Bir redoks reaksiyonu için bir denklem çizerken, indirgeyici ajanı, oksitleyici ajanı ve verilen ve alınan elektronların sayısını belirlemek gerekir. Redoks reaksiyonlarının denklemlerini derlemek için başlıca iki yöntem vardır:
1) elektronik Denge- indirgeyici maddeden oksitleyici maddeye hareket eden toplam elektron sayısının belirlenmesine dayalı olarak;
2) iyon-elektronik denge- oksidasyon ve indirgeme işlemi için denklemlerin ayrı bir şekilde derlenmesini ve daha sonra bunların ortak bir iyonik denklem yarı reaksiyon yöntemine dönüştürülmesini sağlar. Bu yöntemde sadece indirgeyici madde ve yükseltgen maddenin katsayılarının değil ortamın moleküllerinin de katsayılarının bulunması gerekir. Ortamın doğasına bağlı olarak, yükseltgen madde tarafından kabul edilen veya indirgeyici madde tarafından kaybedilen elektronların sayısı değişebilir.
1) Elektronik denge - oksidasyon durumlarını değiştiren elementlerin atomları arasındaki elektron değişimini dikkate alan redoks reaksiyonlarının denklemlerindeki katsayıları bulmak için bir yöntem. İndirgeyici maddenin verdiği elektronların sayısı, oksitleyici maddenin aldığı elektronların sayısına eşittir.
Denklem birkaç aşamada derlenir:
1. Reaksiyon şemasını yazın.
KMnO 4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
2. Oksidasyon durumlarını değişen elementlerin işaretlerinin üstüne yazın.
KMn +7 O 4 + HCl -1 → KCl + Mn +2 Cl 2 + Cl 2 0 + H 2 O
3. Oksidasyon derecesini değiştiren elementleri tahsis edin ve oksitleyici ajan tarafından alınan ve indirgeyici ajan tarafından verilen elektronların sayısını belirleyin.
Mn +7 + 5ē = Mn +2
2Cl -1 - 2ē \u003d Cl2 0
4. Kazanılan ve bağışlanan elektronların sayısını eşitleyin, böylece oksidasyon durumunu değiştiren elementlerin bulunduğu bileşikler için katsayıları belirleyin.
Mn +7 + 5ē = Mn +2 2
2Cl -1 - 2ē \u003d Cl 2 0 5
––––––––––––––––––––––––
2Mn +7 + 10Cl -1 = 2Mn +2 + 5Cl 2 0
5. Reaksiyondaki diğer tüm katılımcılar için katsayılar seçilir. Bu durumda 10 HCI molekülü indirgeme işlemine, 6 molekülü iyon değiştirme işlemine (potasyum ve manganez iyonlarının bağlanması) katılır.
2KMn +7 O 4 + 16HCl -1 = 2KCl + 2Mn +2 Cl 2 + 5Cl 2 0 + 8H 2 O
2) İyon-elektron dengesi yöntemi.
1. Reaksiyon şemasını yazın.
K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
2. Çözeltide fiilen mevcut parçacıkları (moleküller ve iyonlar) kullanarak yarı reaksiyon şemalarını yazın. Aynı zamanda malzeme dengesini özetliyoruz, yani. sol taraftaki yarı reaksiyona katılan elementlerin atomlarının sayısı sağ taraftaki sayılarına eşit olmalıdır. Oksitlenmiş ve indirgenmiş formlar oksitleyici ve indirgeyici genellikle oksijen içeriğinde farklılık gösterir (Cr 2 O 7 2− ve Cr 3+ ile karşılaştırın). Bu nedenle, elektron-iyon dengesi yöntemini kullanarak yarı reaksiyon denklemlerini derlerken, H + /H 2 O çiftlerini içerirler (için asidikçevre) ve OH - / H 2 O (için alkaliçevre). Bir formdan diğerine geçiş sırasında orijinal form (genellikle - oksitlenmiş) oksit iyonlarını kaybeder (aşağıda köşeli parantez içinde gösterilmiştir), ikincisi, serbest halde bulunmadıklarından, asidik ortam, hidrojen katyonları ile birleştirilir ve alkali orta - oluşumuna yol açan su molekülleri ile su molekülleri(asidik bir ortamda) ve hidroksit iyonları(alkali ortamda):
asit ortamı+ 2H + = H 2 O örnek: Cr 2 O 7 2− + 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2 O
alkali ortam+ H 2 O \u003d 2 OH - örnek: MnO 4 - + 2H 2 O \u003d MnO 2 + 4OH -
oksijen eksikliği orijinal formda (daha sık restore edilmiş formda), nihai forma kıyasla eklenerek telafi edilir su molekülleri(içinde asidikçevre) veya hidroksit iyonları(içinde alkaliçevre):
asit ortamı H 2 O = + 2H + örnek: SO 3 2- + H 2 O = SO 4 2- + 2H +
alkali ortam 2 OH - \u003d + H 2 O örnek: SO 3 2- + 2OH - \u003d SO 4 2- + H 2 O
MnO 4 - + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O indirgemesi
SO 3 2- + H 2 O → SO 4 2- + 2H + oksidasyon
3. Yarı-tepkime denklemlerinin sağ ve sol kısımlarında toplam yükün eşitliği gerekliliğini takip ederek elektronik teraziyi özetliyoruz.
Yukarıdaki örnekte, indirgeme yarı reaksiyon denkleminin sağ tarafında iyonların toplam yükü +7, solda - +2'dir, bu da sağ tarafa beş elektron eklenmesi gerektiği anlamına gelir:
MnO 4 - + 8H + + 5ē → Mn 2+ + 4H2O
Oksidasyon yarı reaksiyon denkleminde, sağ taraftaki toplam yük -2, sol taraftaki 0'dır, bu da sağ taraftan iki elektron çıkarılması gerektiği anlamına gelir:
SO 3 2- + H 2 O - 2ē → SO 4 2- + 2H +
Böylece her iki denklemde de iyon-elektron dengesi gerçekleştirilmiş olur ve içlerine ok yerine eşittir işareti koymak mümkündür:
MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H2O
SO 3 2- + H 2 O - 2ē \u003d SO 4 2- + 2H +
4. Oksitleyici ajan tarafından kabul edilen ve indirgeyici ajan tarafından verilen elektron sayısının eşitliğinin gerekliliği kuralına uyarak, her iki denklemdeki elektron sayısı için en küçük ortak katı buluruz (2∙5 = 10).
