Redox ռեակցիայի հավասարումը կազմելիս անհրաժեշտ է որոշել վերականգնող նյութը, օքսիդացնող նյութը և տրված և ստացված էլեկտրոնների քանակը։ Ռեդոքսային ռեակցիաների հավասարումներ կազմելու հիմնականում երկու եղանակ կա.
1) էլեկտրոնային հաշվեկշիռ– հիմնված է վերականգնող նյութից դեպի օքսիդացնող նյութ տեղափոխվող էլեկտրոնների ընդհանուր թվի որոշման վրա.
2) իոն-էլեկտրոնային հավասարակշռություն- նախատեսում է օքսիդացման և նվազեցման գործընթացի հավասարումների առանձին հավաքում` դրանց հետագա գումարումով ընդհանուր իոնային հավասարում-կես ռեակցիայի մեթոդով: Այս մեթոդով անհրաժեշտ է գտնել ոչ միայն վերականգնող և օքսիդացնող նյութի գործակիցները, այլև միջավայրի մոլեկուլները։ Կախված միջավայրի բնույթից՝ օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված կամ վերականգնող նյութի կողմից կորցրած էլեկտրոնների թիվը կարող է տարբեր լինել։
1) Էլեկտրոնային հաշվեկշիռ՝ ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումների գործակիցները գտնելու մեթոդ, որը դիտարկում է էլեկտրոնների փոխանակումը տարրերի ատոմների միջև, որոնք փոխում են դրանց օքսիդացման վիճակը։ Նվազեցնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը հավասար է օքսիդացնող նյութի ստացած էլեկտրոնների թվին:
Հավասարումը կազմվում է մի քանի փուլով.
1. Գրի՛ր ռեակցիայի սխեման:
KMnO 4 + HCl → KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O
2. Օքսիդացման վիճակները դրե՛ք փոփոխվող տարրերի նշաններից վեր:
KMn +7 O 4 + HCl -1 → KCl + Mn +2 Cl 2 + Cl 2 0 + H 2 O
3. Հատկացնել տարրեր, որոնք փոխում են օքսիդացման աստիճանը և որոշում էլեկտրոնների քանակը, որոնք ձեռք են բերվում օքսիդացնող նյութի կողմից և տրվում են վերականգնող նյութի կողմից:
Mn +7 + 5ē = Mn +2
2Cl -1 - 2ē \u003d Cl 2 0
4. Հավասարեցրեք ձեռք բերված և նվիրաբերված էլեկտրոնների քանակը՝ դրանով իսկ սահմանելով գործակիցները այն միացությունների համար, որոնցում կան տարրեր, որոնք փոխում են օքսիդացման վիճակը:
Mn +7 + 5ē = Mn +2 2
2Cl -1 - 2ē \u003d Cl 2 0 5
––––––––––––––––––––––––
2Mn +7 + 10Cl -1 = 2Mn +2 + 5Cl 2 0
5. Ռեակցիայի մյուս բոլոր մասնակիցների համար ընտրվում են գործակիցներ: Այս դեպքում 10 HCl մոլեկուլ մասնակցում է վերականգնողական գործընթացին, իսկ 6-ը՝ իոնափոխանակման գործընթացին (կալիումի և մանգանի իոնների կապում)։
2KMn +7 O 4 + 16HCl -1 = 2KCl + 2Mn +2 Cl 2 + 5Cl 2 0 + 8H 2 O
2) Իոն-էլեկտրոն հավասարակշռության մեթոդ.
1. Գրի՛ր ռեակցիայի սխեման:
K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
2. Գրի՛ր կիսա-ռեակցիաների սխեմաներ՝ օգտագործելով լուծույթում առկա մասնիկները (մոլեկուլներ և իոններ): Միևնույն ժամանակ մենք ամփոփում ենք նյութական հաշվեկշիռը, այսինքն. Ձախ կողմում կիսա-ռեակցիային մասնակցող տարրերի ատոմների թիվը պետք է հավասար լինի աջ կողմում գտնվող նրանց թվին: Օքսիդացված և կրճատված ձևերօքսիդիչը և վերականգնիչը հաճախ տարբերվում են թթվածնի պարունակությամբ (համեմատե՛ք Cr 2 O 7 2− և Cr 3+): Հետևաբար, էլեկտրոն-իոնային հաշվեկշռի մեթոդով կիսա-ռեակցիայի հավասարումներ կազմելիս դրանք ներառում են H + / H 2 O զույգեր (համար թթվայինմիջավայր) և OH - / H 2 O (համար ալկալայինմիջավայր): Եթե մի ձևից մյուսին անցնելու ժամանակ սկզբնական ձևը (սովորաբար − օքսիդացված) կորցնում է իր օքսիդի իոնները (ներքևում ներկայացված են քառակուսի փակագծերում), վերջիններս, քանի որ դրանք ազատ ձևով գոյություն չունեն, պետք է լինեն թթվայինմիջավայրը զուգակցվում են ջրածնի կատիոնների հետ, իսկ ներս ալկալայինմիջին - ջրի մոլեկուլներով, ինչը հանգեցնում է ձևավորման ջրի մոլեկուլներ(թթվային միջավայրում) և հիդրօքսիդի իոններ(ալկալային միջավայրում).
