիան և լուծույթի ծավալը, ապա
որտեղ է լուծույթի ծավալը, լ;
i-րդ նյութի մոլային կոնցենտրացիան լուծույթում, մոլ/լ.
Առանձին գազային նյութի քանակի հաշվարկ
Եթե տրված է գազային նյութի զանգվածը, ապա այն հաշվարկվում է բանաձևով (1):
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։