5. Katsayıları (2.5) ile çarpıyoruz ve her iki denklemin sol ve sağ kısımlarını toplayarak her iki denklemi topluyoruz.
MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H2O2
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-
veya moleküler formda:
5K 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O
Bu yöntem, reaksiyonun meydana geldiği ortamın (asidik, alkalin veya nötr) doğasını dikkate alarak elektronların bir atom veya iyondan diğerine geçişini dikkate alır. Asidik bir ortamda, yarı reaksiyon denklemlerinde, hidrojen ve oksijen atomlarının sayısını eşitlemek için hidrojen iyonları H + ve su molekülleri, bazik olanda hidroksit iyonları OH - ve su molekülleri kullanılmalıdır. Buna göre elde edilen ürünlerde elektron-iyonik denklemin sağ tarafında hidrojen iyonları (hidroksit iyonları değil) ve su molekülleri (asidik ortam) veya hidroksit iyonları ve su molekülleri (alkali ortam) olacaktır. Bu nedenle, örneğin, asidik bir ortamdaki bir permanganat iyonunun indirgeme yarı reaksiyonunun denklemi, sağ tarafta hidroksit iyonlarının varlığıyla derlenemez:
Mn04 - + 4H20 + 5ē \u003d Mn2+ + 8OH -.
Doğru şekilde: MnO 4 - + 8H + + 5ē \u003d Mn 2+ + 4H2O
Yani, elektron-iyonik denklemler yazılırken, çözeltide fiilen bulunan iyonların bileşiminden hareket edilmelidir. Ayrıca, kısaltılmış iyonik denklemlerin hazırlanmasında olduğu gibi, zayıf ayrışan, az çözünen veya gaz halinde serbest kalan maddeler moleküler formda yazılmalıdır.
Yarı reaksiyon yöntemini kullanarak redoks reaksiyonlarının denklemlerini hazırlamak, elektron dengesi yöntemiyle aynı sonuca yol açar.
Her iki yöntemi de karşılaştıralım. Yarı reaksiyon yönteminin elektron denkliği yöntemine göre avantajı şudur: varsayımsal iyonları değil, gerçek iyonları kullandığını.
Yarı reaksiyon yöntemini kullanırken, atomların oksidasyon durumunu bilmek gerekli değildir. Galvanik bir hücrede ve elektroliz sırasında kimyasal süreçleri anlamak için ayrı iyonik yarı reaksiyon denklemleri yazmak gerekir. Bu yöntemle, tüm süreçte aktif bir katılımcı olarak çevrenin rolü görünür. Son olarak, yarı reaksiyon yöntemini kullanırken, ortaya çıkan tüm maddeleri bilmek gerekli değildir, türetilirken reaksiyon denkleminde görünürler. Bu nedenle, sulu çözeltilerde meydana gelen tüm redoks reaksiyonları için denklemlerin hazırlanmasında yarı reaksiyonlar yöntemi tercih edilmeli ve kullanılmalıdır.
Bu yöntemde, ilk ve son maddelerdeki atomların oksidasyon durumları, kural tarafından yönlendirilerek karşılaştırılır: indirgeyici madde tarafından bağışlanan elektronların sayısı, oksitleyici maddeye bağlı elektronların sayısına eşit olmalıdır. Bir denklem hazırlamak için, reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin formüllerini bilmeniz gerekir. İkincisi, ampirik olarak veya elementlerin bilinen özelliklerine dayanarak belirlenir.
İyon-elektron dengesi yöntemi, elektron dengesi yönteminden daha çok yönlüdür ve özellikle oksidasyon durumlarını belirleme prosedürünün bile çok olduğu organik bileşiklerin katılımıyla birçok redoks reaksiyonunda katsayıların seçiminde yadsınamaz bir avantaja sahiptir. karmaşık.
Örneğin, sulu bir potasyum permanganat çözeltisinden geçirildiğinde meydana gelen etilen oksidasyon sürecini düşünün. Sonuç olarak etilen, etilen glikol HO-CH2-CH2-OH'ye oksitlenir ve permanganat, manganez (IV) okside indirgenir, ayrıca son denge denkleminden de anlaşılacağı gibi, üzerinde potasyum hidroksit de oluşur. doğru:
KMnO 4 + C2H4 + H2O → C2H6O2 + MnO2 + KOH
İndirgeme ve oksidasyon yarı reaksiyon denklemi:
MnO 4 - + 2H2O + 3e \u003d MnO2 + 4OH - 2 geri kazanımı
C2H4 + 2OH - - 2e \u003d C2H6023 oksidasyon
Her iki denklemi de özetliyoruz, sol ve sağ taraflarda bulunan hidroksit iyonlarını çıkarıyoruz.
Son denklemi elde ederiz:
2KMnO 4 + 3C 2 H 4 + 4H 2 O → 3C 2 H 6 O 2 + 2MnO 2 + 2KOH
Organik bileşikleri içeren reaksiyonlardaki katsayıları belirlemek için iyon-elektron dengesi yöntemini kullanırken, +1, oksijen -2'ye eşit hidrojen atomlarının oksidasyon durumlarını dikkate almak ve pozitif ve negatif yüklerin dengesini kullanarak karbonu hesaplamak uygundur. molekül (iyon). Dolayısıyla, bir etilen molekülünde toplam yük sıfırdır:
4 ∙ (+1) + 2 ∙ X \u003d 0,
iki karbon atomunun - (-4) ve bir (X) - (-2) oksidasyon derecesi anlamına gelir.
Benzer şekilde, etilen glikol molekülü C2H6O2'de karbonun (X) oksidasyon durumunu buluruz:
2 ∙ X + 2 ∙ (-2) + 6 ∙ (+1) = 0, X = -1
Bazı organik bileşik moleküllerinde, böyle bir hesaplama karbonun oksidasyon durumunun kesirli bir değerine yol açar, örneğin bir aseton molekülü (C3H60) için -4/3'tür. Elektronik denklem, karbon atomlarının toplam yükünü tahmin eder. Bir aseton molekülünde -4'tür.
Benzer bilgiler.
Stokiyometrik hesaplamaların dayandığı en önemli kimyasal kavramlardan biri bir maddenin kimyasal miktarı. X maddesinin miktarı n(X) ile gösterilir. Bir maddenin miktarını ölçmek için kullanılan birim köstebek.