թթվային միջավայր+ 2H + = H 2 O օրինակ՝ Cr 2 O 7 2− + 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2 O
ալկալային միջավայր+ H 2 O \u003d 2 OH - օրինակ ՝ MnO 4 - + 2H 2 O \u003d MnO 2 + 4OH -
թթվածնի պակասըսկզբնական ձևով (ավելի հաճախ՝ վերականգնված ձևով) վերջնական ձևի համեմատությամբ փոխհատուցվում է ավելացնելով ջրի մոլեկուլներ(Վ թթվայինմիջավայր) կամ հիդրօքսիդի իոններ(Վ ալկալայինմիջավայր):
թթվային միջավայր H 2 O = + 2H + օրինակ՝ SO 3 2- + H 2 O = SO 4 2- + 2H +
ալկալային միջավայր 2 OH - \u003d + H 2 O օրինակ՝ SO 3 2- + 2OH - \u003d SO 4 2- + H 2 O
MnO 4 - + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O կրճատում
SO 3 2- + H 2 O → SO 4 2- + 2H + օքսիդացում
3. Ամփոփում ենք էլեկտրոնային հաշվեկշիռը՝ հետևելով կիսա-ռեակցիայի հավասարումների աջ և ձախ մասերում ընդհանուր լիցքի հավասարության անհրաժեշտությանը։
Վերոնշյալ օրինակում կրճատման կիսա-ռեակցիայի հավասարման աջ կողմում իոնների ընդհանուր լիցքը +7 է, ձախում՝ +2, ինչը նշանակում է, որ աջ կողմում պետք է ավելացնել հինգ էլեկտրոն.
MnO 4 - + 8H + + 5ē → Mn 2+ + 4H 2 O
Օքսիդացման կես ռեակցիայի հավասարման մեջ աջ կողմի ընդհանուր լիցքը -2 է, ձախ կողմում՝ 0, ինչը նշանակում է, որ աջ կողմում պետք է հանել երկու էլեկտրոն.
SO 3 2- + H 2 O - 2ē → SO 4 2- + 2H +
Այսպիսով, երկու հավասարումներում էլ իրականացվում է իոն-էլեկտրոն հավասարակշռությունը, և դրանցում կարելի է հավասար նշաններ դնել սլաքների փոխարեն.
MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H 2 O
SO 3 2- + H 2 O - 2ē \u003d SO 4 2- + 2H +
4. Հետևելով օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված և վերականգնող նյութի կողմից տրված էլեկտրոնների թվի հավասարության անհրաժեշտության կանոնին, մենք գտնում ենք երկու հավասարումների էլեկտրոնների թվի նվազագույն ընդհանուր բազմապատիկը (2∙5 = 10):
5. Մենք բազմապատկում ենք գործակիցներով (2.5) և գումարում ենք երկու հավասարումները՝ գումարելով երկու հավասարումների ձախ և աջ մասերը։
MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H 2 O 2
SO 3 2- + H 2 O - 2ē \u003d SO 4 2- + 2H + 5
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2MnO 4 - + 16H + + 5SO 3 2- + 5H 2 O = 2Mn 2+ + 8H 2 O + 5SO 4 2- + 10H +
2MnO 4 - + 6H + + 5SO 3 2- = 2Mn 2+ + 3H 2 O + 5SO 4 2-
կամ մոլեկուլային ձևով.
5K 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O
Այս մեթոդը հաշվի է առնում էլեկտրոնների անցումը մեկ ատոմից կամ իոնից մյուսը՝ հաշվի առնելով այն միջավայրի բնույթը (թթվային, ալկալային կամ չեզոք), որտեղ տեղի է ունենում ռեակցիան։ Թթվային միջավայրում կիսա-ռեակցիայի հավասարումների մեջ ջրածնի և թթվածնի ատոմների թիվը հավասարեցնելու համար պետք է օգտագործել ջրածնի իոններ H+ և ջրի մոլեկուլներ, հիմնականում՝ հիդրօքսիդի իոններ OH - և ջրի մոլեկուլներ։ Համապատասխանաբար, ստացված արտադրանքներում էլեկտրոն-իոնային հավասարման աջ կողմում կլինեն ջրածնի իոններ (և ոչ հիդրօքսիդի իոններ) և ջրի մոլեկուլներ (թթվային միջավայր) կամ հիդրօքսիդի իոններ և ջրի մոլեկուլներ (ալկալային միջավայր): Այսպիսով, օրինակ, թթվային միջավայրում պերմանգանատի իոնի կրճատման կես ռեակցիայի հավասարումը չի կարող կազմվել աջ կողմում հիդրօքսիդի իոնների առկայությամբ.
MnO 4 - + 4H 2 O + 5ē \u003d Mn 2+ + 8OH -.
Ճիշտ MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H 2 O
Այսինքն՝ էլեկտրոնային իոնային հավասարումներ գրելիս պետք է ելնել լուծույթում իրականում առկա իոնների բաղադրությունից։ Բացի այդ, ինչպես կրճատ իոնային հավասարումների պատրաստման ժամանակ, այն նյութերը, որոնք վատ տարանջատվող, վատ լուծվող կամ գազի ձևով ազատված են, պետք է գրվեն մոլեկուլային ձևով:
Կիսարեակցիայի մեթոդով ռեդոքսային ռեակցիաների հավասարումների կազմումը հանգեցնում է նույն արդյունքի, ինչ էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը։
Եկեք համեմատենք երկու մեթոդները: Կիսարեակցիայի մեթոդի առավելությունը էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդի համեմատ այն է որ այն օգտագործում է ոչ թե հիպոթետիկ իոններ, այլ իրական։
Կիսարեակցիայի մեթոդը կիրառելիս պետք չէ իմանալ ատոմների օքսիդացման վիճակը։ Առանձին իոնային կիսա-ռեակցիայի հավասարումներ գրելն անհրաժեշտ է գալվանական բջիջում և էլեկտրոլիզի ընթացքում քիմիական գործընթացները հասկանալու համար: Այս մեթոդով տեսանելի է շրջակա միջավայրի դերը՝ որպես ողջ գործընթացի ակտիվ մասնակից։ Վերջապես, կիսա-ռեակցիայի մեթոդը կիրառելիս պետք չէ իմանալ ստացված բոլոր նյութերը, դրանք ելնելիս հայտնվում են ռեակցիայի հավասարման մեջ։ Հետևաբար, կես ռեակցիաների մեթոդը պետք է նախընտրելի լինի և օգտագործվի ջրային լուծույթներում տեղի ունեցող բոլոր ռեդոքս ռեակցիաների համար հավասարումների պատրաստման համար:
Այս մեթոդով համեմատվում են սկզբնական և վերջնական նյութերում ատոմների օքսիդացման վիճակները՝ առաջնորդվելով կանոնով. վերականգնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի օքսիդացնող նյութին կցված էլեկտրոնների թվին: Հավասարում կազմելու համար անհրաժեշտ է իմանալ ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերը: Վերջիններս որոշվում են կա՛մ էմպիրիկ եղանակով, կա՛մ էլ տարրերի հայտնի հատկությունների հիման վրա։
Իոն-էլեկտրոն հավասարակշռության մեթոդը ավելի բազմակողմանի է, քան էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը և ունի անհերքելի առավելություն գործակիցների ընտրության հարցում շատ ռեդոքս ռեակցիաներում, մասնավորապես, օրգանական միացությունների մասնակցությամբ, որոնցում նույնիսկ օքսիդացման վիճակների որոշման կարգը շատ է: բարդ.
Դիտարկենք, օրինակ, էթիլենի օքսիդացման գործընթացը, որը տեղի է ունենում, երբ այն անցնում է կալիումի պերմանգանատի ջրային լուծույթով։ Արդյունքում, էթիլենը օքսիդացվում է էթիլենգլիկոլի HO-CH 2 -CH 2 -OH, իսկ պերմանգանատը վերածվում է մանգանի (IV) օքսիդի, բացի այդ, ինչպես պարզ կլինի վերջնական հավասարակշռության հավասարումից, կալիումի հիդրօքսիդը նույնպես ձևավորվում է: իրավունք:
KMnO 4 + C 2 H 4 + H 2 O → C 2 H 6 O 2 + MnO 2 + KOH
Կրճատման և օքսիդացման կիսա-ռեակցիայի հավասարումը.
MnO 4 - + 2H 2 O + 3e \u003d MnO 2 + 4OH - 2 վերականգնում
C 2 H 4 + 2OH - - 2e \u003d C 2 H 6 O 2 3 օքսիդացում
Մենք ամփոփում ենք երկու հավասարումները, հանում ենք ձախ և աջ կողմերում առկա հիդրօքսիդի իոնները:
Մենք ստանում ենք վերջնական հավասարումը.