Bir mol, maddeyi oluşturan 6.02 10 23 molekül, atom, iyon veya diğer yapısal birimleri içeren bir maddenin miktarıdır.
X maddesinin bir molünün kütlesine denir. molar kütle Bu maddenin M(X). Bir X maddesinin m(X) kütlesini ve molar kütlesini bilerek, bu maddenin miktarını aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabiliriz:
6.02 10 23 sayısı denir Avogadro'nun numarası(Na); onun boyutu mol –1.
Avogadro sayısı N a'yı n(X) maddesi miktarıyla çarparak, örneğin bazı X maddelerinin N(X) molekülleri gibi yapısal birimlerin sayısını hesaplayabiliriz:
N(X) = N a · n(X) .
Molar kütle kavramına benzer şekilde, molar hacim kavramı tanıtıldı: molar hacim X maddesinin V m (X), bu maddenin bir molünün hacmidir. Bir maddenin V(X) hacmini ve molar hacmini bilerek, bir maddenin kimyasal miktarını hesaplayabiliriz:
Kimyada, genellikle gazların molar hacmiyle uğraşmak gerekir. Avogadro yasasına göre, aynı sıcaklıkta ve eşit basınçta alınan herhangi bir gazın eşit hacimleri aynı sayıda molekül içerir. Eşit koşullar altında, herhangi bir gazın 1 molü aynı hacmi kaplar. Normal koşullar altında (n.s.) - sıcaklık 0 ° C ve basınç 1 atmosfer (101325 Pa) - bu hacim 22,4 litredir. Böylece, n.o. V m (gaz) = 22,4 l / mol. 22,4 l/mol molar hacim değerinin uygulandığı vurgulanmalıdır. sadece gazlar için.
Maddelerin molar kütlelerini ve Avogadro sayısını bilmek, herhangi bir maddenin molekülünün kütlesini gram olarak ifade etmenizi sağlar. Aşağıda bir hidrojen molekülünün kütlesinin hesaplanmasına bir örnek verilmiştir.
1 mol gaz halindeki hidrojen 6.02 10 23 H 2 molekülü içerir ve 2 g kütleye sahiptir (çünkü M (H 2) \u003d 2 g / mol). Sonuç olarak,
6.02·10 23 H 2 molekülünün kütlesi 2 g'dır;
1 H 2 molekülünün kütlesi x g'dir; x \u003d 3,32 10 -24 gr.
"Mol" kavramı, kimyasal reaksiyonların denklemlerine göre hesaplamalar yapmak için yaygın olarak kullanılır, çünkü reaksiyon denklemindeki stokiyometrik katsayılar, maddelerin birbirleriyle hangi molar oranlarda reaksiyona girdiğini ve reaksiyon sonucunda oluştuğunu gösterir.
Örneğin, reaksiyon denklemi 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O aşağıdaki bilgileri içerir: 4 mol amonyak, 3 mol oksijen ve 2 mol azot ve 6 mol ile fazlalık ve eksiklik olmadan reaksiyona girer. su oluşur.
Örnek 4.1 70.2 g kalsiyum dihidrojen fosfat ve 68 g kalsiyum hidroksit içeren çözeltilerin etkileşimi sırasında oluşan çökeltinin kütlesini hesaplayın. Hangi madde fazla kalacak? kütlesi nedir?
3 Ca(H 2 PO 4) 2 + 12 KOH ® Ca 3 (PO 4) 2 ¯ + 4 K 3 PO 4 + 12 H 2 O
3 mol Ca(H 2PO 4) 2'nin 12 mol KOH ile reaksiyona girdiği reaksiyon denkleminden görülebilir. Problemin durumuna göre verilen reaksiyona giren maddelerin miktarlarını hesaplayalım:
n (Ca (H2P04) 2) \u003d m (Ca (H2P04) 2) / M (Ca (H2P04) 2) \u003d 70,2 g: 234 g / mol \u003d 0,3 mol ;
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 68 gr: 56 gr/mol = 1,215 mol.
3 mol Ca(H 2PO 4) 2 için 12 mol KOH gerekir
0,3 mol Ca (H 2PO 4) 2 x mol KOH gerektirir
x \u003d 1,2 mol - reaksiyonun fazlalık ve eksiklik olmadan ilerlemesi için çok fazla KOH gerekecektir. Ve problemin durumuna göre 1.215 mol KOH vardır. Bu nedenle KOH fazladır; reaksiyondan sonra kalan KOH miktarı:
n(KOH) \u003d 1,215 mol - 1,2 mol \u003d 0,015 mol;
kütlesi m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,015 mol × 56 g/mol = 0,84 g'dır.
Ortaya çıkan reaksiyon ürününün (çökelti Ca 3 (PO 4) 2) hesaplanması, bu madde reaksiyona gireceğinden, yetersiz olan maddeye (bu durumda Ca (H 2 PO 4) 2) göre yapılmalıdır. tamamen. Reaksiyon denkleminden, ortaya çıkan Ca3 (PO 4) 2'nin mol sayısının, reaksiyona giren Ca (H2P04) 2'nin mol sayısından 3 kat daha az olduğu görülebilir:
n (Ca3(PO4)2) = 0,3 mol: 3 = 0,1 mol.
Bu nedenle, m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 0,1 mol × 310 g / mol \u003d 31 g.
görev numarası 5
a) Tablo 5'te verilen reaktanların kimyasal miktarlarını hesaplayın (gaz halindeki maddelerin hacimleri normal koşullar altında verilmiştir);
b) belirli bir reaksiyon şemasında katsayıları düzenleyin ve reaksiyon denklemini kullanarak hangi maddelerin fazla ve hangilerinin yetersiz olduğunu belirleyin;
c) tablo 5'te belirtilen reaksiyon ürününün kimyasal miktarını bulun;
d) bu reaksiyon ürününün kütlesini veya hacmini (bakınız Tablo 5) hesaplayın.