2KMnO 4 + 3C 2 H 4 + 4H 2 O → 3C 2 H 6 O 2 + 2MnO 2 + 2KOH
Օրգանական միացությունների հետ կապված ռեակցիաներում գործակիցները որոշելու համար իոն-էլեկտրոն հավասարակշռության մեթոդն օգտագործելիս հարմար է դիտարկել ջրածնի ատոմների օքսիդացման վիճակները հավասար +1, թթվածին -2 և հաշվարկել ածխածինը` օգտագործելով դրական և բացասական լիցքերի հավասարակշռությունը: մոլեկուլը (իոն): Այսպիսով, էթիլենի մոլեկուլում ընդհանուր լիցքը զրո է.
4 ∙ (+1) + 2 ∙ X \u003d 0,
նշանակում է ածխածնի երկու ատոմների օքսիդացման աստիճանը՝ (-4), իսկ մեկ (X) - (-2):
Նմանապես, էթիլեն գլիկոլի C 2 H 6 O 2 մոլեկուլում մենք գտնում ենք ածխածնի օքսիդացման վիճակը (X).
2 ∙ X + 2 ∙ (-2) + 6 ∙ (+1) = 0, X = -1
Օրգանական միացությունների որոշ մոլեկուլներում նման հաշվարկը հանգեցնում է ածխածնի օքսիդացման վիճակի կոտորակային արժեքի, օրինակ, ացետոնի մոլեկուլի համար (C 3 H 6 O) այն -4/3 է: Էլեկտրոնային հավասարումը գնահատում է ածխածնի ատոմների ընդհանուր լիցքը: Ացետոնի մոլեկուլում այն -4 է։
Նմանատիպ տեղեկատվություն.
Ամենակարևոր քիմիական հասկացություններից մեկը, որի վրա հիմնված են ստոյխիոմետրիկ 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.
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 (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 մոլեկուլային զանգվածների և Ավոգադրոյի համարի իմացությունը թույլ է տալիս ցանկացած նյութի մոլեկուլի զանգվածն արտահայտել գրամներով։ 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 իրականացնելու 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 տեղեկությունները. 4 մոլ ամոնիակ առանց ավելցուկի և պակասի արձագանքում է 3 մոլ թթվածնի, իսկ 2 մոլ ազոտի և 6 մոլի հետ։ ջրից առաջանում են.
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 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) \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) դասավորել գործակիցները տվյալ ռեակցիայի սխեմայով 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
| 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) | |
| m (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 բաժինը X-ը հաշվարկվում է որպես այս նյութի զանգվածի հարաբերակցություն լուծույթի զանգվածին.
,
որտեղ ω(X)-ը X լուծված նյութի զանգվածային բաժինն է.
m(X) լուծված X նյութի զանգվածն է;
մ լուծում - լուծույթի զանգվածը:
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.
Զանգվածային բաժինը, որն արտահայտվում է որպես տոկոս, հաճախ կոչվում է տոկոսային կոնցենտրացիան . Ակնհայտ է, որ լուծվող 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» մուտքագրումը 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 ծավալների ջուր և 1,84 գ/մլ խտությամբ H 2 SO 4 96% լուծույթ պետք է վերցնել 2 լիտր H 2 SO 4 60% լուծույթ 1,5 գ / մլ խտությամբ 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 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 հատվածում, 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 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՝ 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։
Հաշվարկել 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 մոլ=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.
մ (FeSO 4) \u003d մ լուծույթ × 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-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
| 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 ազոտաթթվի 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 ծավալներով ջուր և 36% աղաթթու (խտությունը 1,2 գ/մլ) է անհրաժեշտ 1,05 գ/մլ 10% լուծույթ պատրաստելու համար. | |
| 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 15 լիտր պղնձի սուլֆատի 8%-անոց լուծույթից ջրի գոլորշիացման միջոցով, 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 | |
| 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 ամոնիակի սինթեզը ազոտից և ջրածնից.
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 օրիգինալ 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.
Ստացված արտադրանքի C հավասարակշռություն \u003d C:
Այսպիսով, հավասարակշռության համակարգի պարամետրերը հաշվարկելու համար շատ կարևոր է, որ կարողանանք որոշել, թե սկզբնական նյութից որքան է արձագանքել հավասարակշռության հասնելու պահին 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 նախածանց. (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 պայմաններում (2-րդ տիպի առաջադրանք) պայմանը ոչինչ չի ասում արձագանքվող սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիաների և առաջացած արգասիքների 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 մոլ/լ 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
ստոյխիոմետրիա- արձագանքող նյութերի քանակական հարաբերությունները.