Tablo 5 - 5 numaralı görevin koşulları
| seçenek numarası | reaktif maddeler | reaksiyon şeması | Hesaplamak |
| m(Fe)=11.2 gr; V (Cl2) \u003d 5,376 l | Fe + Cl2 ® FeCl3 | m(FeCl3) | |
| m(Al)=5.4 gr; m(H2S04) \u003d 39,2 gr | Al + H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 + H 2 | V(H2) | |
| V(CO)=20 l; m(O2) \u003d 20 gr | CO+O2 ® CO2 | V(CO2) | |
| m(AgNO3)=3.4 gr; m(Na2S)=1.56 gr | AgNO 3 +Na 2 S®Ag 2 S+NaNO 3 | m(Ağ 2 S) | |
| m(Na2C03)=53 g; m(HCl)=29,2 gr | Na 2 CO 3 +HCl®NaCl+CO 2 +H 2 O | V(CO2) | |
| m (Al 2 (S04) 3) \u003d 34,2 g; m (BaCl 2) \u003d 52 g | Al 2 (S04) 3 + BaCl 2 ®AlCl3 + BaSO 4 | m(BaSO4) | |
| m(KI)=3,32 gr; V(Cl2) \u003d 448 mi | KI+Cl2 ® KCI+I2 | m(I2) | |
| m(CaCl2)=22.2 g; m(AgNO 3) \u003d 59,5 gr | CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca (NO 3) 2 | m(AgCl) | |
| m(H2)=0.48 g; V (O 2) \u003d 2,8 l | H 2 + O 2 ® H 2 O | m(H 2 O) | |
| m (Ba(OH)2) \u003d 3,42 gr; V(HCl)=784ml | Ba(OH)2 +HCl® BaCl2 +H20 | m(BaCl2) |
Tablo 5 devam ediyor
| seçenek numarası | reaktif maddeler | reaksiyon şeması | Hesaplamak |
| m(H3PO4)=9.8 g; m(NaOH)=12,2 gr | H 3 PO 4 + NaOH ® Na 3 PO 4 + H 2 O | m(Na3PO4) | |
| m(H2S04)=9.8 g; m(KOH)=11,76 gr | H 2 SO 4 +KOH ® K 2 SO 4 + H 2 O | m(K2SO4) | |
| V(Cl2)=2.24 1; m(KOH)=10.64 gr | Cl2 +KOH ® KClO + KCl + H20 | m(KClO) | |
| m ((NH 4) 2 S04) \u003d 66 gr; m (KOH) \u003d 50 gr | (NH 4) 2 SO 4 +KOH®K 2 SO 4 +NH 3 +H 2 O | V(NH3) | |
| m(NH3)=6.8 gr; V (O 2) \u003d 7,84 l | NH3 + O2® N2 + H20 | V(N2) | |
| V(H2S)=11.2 1; m(O2) \u003d 8,32 gr | H 2 S+O 2 ® S+H 2 O | Hanım) | |
| m(Mn02)=8.7 gr; m(HCl)=14,2 gr | MnO 2 +HCl® MnCl2 +Cl2 +H20 | V(CI2) | |
| m(Al)=5.4 gr; V (Cl2) \u003d 6.048 l | Al+Cl2® AlCl3 | m(AlCl3) | |
| m(Al)=10.8 gr; m(HCl)=36,5 gr | Al+HCl® AlCl3 +H2 | V(H2) | |
| m(P)=15.5 gr; V (O 2) \u003d 14,1 l | P+O 2 ® P 2 O 5 | m(P 2 O 5) | |
| m (AgNO 3) \u003d 8,5 g;m (K2CO3) \u003d 4,14 g | AgNO 3 + K 2 CO 3 ®Ag 2 CO 3 + KNO 3 | m(Ag 2 CO 3) | |
| m(K2CO3)=69 g; m(HNO3) \u003d 50,4 gr | K 2 CO 3 + HNO 3 ®KNO 3 + CO 2 + H 2 O | V(CO2) | |
| m(AlCl3)=2.67 g; m(AgNO 3) \u003d 8,5 gr | AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al (NO 3) 3 | m(AgCl) | |
| m(KBr)=2.38 gr; V(Cl2) \u003d 448 ml | KBr+Cl2 ® KCl+Br2 | m(Br2) | |
| m(CaBr2)=40 gr; m(AgNO 3) \u003d 59,5 gr | CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca (NO 3) 2 | m(AgBr) | |
| m(H2)=1.44 g; V (O 2) \u003d 8,4 l | H 2 + O 2 ® H 2 O | m(H 2 O) | |
| m (Ba (OH) 2) \u003d 6,84 g; V (HI) \u003d 1,568 l | Ba(OH)2 +HI® BaI2 +H20 | m(BaI 2) | |
| m(H3PO4)=9.8 g; m(KOH)=17,08 gr | H 3 PO 4 +KOH ® K 3 PO 4 +H 2 O | m(K3PO4) | |
| m(H2S04)=49 g; m(NaOH)=45 gr | H2S04 + NaOH® Na2S04 + H20 | m(Na2S04) | |
| V(Cl2)=2.24 1; m(KOH)=8,4 gr | Cl2 +KOH® KClO3 +KCl + H20 | m(KClO3) | |
| m(NH4Cl)=43 g; m (Ca (OH) 2) \u003d 37 gr | NH 4 Cl + Ca (OH) 2 ® CaCl2 + NH 3 + H 2 O | V(NH3) | |
| V(NH3) \u003d 8,96 l; m(O2) \u003d 14,4 gr | NH3 + O2® NO + H2O | D(HAYIR) | |
| V(H2S)=17.92 1; m(O2) \u003d 40 gr | H 2 S + O 2 ® SO 2 + H 2 O | V(SO2) | |
| m(Mn02)=8.7 gr; m(HBr)=30,8 gr | MnO 2 +HBr ® MnBr 2 +Br 2 +H 2 O | m(MnBr2) | |
| m(Ca)=10 gr; m(H20)=8,1 gr | Ca + H 2 O ® Ca (OH) 2 + H 2 | V(H2) |
ÇÖZÜM KONSANTRASYONU
Genel kimya dersinin bir parçası olarak, öğrenciler çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etmenin 2 yolunu öğrenirler - kütle kesri ve molar konsantrasyon.
Çözünmüş maddenin kütle kesri X, bu maddenin kütlesinin çözeltinin kütlesine oranı olarak hesaplanır:
,
burada ω(X), çözünmüş X maddesinin kütle fraksiyonudur;
m(X), çözünmüş X maddesinin kütlesidir;
m çözüm - çözümün kütlesi.