Եթե ռեակտիվները քիմիական փոխազդեցության մեջ են մտնում 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 բանաձևերի դիմաց կոչվում են ստոյխիոմետրիկ.
Քիմիական հավասարումների համաձայն բոլոր հաշվարկները հիմնված են ստոյխիոմետրիկ գործակիցների օգտագործման վրա և կապված են նյութի քանակների (մոլերի քանակի) 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 ռեակցիայի արգասիքների ելքը պայմանում նշված չէ, ապա հաշվարկներում այն վերցվում է հավասար 100%-ի (քանակական ելքը)։
Հաշվարկի սխեման ըստ քիմիական ռեակցիաների հավասարումների.
- Գրի՛ր քիմիական ռեակցիայի հավասարումը:
- Նյութերի քիմիական բանաձևերի վերևում գրի՛ր հայտնի և անհայտ մեծություններ՝ չափման միավորներով:
- Հայտնի և անհայտ նյութերի քիմիական բանաձևերի տակ գրեք ռեակցիայի հավասարումից հայտնաբերված այդ քանակությունների համապատասխան արժեքները:
- Կազմել և լուծել համամասնությունները:
Օրինակ.Հաշվե՛ք 24 գ մագնեզիումի ամբողջական այրման ժամանակ առաջացած մագնեզիումի օքսիդ նյութի զանգվածը և քանակը։
|
Տրված է. մ(Մգ) = 24 գ Գտնել. ν (MgO) մ (MgO) |
Լուծում: 1. Կազմենք քիմիական ռեակցիայի հավասարումը. 2Mg + O 2 \u003d 2MgO: 2. Նյութերի բանաձեւերի տակ նշում ենք նյութի քանակությունը (մոլերի թիվը), որը համապատասխանում է ստոյխիոմետրիկ գործակիցներին. 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 մոլ 2 մոլ 3. Որոշեք մագնեզիումի մոլային զանգվածը. Մագնեզիումի հարաբերական ատոմային զանգված Ar (Mg) = 24. Որովհետեւ մոլային զանգվածի արժեքը հավասար է հարաբերական ատոմային կամ մոլեկուլային զանգվածին, ապա M (Mg)= 24 գ/մոլ. 4. Պայմանում տրված նյութի զանգվածով հաշվում ենք նյութի քանակը.
5. Մագնեզիումի օքսիդի քիմիական բանաձեւից վեր MgO, որի զանգվածը անհայտ է, մենք սահմանեցինք xխալ, ավելի մագնեզիումի բանաձեւով մգգրեք նրա մոլային զանգվածը. 1 մոլ xխալ 2Mg + O 2 \u003d 2MgO 2 մոլ 2 մոլ
Համամասնությունները լուծելու կանոնների համաձայն.
Մագնեզիումի օքսիդի քանակը v(MgO)= 1 մոլ. 7. Հաշվե՛ք մագնեզիումի օքսիդի մոլային զանգվածը. M (Mg)\u003d 24 գ/մոլ, M (O)=16 գ/մոլ. M(MgO)= 24 + 16 = 40 գ/մոլ: Հաշվեք մագնեզիումի օքսիդի զանգվածը. m (MgO) \u003d ν (MgO) × M (MgO) \u003d 1 մոլ × 40 գ / մոլ \u003d 40 գ: Պատասխան. ν (MgO) = 1 մոլ; m(MgO) = 40 գ: |
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 համապատասխանի հավասարման աջ կողմի բոլոր լիցքերի գումարին («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 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.
Հետևյալ ընթացակարգը կարող է օգտագործվել երկու կիսա-ռեակցիաների հավասարումներից լրիվ ռեդոքսային 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 կողմում ավելացվում է համապատասխան թվով էլեկտրոններ։
2. Երկու կիսարեակցիաների հավասարումները միմյանց նկատմամբ հավասարակշռված են այնպես, որ մի ռեակցիայի ժամանակ կորցրած էլեկտրոնների թիվը հավասար է մյուս կես 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 կիսարեակցիաների հավասարումները և ստացված հավասարման ձախ և աջ կողմերից հեռացնելը.
հավասար թվով էլեկտրոններ, գտնում ենք
Մենք հավասարակշռում ենք ստորև տրված կես ռեակցիաների հավասարումները և կազմում ենք 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 կիսա-արձագանքը:
(6) հավասարման համար կարող ենք գրել
Այս հավասարումը հավասարակշռելու համար դուք կարող եք ավելացնել մեկ էլեկտրոն նրա աջ կողմում: Հետո
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 առջևի տարածման անբավարար բարձր արագության պատճառով՝ բոցավառման աղբյուրների թուլացման մեծ հավանականությամբ, այրման զգալի ցիկլային անհավասարությամբ և, ի վերջո, անսարքություններով: Այսպիսով, այս ուղղությունը կարելի է անվանել հարուստ գազ-օդ խառնուրդների չափազանց դանդաղ այրում:[ ...]