Bir maddenin yukarıdaki formüle göre hesaplanan kütle oranı, birimin kesirleri cinsinden ifade edilen boyutsuz bir niceliktir (0< ω(X) < 1).
Kütle kesri, yalnızca bir birimin kesirlerinde değil, aynı zamanda yüzde olarak da ifade edilebilir. Bu durumda, hesaplama formülü şöyle görünür:
Yüzde olarak ifade edilen kütle kesri genellikle yüzde konsantrasyonu . Açıkçası, çözünenin yüzde konsantrasyonu %0'dır.< ω(X) < 100%.
Yüzde konsantrasyon, bir çözeltinin 100 kütle parçasında çözünenin kaç kütle parçası bulunduğunu gösterir. Kütle birimi olarak gram seçerseniz, bu tanım şu şekilde de yazılabilir: yüzde konsantrasyon, 100 gram çözeltide kaç gram çözünen maddenin bulunduğunu gösterir.
Örneğin, %30'luk bir çözeltinin, çözünmüş bir maddenin 0,3'e eşit bir kütle fraksiyonuna karşılık geldiği açıktır.
Bir çözeltide çözünen maddenin içeriğini ifade etmenin başka bir yolu da molar konsantrasyondur (molarite).
Bir maddenin molar derişimi veya bir çözeltinin molaritesi, 1 litre (1 dm3) çözeltide kaç mol çözünen maddenin bulunduğunu gösterir.
burada C(X), çözünen X'in molar konsantrasyonudur (mol/l);
n(X), çözünmüş X maddesinin kimyasal miktarıdır (mol);
V çözümü - çözeltinin hacmi (l).
Örnek 5.1 H3PO4'ün kütle fraksiyonunun %60 olduğu ve çözeltinin yoğunluğunun 1.43 g/ml olduğu biliniyorsa, çözeltideki H3PO4'ün molar konsantrasyonunu hesaplayın.
Yüzde konsantrasyonunun tanımına göre
100 gr çözelti 60 gr fosforik asit içerir.
n (H3PO4) \u003d m (H3P04) : M (H3P04) \u003d 60 g: 98 g / mol \u003d 0,612 mol;
V çözümü \u003d m çözümü: ρ çözümü \u003d 100 g: 1,43 g / cm3 \u003d 69,93 cm3 \u003d 0,0699 l;
C (H3PO4) \u003d n (H3PO4): V solüsyonu \u003d 0,612 mol: 0,0699 l \u003d 8,755 mol / l.
Örnek 5.2 0,5 M H2SO4 çözeltisi vardır. Bu çözeltideki sülfürik asidin kütle oranı nedir? Çözeltinin yoğunluğunu 1 g/ml'ye eşit alın.
Molar konsantrasyonun tanımı gereği
1 litre çözelti 0,5 mol H 2 SO 4 içerir
("0,5 M çözelti" girişi, C (H2S04) \u003d 0,5 mol / l olduğu anlamına gelir).
m solüsyonu = V solüsyonu × ρ solüsyonu = 1000 ml × 1 g/ml = 1000 g;
m (H2S04) \u003d n (H2S04) × M (H2S04) \u003d 0,5 mol × 98 g / mol \u003d 49 g;
ω (H2S04) \u003d m (H2S04) : m çözelti \u003d 49 g: 1000 g \u003d 0,049 (%4,9).
Örnek 5.3 1.5 g / ml yoğunluğa sahip 2 litre% 60 H 2 SO 4 çözeltisi hazırlamak için hangi hacimlerde su ve 1.84 g / ml yoğunluğa sahip% 96 H 2 SO 4 çözeltisi alınmalıdır.
Konsantre bir çözeltiden seyreltik bir çözelti hazırlama problemlerini çözerken, ilk çözeltinin (konsantre), suyun ve elde edilen çözeltinin (seyreltilmiş) farklı yoğunluklara sahip olduğu dikkate alınmalıdır. Bu durumda, orijinal çözeltinin V'si + suyun V'si ≠ elde edilen çözeltinin V'si,
çünkü konsantre bir çözelti ile suyun karıştırılması sırasında tüm sistemin hacminde bir değişiklik (artma veya azalma) meydana gelir.
Bu tür problemlerin çözümü, seyreltik bir çözeltinin (yani hazırlanması gereken çözeltinin) parametrelerini bulmakla başlamalıdır: kütlesi, gerekirse çözünen maddenin kütlesi ve çözünen maddenin miktarı.
M %60 çözelti = V %60 çözelti ∙ ρ %60 çözelti = 2000 ml × 1,5 g/ml = 3000 g
%60 çözeltide m (H2S04) \u003d m %60 çözelti w (H2S04) %60 çözeltide \u003d 3000 g 0,6 \u003d 1800 g.
Hazırlanan çözeltideki saf sülfürik asidin kütlesi, seyreltik çözeltiyi hazırlamak için alınması gereken %96'lık çözeltinin o kısmındaki sülfürik asit kütlesine eşit olmalıdır. Böylece,
%60 çözeltide m (H2S04) \u003d %96 çözeltide m (H2S04) \u003d 1800 g.
m %96 çözelti = m (H2S04) %96 çözelti içinde: w (H2S04) %96 çözelti içinde = 1800 g: 0,96 = 1875 g.
m (H 2 O) \u003d m %40 çözelti - m %96 çözelti \u003d 3000 g - 1875 g \u003d 1125 g.
V %96 solüsyon \u003d m %96 solüsyon: ρ %96 solüsyon \u003d 1875 g: 1,84 g / ml \u003d 1019 ml » 1,02 l.
V su \u003d m su: ρ su \u003d 1125g: 1 g / ml \u003d 1125 ml \u003d 1.125 l.
Örnek 5.4 100 ml 0,1 M CuCl2 çözeltisi ve 150 ml 0,2 M Cu(NO 3)2 çözeltisi karıştırılmıştır Elde edilen çözeltideki Cu 2+, Cl - ve NO 3 - iyonlarının molar konsantrasyonunu hesaplayın.
Benzer bir seyreltik çözelti karıştırma problemini çözerken, seyreltik çözeltilerin yaklaşık olarak aynı yoğunluğa, yaklaşık olarak suyun yoğunluğuna eşit olduğunu anlamak önemlidir. Karıştırıldıklarında, sistemin toplam hacmi pratik olarak değişmez: Seyreltik çözeltinin V 1'i + Seyreltik çözeltinin V 2'si + ... "V elde edilen çözeltinin.