Օդի ավելցուկային գործակիցը (ա) զգալիորեն ազդում է այրման գործընթացի և այրման արտադրանքի 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 դիալկիլքլորոթիոֆոսֆատ ստանալու 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 պոլիֆոսֆատի ընդունման համար 1/us,p = g P/g COD(HAc):[ ...]
Աղյուսակում. 24.5-ը ցույց է տալիս ստոյխիոմետրիկ ելքի գործակիցները, որոնք որոշվել են մաքուր կուլտուրայի խմբաքանակային ռեակտորներում իրականացված փորձերում: Այս արժեքները բավականին լավ համընկնում են՝ չնայած մանրէաբանական աճի տարբեր պայմաններին:[ ...]
Արտահայտությունից (3.36) մենք գտնում ենք ստոյխիոմետրիկ գործակիցը «sat.r = 0.05 գ P / g COD (HAc):[ ...]
[ ...]
Օրինակ 3.2-ից կարող եք գտնել քացախաթթվի հեռացման հավասարման ստոյխիոմետրիկ գործակիցները. 1 մոլ HAs (60 գ HAs) պահանջում է 0,9 մոլ 02 և 0,9 32 = 29 գ 02:[ ...]
| 3.12 |
Այս բանաձևերում առաջին ելակետը ներառված է բոլոր ստոիխիոմետրիկ հավասարումների մեջ և դրանցում ստոյխիոմետրիկ գործակիցը V/, = -1 է։ Այս նյութի համար տրված են յուրաքանչյուր ստոյխիոմետրիկ հավասարման lu փոխակերպման աստիճանները (բոլորը՝ K)։ (3.14) և (3.15) հավասարումներում ենթադրվում է, որ i-րդ բաղադրիչը` արտադրանքը, որի համար որոշվում է ընտրողականությունը և ելքը, ձևավորվում է միայն 1-ին ստոյխիոմետրիկ հավասարման մեջ (այնուհետև E / \u003d x (): Այս բանաձևերի բաղադրիչները չափվում են մոլերով (LO անվանումը, ինչպես ավանդաբար ընդունված է քիմիական գիտություններում:[ ...]
Redox հավասարումներ կազմելիս հայտնաբերվում են ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ տարրի օքսիդացման համար ռեակցիայից առաջ և հետո։ Միացություններում տարրի օքսիդացումը որոշվում է ատոմի կողմից բևեռային և իոնային կապերի ձևավորման վրա ծախսած էլեկտրոնների քանակով, իսկ օքսիդացման նշանը որոշվում է 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 հավասարմամբ, այլ ոչ թե եկամտաբերության գործակիցների աղյուսակների տեսքով։ Մանրէաբանական բջջի բաղադրիչների բաղադրության նման նկարագրությունը պահանջում էր էմպիրիկ բանաձեւի օգտագործում։ Փորձնականորեն հաստատվել է C5H702N բջջի նյութի բանաձևը, որը հաճախ օգտագործվում է ստոյխիոմետրիկ հավասարումների պատրաստման ժամանակ։[ ...]
Աղյուսակում. Նկար 3.6-ը ցույց է տալիս կինետիկ և այլ հաստատունների, ինչպես նաև ստոյխիոմետրիկ գործակիցների բնորոշ արժեքները քաղաքային կեղտաջրերի մաքրման աերոբային գործընթացի համար: Հարկ է նշել, որ առանձին հաստատունների միջև կա որոշակի հարաբերակցություն, ուստի անհրաժեշտ է օգտագործել հաստատունների մի շարք մեկ աղբյուրից, այլ ոչ թե ընտրել առանձին հաստատուններ տարբեր աղբյուրներից։ Աղյուսակում. 3.7-ը ցույց է տալիս նմանատիպ հարաբերակցություններ:[ ...]
Մեթոդը ստանդարտացված է յոդի հայտնի քանակներով՝ վերածված օզոնի՝ հիմնվելով մեկին հավասար ստոյխիոմետրիկ գործակցի վրա (1 մոլ օզոնն ազատում է 1 մոլ յոդ): Այս գործակիցը հաստատվում է մի շարք ուսումնասիրությունների արդյունքներով, որոնց հիման վրա սահմանվել են օզոնի ստոյխիոմետրիկ ռեակցիաները օլեֆինների հետ։ Այլ գործակցով այս արդյունքները դժվար կլինի բացատրել։ Սակայն աշխատանքում պարզվել է, որ նշված գործակիցը 1,5 է։ Սա համահունչ է այն տվյալներին, ըստ որի pH 9-ի դեպքում ստացվում է մեկին հավասար ստոյխիոմետրիկ գործակից, և թթվային միջավայրում շատ 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 տատանվում էր 0,8-ի սահմաններում [ ...]