İlk çözümde:
n (CuCl2) \u003d C (CuCl2) CuCl2 V çözeltisi \u003d 0,1 mol / l × 0,1 l \u003d 0,01 mol;
CuCl2 - güçlü elektrolit: CuCl2® Cu2+ + 2Cl-;
Bu nedenle, n (Cu 2+) \u003d n (CuCl 2) \u003d 0,01 mol; n(Cl -) \u003d 2 × 0,01 \u003d 0,02 mol.
İkinci çözümde:
n (Cu (NO 3) 2) \u003d C (Cu (NO 3) 2) × V çözeltisi Cu (NO 3) 2 \u003d 0,2 mol / l × 0,15 l \u003d 0,03 mol;
Cu(NO 3) 2 - güçlü elektrolit: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2NO 3 -;
Bu nedenle, n (Cu 2+) \u003d n (Cu (NO 3) 2) \u003d 0,03 mol; n (NO 3 -) \u003d 2 × 0,03 \u003d 0,06 mol.
Çözeltileri karıştırdıktan sonra:
n(Cu2+)toplam. = 0,01 mol + 0,03 mol = 0,04 mol;
V ortak. » Vsolution CuCl2 + Vsolution Cu(NO 3) 2 \u003d 0,1 l + 0,15 l \u003d 0,25 l;
C(Cu 2+) = n(Cu 2+) : Vtop. \u003d 0,04 mol: 0,25 l \u003d 0,16 mol / l;
C(Cl -) = n(Cl -) : Vtoplam. \u003d 0,02 mol: 0,25 l \u003d 0,08 mol / l;
C (NO 3 -) \u003d n (NO 3 -): V toplamı. \u003d 0,06 mol: 0,25 l \u003d 0,24 mol / l.
Örnek 5.5Şişeye 684 mg alüminyum sülfat ve 1,1 g/ml yoğunluğa sahip 1 ml %9,8'lik sülfürik asit çözeltisi ilave edildi. Nihai karışım, su içinde çözüldü; Solüsyonun hacmi su ile 500 ml'ye tamamlandı. Ortaya çıkan çözeltideki H + , Al 3+ SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın.
Çözünmüş maddelerin miktarını hesaplayın:
n (Al 2 (S04) 3) \u003d m (Al 2 (S04) 3) : M (Al 2 (S04) 3) \u003d 0,684 g: 342 g mol \u003d 0,002 mol;
Al 2 (S04) 3 - güçlü elektrolit: Al 2 (S04) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2–;
Bu nedenle, n(Al3+)=2×0,002 mol=0,004 mol; n (S04 2–) \u003d 3 × 0,002 mol \u003d 0,006 mol.
m H2S04 çözeltisi \u003d V H2S04 çözeltisi × ρ H2S04 çözeltisi \u003d 1 ml × 1,1 g / ml \u003d 1,1 g;
m (H2S04) \u003d m H2S04 × w (H2S04) çözeltisi \u003d 1,1 g 0,098 \u003d 0,1078 g.
n (H2S04) \u003d m (H2S04) : M (H2S04) \u003d 0,1078 g: 98 g / mol \u003d 0,0011 mol;
H 2 SO 4 güçlü bir elektrolittir: H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2–.
Bu nedenle, n (S04 2–) \u003d n (H2S04) \u003d 0,0011 mol; n(H +) \u003d 2 × 0,0011 \u003d 0,0022 mol.
Problemin durumuna göre elde edilen solüsyonun hacmi 500 ml (0,5 lt) dir.
n(SO 4 2–)top. \u003d 0,006 mol + 0,0011 mol \u003d 0,0071 mol.
C (Al 3+) \u003d n (Al 3+): V solüsyonu \u003d 0,004 mol: 0,5 l \u003d 0,008 mol / l;
C (H +) \u003d n (H +) : V çözeltisi \u003d 0,0022 mol: 0,5 l \u003d 0,0044 mol / l;
C (S04 2–) \u003d n (S04 2–) toplam. : V solüsyonu \u003d 0,0071 mol: 0,5 l \u003d 0,0142 mol / l.
Örnek 5.6 3 litre %10 demir (II) sülfat çözeltisi hazırlamak için ne kadar demir sülfat (FeSO 4 7H 2 O) kütlesi ve ne kadar su alınmalıdır. Çözeltinin yoğunluğunu 1,1 g/ml'ye eşit alın.
Hazırlanacak çözeltinin kütlesi:
m çözelti = V çözelti ∙ ρ çözelti = 3000 ml ∙ 1,1 g/ml = 3300 g.
Bu çözeltideki saf demir (II) sülfatın kütlesi:
m (FeS04) \u003d m çözelti × w (FeS04) \u003d 3300 g × 0,1 \u003d 330 g.
Çözeltiyi hazırlamak için alınması gereken kristalin hidrat miktarında aynı kütlede susuz FeS04 bulunmalıdır. M (FeS04 7H20) \u003d 278 g / mol ve M (FeS04) \u003d 152 g / mol molar kütlelerinin karşılaştırmasından,
oranı elde ederiz:
278 g FeS04 7H20, 152 g FeS04 içerir;
x g FeS04 7H20, 330 g FeS04 içerir;
x \u003d (278 330) : 152 \u003d 603,6 gr.
m su \u003d m çözelti - m demir sülfat \u003d 3300 g - 603,6 g \u003d 2696,4 g.
Çünkü suyun yoğunluğu 1 g / ml'dir, ardından çözeltiyi hazırlamak için alınması gereken su hacmi: V su \u003d m su: ρ su \u003d 2696,4 g: 1 g / ml \u003d 2696,4 ml.
Örnek 5.7%15'lik bir Na2S04 çözeltisi elde etmek için Glauber tuzunun (Na2S04 10H20) hangi kütlesi 500 ml %10'luk sodyum sülfat çözeltisinde (çözelti yoğunluğu 1,1 g / ml) çözülmelidir?
x gram Glauber tuzu Na 2 S04 10H 2 O gerekli olsun. O zaman elde edilen çözeltinin kütlesi:
m %15 çözelti = m orijinal (%10) çözelti + m Glauber tuzu = 550 + x (g);
m başlangıç (%10) solüsyonu = V %10 solüsyon × ρ %10 solüsyon = 500 ml × 1,1 g/ml = 550 g;
orijinal (%10) çözeltide m (Na2S04) \u003d m %10'luk çözelti aw (Na2S04) \u003d 550 g 0,1 \u003d 55 g.
x gram Na2S04 10H20'de bulunan saf Na2S04 kütlesini x ile ifade edin.