Կենդանի բնության մեջ նյութական պրոցեսները, կենսագեն տարրերի ցիկլերը կապված են էներգիայի հոսքերի հետ ստոյխիոմետրիկ գործակիցներով, որոնք տարբերվում են օրգանիզմների լայն տեսականիում՝ միայն նույն կարգով: Միևնույն ժամանակ, կատալիզի բարձր արդյունավետության պատճառով, օրգանիզմներում նոր նյութերի սինթեզի էներգիայի ծախսերը շատ ավելի քիչ են, քան այդ գործընթացների տեխնիկական անալոգները[ ...]
Շարժիչի բնութագրերի և բոլոր այրման պալատների համար վնասակար արտանետումների չափումները իրականացվել են օդի ավելցուկային գործակցի փոփոխության լայն շրջանակում՝ ստոյխիոմետրիկ արժեքից մինչև ծայրահեղ նիհար խառնուրդ: Նկ. 56-ը և 57-ը ցույց են տալիս հիմնական արդյունքները՝ կախված ա-ից, ստացված 2000 րոպե արագությամբ և լայն բաց շնչափողով: Բոցավառման առաջխաղացման անկյան արժեքը ընտրվել է առավելագույն ոլորող մոմենտ ստանալու պայմանից:[ ...]
Ֆոսֆորի հեռացման կենսաբանական գործընթացը բարդ է, ուստի, իհարկե, մեր մոտեցումը մեծապես պարզեցված է: Աղյուսակում. 8.1-ը ներկայացնում 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 աշխատություններից մեկում ենթադրվում է, որ NO2-ի 1 մոլը տալիս է 0,72 գ-իոն NO7։ Ստանդարտացման միջազգային կազմակերպության կողմից տրամադրված տվյալների համաձայն, ստոյխիոմետրիկ գործակիցը կախված է Գրիս 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 կայաններ նախագծելիս և դրանց աշխատանքը վերլուծելիս սովորաբար օգտագործվում են հետևյալ նախագծային պարամետրերը. Կենսառեակտորում տեղի ունեցող կենսաբանական փոխակերպումների հետ կապված քիմիական փոփոխությունների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս ստանալ կառուցվածքի աշխատանքի բավականին ամբողջական պատկեր։ 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 նիտրացումը, միջավայրի 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 ուսումնասիրությունն անհրաժեշտ է դարձել ոչ միայն pH-ի վերահսկման, այլև գազատարի սարքավորումների ինժեներական հաշվարկի համար։[ . ..]
Կատալիտիկ փոխակերպման արագության k հաստատունը ընդհանուր դեպքում տվյալ ջերմաստիճանում ուղղակի, հակադարձ և կողմնակի 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 որոշակի փուլերի և պայմանների համար։ դրա իրականացման համար։[ ...]
Չեզոքացման ռեակցիան վերահսկելու համար պետք է իմանալ, թե որքան թթու կամ հիմք ավելացնել լուծույթին՝ pH-ի ցանկալի արժեքը ստանալու համար: Այս խնդիրը լուծելու համար կարելի է օգտագործել ստոյխիոմետրիկ գործակիցների էմպիրիկ գնահատման մեթոդը, 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 գործակցի չափով, որով նյութը մտնում է քիմիական ռեակցիայի հավասարման մեջ։ Ելնելով վառելիքի բաղադրությունից՝ կարելի է ենթադրել, որ այրման արգասիքները, օրինակ՝ հեղուկ հրթիռային վառելիքը խցիկում բաղկացած կլինեն CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N. H, O, պինդ հրթիռային վառելիքի համար՝ A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20-ից՝ T= 1100...2200 K:[ ...]