M (Na2S04 10H20) \u003d 322 g / mol; M (Na2S04) \u003d 142 g / mol; Sonuç olarak:
322 g Na2S04 10H20, 142 g susuz Na2S04 içerir;
x g Na2S04 10H20, mg susuz Na2S04 içerir.
m(Na2S04) \u003d 142 x: 322 \u003d 0,441 x x.
Ortaya çıkan çözeltideki toplam sodyum sülfat kütlesi şuna eşit olacaktır:
%15 solüsyonda m (Na2S04) = 55 + 0,441 × x (g).
Ortaya çıkan çözümde: 
= 0,15
, dolayısıyla x = 94,5 gr.
görev numarası 6
Tablo 6 - 6 numaralı görevin koşulları
| seçenek numarası | Koşul metni |
| 5 g Na2S04 × 10H20 suda eritildi ve elde edilen çözeltinin hacmi su ile 500 ml'ye getirildi. Bu solüsyondaki Na2SO4'ün kütle kesrini (ρ = 1 g/ml) ve Na+ ve SO42– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| Karışık çözeltiler: 100 ml 0.05M Cr2(S04)3 ve 100 ml 0.02M Na2S04 . Ortaya çıkan çözeltideki Cr 3+ , Na + ve SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| 1,2 g/ml yoğunluğa sahip 2 litre %30'luk bir çözelti hazırlamak için ne kadar hacimde su ve %98'lik bir sülfürik asit çözeltisi (yoğunluk 1,84 g/ml) alınmalıdır? | |
| 50 g Na 2 CO 3 × 10H 2 O 400 ml suda çözülmüştür Na + ve CO 3 2- iyonlarının molar konsantrasyonları ve elde edilen çözeltideki Na 2 CO 3'ün kütle fraksiyonu nedir (ρ = 1,1) g / ml)? | |
| Karışık solüsyonlar: 150 ml 0,05 M Al2(S04)3 ve 100 ml 0,01 M NiS04 . Elde edilen çözeltideki Al 3+ , Ni 2+ , SO 4 2- iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| 500 ml 4 M çözelti (yoğunluk 1,1 g/ml) hazırlamak için ne kadar hacimde su ve %60 nitrik asit çözeltisi (yoğunluk 1,4 g/ml) gerekir? | |
| 1.05 g / ml yoğunluğa sahip 500 ml% 5'lik bir bakır sülfat çözeltisi hazırlamak için ne kadar bakır sülfat (CuSO 4 × 5H 2 O) gerekir? | |
| Şişeye 1 ml %36'lık bir HCI çözeltisi (ρ = 1.2 g/ml) ve 10 ml 0.5 M bir ZnCl2 çözeltisi ilave edildi. Nihai çözeltinin hacmi, su ile 50 ml'ye getirildi. Ortaya çıkan çözeltideki H + , Zn 2+ , Cl - iyonlarının molar konsantrasyonları nelerdir? | |
| Bu çözeltideki sülfat iyonlarının molar konsantrasyonunun 0,06 mol / l olduğu biliniyorsa, bir çözeltideki (ρ » 1 g / ml) Cr2 (S04) 3'ün kütle kesri nedir? | |
| 2 litre %10'luk NaOH çözeltisi (ρ= 1,1 g/ml) hazırlamak için ne kadar hacimde su ve 10 M sodyum hidroksit çözeltisi (ρ=1,45 g/ml) gerekir? | |
| 10 litre %10 demir (II) sülfat çözeltisinden (çözelti yoğunluğu 1,2 g/ml) buharlaştırılarak kaç gram demir sülfat FeSO 4 × 7H 2 O elde edilebilir? | |
| Karışık çözeltiler: 100 ml 0,1 M Cr2(S04)3 ve 50 ml 0,2 M CuS04 . Ortaya çıkan çözeltideki Cr 3+ , Cu 2+ , SO 4 2- iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. |
Tablo 6 devam ediyor
| seçenek numarası | Koşul metni |
| Yoğunluğu 1,05 g / ml olan% 5'lik bir H3P04 çözeltisinin 1 m3'ünü hazırlamak için ne kadar hacimde su ve 1,35 g / ml yoğunluğa sahip% 40'lık bir fosforik asit çözeltisi gerekli olacaktır? | |
| 16.1 g Na2S04x10H20 suda eritildi ve oluşan çözeltinin hacmi su ile 250 ml'ye getirildi. Nihai çözeltideki Na2S04'ün kütle kesrini ve molar konsantrasyonunu hesaplayın (çözeltinin yoğunluğunun 1 g/ml olduğunu varsayın). | |
| Karışık solüsyonlar: 150 ml 0,05 M Fe2(S04)3 ve 100 ml 0,1 M MgS04 . Ortaya çıkan çözeltideki Fe 3+ , Mg 2+ , SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| 1,05 g/ml yoğunluğa sahip 500 ml %10'luk bir çözelti hazırlamak için ne kadar hacimde su ve %36 hidroklorik asit (yoğunluk 1,2 g/ml) gereklidir? | |
| 20 g Al 2 (S04) 3 × 18H 2 O 200 ml suda çözüldü Yoğunluğu 1,1 g / ml olan elde edilen çözeltide çözünen maddenin kütle oranı nedir? Bu çözeltideki Al 3+ ve SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| Karışık solüsyonlar: 100 ml 0,05 M Al2(S04)3 ve 150 ml 0,01 M Fe2(S04)3 . Ortaya çıkan çözeltideki Fe 3+ , Al 3+ ve SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| Asidin kütle oranı %7 olan 0,5 litre sofra sirkesi hazırlamak için ne kadar hacimde su ve %80'lik asetik asit çözeltisi (yoğunluk 1,07 g/ml) gerekir? 1 g/ml'ye eşit sofra sirkesinin yoğunluğunu alın. | |
| 100 ml %3'lük bir demir sülfat çözeltisi hazırlamak için ne kadar demir sülfat (FeS04 × 7H20) gerekir? Çözeltinin yoğunluğu 1 g/ml'dir. | |
| Şişeye 2 ml %36 HCI solüsyonu (yoğunluk 1.2 g/cm3) ve 20 ml 0.3 M CuCl2 solüsyonu ilave edildi. Ortaya çıkan solüsyonun hacmi su ile 200 ml'ye getirildi. Ortaya çıkan çözeltideki H + , Cu 2+ ve Cl - iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| Sülfat iyonlarının molar konsantrasyonunun 0,6 mol / l olduğu bir çözeltide Al 2 (S04) 3'ün yüzde konsantrasyonu nedir? Çözeltinin yoğunluğu 1.05 g/ml'dir. | |