Բնական գազի երկաստիճան այրման օգտագործման հնարավորությունը հիմնավորելու համար իրականացվել են տեղական ջերմաստիճանների բաշխման, ազոտի օքսիդների և այրվող նյութերի կոնցենտրացիաների փորձարարական ուսումնասիրություններ կրակի երկարությամբ՝ կախված այրիչով մատակարարվող ավելորդ օդի գործակիցից։ . Փորձերն իրականացվել են բնական գազի այրման միջոցով PTVM-50 կաթսայի վառարանում, որը հագեցած է VTI պտտվող այրիչով, ծայրամասային գազի շիթային արտանետմամբ դեպի պտտվող լայնակի օդային հոսք: Պարզվել է, որ ag O.wb-ում վառելիքի այրման գործընթացը ավարտվում է 1f/X>out = 4.2 հեռավորության վրա, իսկ ag = 1.10 - bf10out = 3.6 հեռավորության վրա: Սա ցույց է տալիս այրման գործընթացի երկարաձգումը 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 արագությունները նշված են աջ սյունակում, իսկ աղյուսակում ներկայացված գործակիցները ստոյխիոմետրիկ են: Օգտագործելով աղյուսակի տվյալները՝ կարելի է գրել զանգվածի հաշվեկշռի հավասարումը, օրինակ՝ հեշտ քայքայվող օրգանական նյութի համար Be in a reactor reactor. Տրանսպորտի համար պատասխանատու արտահայտությունները բացատրության կարիք չունեն։ 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. 50 ցույց է տալիս այրման արտադրանքներում Wx-ի պարունակության փոփոխությունը (գ/կՎտժ)՝ կախված խառնուրդի կազմից և բռնկման ժամանակից: Որովհետեւ NOx-ի առաջացումը մեծապես կախված է գազի ջերմաստիճանից, վաղ բռնկման դեպքում NOx-ի արտանետումը մեծանում է: 1 Ux-ի առաջացման կախվածությունն ավելորդ օդի գործակիցից ավելի բարդ է, քանի որ Երկու հակադիր գործոն կա. 1NHOx-ի առաջացումը կախված է այրվող խառնուրդում թթվածնի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից։ Խառնուրդը թեքելը մեծացնում է թթվածնի կոնցենտրացիան, բայց նվազեցնում է այրման առավելագույն ջերմաստիճանը: Սա հանգեցնում է նրան, որ առավելագույն պարունակությունը հասնում է ստոյխիոմետրիկից մի փոքր ավելի աղքատ խառնուրդների հետ աշխատելիս: Ավելորդ օդի գործակիցի նույն արժեքներով արդյունավետ արդյունավետությունն ունի առավելագույնը:[ ...]
Նկ. Նկար 7.2-ը ցույց է տալիս մեթանոլի կոնցենտրացիայի փորձարարական 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 կապը զանգվածի գործողության օրենքի մաթեմատիկական արտահայտությունն է, որը կարող է ձևակերպվել հետևյալ կերպ. քիմիական հավասարակշռության վիճակում տվյալ շրջելի ռեակցիայի համար՝ Ռեակցիայի արգասիքների հավասարակշռության կոնցենտրացիաները տվյալ ջերմաստիճանում սկզբնական նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արտադրանքի նկատմամբ հաստատուն արժեք են, և յուրաքանչյուր նյութի կոնցենտրացիան պետք է հասցվի իր ստոյխիոմետրիկ գործակցի հզորությանը:[ ...]
Խորհրդային Միությունում Պոլեժաևի և Գիրինայի մեթոդն 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 շատ ավելի արդյունավետ NO2 կլանող է, քան ալկալային լուծույթը: Իր ծավալով (ընդամենը 6 մլ) և օդի հոսքի արագությամբ (0,25 լ/րոպե) ոչ ավելի, քան 2% NO2 սահում է ծակոտկեն ապակե թիթեղով ներծծող սարքի միջով: Ընտրված նմուշները լավ պահպանված են (մոտ մեկ ամիս): ԿՋ լուծույթով NOa-ի կլանման ստոյխիոմետրիկ գործակիցը 0,75 է՝ հաշվի առնելով բեկումը։ Ըստ մեր տվյալների՝ NO-ն չի խանգարում այս մեթոդին NO:NOa կոնցենտրացիաների 3:1 հարաբերակցությամբ:[ ...]
Այս մեթոդի թերությունները, որոնք լայնորեն ներդրված են թափոնների բարձր ջերմաստիճանի վերամշակման 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 կազմի 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 գործակիցը > 1,5), արտանետվող գազերը կարող են պարունակել ֆոսգեն՝ խիստ թունավոր ածխածնի քլոր կամ կարբոնաթթվի քլորիդ (COC12): ) Այս նյութի կյանքին սպառնացող կոնցենտրացիան 450 մգ է 1 մ3 օդի համար[ ...]
Քիչ լուծելի միներալների կամ դրանց միացությունների տարրալվացման կամ քիմիական եղանակով քայքայման գործընթացները բնութագրվում են նոր պինդ փուլերի ձևավորմամբ. Նրանց և լուծարված բաղադրիչների միջև հավասարակշռությունը վերլուծվում է թերմոդինամիկ վիճակի 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 արտացոլում բացահայտ ձևով՝ ռեակտիվների մասնակի կոնցենտրացիաների միջոցով cx՝ հաշվի առնելով կոնկրետ ռեակցիաների ստոյխիոմետրիկ գործակիցները V.։