| 1,1 g/ml yoğunluğa sahip 500 ml %10 KOH çözeltisi hazırlamak için ne kadar hacimde su ve 10 M KOH çözeltisi (çözelti yoğunluğu 1,4 g/ml) gerekir? | |
| Yoğunluğu 1,1 g/ml olan 15 litre %8'lik bakır sülfat çözeltisinden suyun buharlaştırılmasıyla kaç gram bakır sülfat CuSO 4×5H2O elde edilebilir? | |
| Karışık çözeltiler: 200 ml 0,025 M Fe2(S04)3 ve 50 ml 0,05 M FeCl3 . Ortaya çıkan çözeltideki Fe 3+ , Cl - , SO 4 2- iyonlarının molar konsantrasyonunu hesaplayın. | |
| 0.25 m3'lük bir %10'luk H3PO4 çözeltisi (yoğunluk 1.1 g/ml) hazırlamak için ne kadar hacimde su ve %70 H3PO4 (yoğunluk 1.6 g/ml) gerekir? | |
| 6 g Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O 100 ml suda çözüldü Al 2 (SO 4) 3'ün kütle fraksiyonunu ve Al 3+ ve SO 4 2- iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. yoğunluğu 1 g / ml olan elde edilen çözelti | |
| Karışık solüsyonlar: 50 ml 0,1 M Cr2(SO 4)3 ve 200 ml 0,02 M Cr(NO 3)3 . Ortaya çıkan çözeltideki Cr 3+ , NO 3 - , SO 4 2- iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. | |
| Yoğunluğu 1,05 g/ml olan 1 litre %8'lik bir çözelti hazırlamak için ne kadar hacimde %50 perklorik asit çözeltisi (yoğunluk 1,4 g/ml) ve su gerekir? | |
| %5 sodyum sülfat çözeltisi elde etmek için kaç gram Glauber tuzu Na2S04 × 10H20 200 ml suda çözülmelidir? | |
| Şişeye 1 ml %80 H2S04 çözeltisi (çözelti yoğunluğu 1.7 g/ml) ve 5000 mg Cr2(S04)3 ilave edildi. Karışım su içinde çözüldü; çözeltinin hacmi 250 ml'ye getirildi. Ortaya çıkan çözeltideki H + , Cr 3+ ve SO 4 2– iyonlarının molar konsantrasyonlarını hesaplayın. |
Tablo 6 devam ediyor
KİMYASAL DENGE
Tüm kimyasal reaksiyonlar 2 gruba ayrılabilir: geri dönüşü olmayan reaksiyonlar, yani. Tepkimeye giren maddelerden en az birinin tamamen tüketilmesine kadar devam eden reaksiyonlar ve reaksiyona giren maddelerin hiçbirinin tamamen tüketilmediği geri dönüşümlü reaksiyonlar. Bunun nedeni, tersine çevrilebilir bir reaksiyonun hem ileri hem de geri yönde ilerleyebilmesidir. Tersinir bir reaksiyonun klasik bir örneği, nitrojen ve hidrojenden amonyağın sentezidir:
N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3.
Reaksiyonun başlangıcında, sistemdeki başlangıç maddelerinin konsantrasyonları maksimumdur; bu anda ileri reaksiyonun hızı da maksimumdur. Reaksiyonun başlangıcında, sistemde hala reaksiyon ürünü yoktur (bu örnekte amonyak), bu nedenle ters reaksiyon hızı sıfırdır. Başlangıç maddeleri birbirleriyle etkileşime girdikçe konsantrasyonları azalır, dolayısıyla doğrudan reaksiyon hızı da düşer. Reaksiyon ürününün konsantrasyonu kademeli olarak artar, bu nedenle ters reaksiyonun hızı da artar. Bir süre sonra, ileri reaksiyonun hızı, geri hızına eşit olur. Sistemin bu durumuna denir kimyasal denge durumu. Kimyasal denge halindeki bir sistemdeki maddelerin derişimlerine ne ad verilir? denge konsantrasyonları. Kimyasal denge halindeki bir sistemin kantitatif özelliği, denge sabiti.
Herhangi bir tersinir reaksiyon için a A + b B+ ... ⇆ p P + q Q + …, kimyasal denge sabitinin (K) ifadesi, payda reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonları olan bir kesir olarak yazılır , ve paydada başlangıç maddelerinin denge konsantrasyonları vardır, ayrıca her maddenin konsantrasyonu reaksiyon denklemindeki stokiyometrik katsayıya eşit bir güce yükseltilmelidir.
Örneğin, N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 reaksiyonu için.
Unutulmamalıdır ki denge sabitinin ifadesi, yalnızca gaz halindeki maddelerin veya çözünmüş durumdaki maddelerin denge konsantrasyonlarını içerir. . Bir katının konsantrasyonunun sabit olduğu varsayılır ve denge sabiti ifadesine yazılmaz.
CO 2 (gaz) + C (katı) ⇆ 2CO (gaz)
CH 3COOH (çözüm) ⇆ CH 3COO - (çözüm) + H + (çözüm)
Ba 3 (PO 4) 2 (katı) ⇆ 3 Ba 2+ (doymuş çözelti) + 2 PO 4 3– (doymuş çözelti) K \u003d C 3 (Ba 2+) C 2 (PO 4 3–)
Bir denge sisteminin parametrelerinin hesaplanmasıyla ilgili en önemli iki tür problem vardır:
1) başlangıç maddelerinin başlangıç konsantrasyonlarının bilinmesi; problemin durumundan, dengeye ulaşılana kadar reaksiyona giren (veya oluşan) maddelerin konsantrasyonları bulunabilir; problemde tüm maddelerin denge derişimlerinin ve denge sabitinin sayısal değerinin hesaplanması gerekmektedir;
2) başlangıç maddelerinin başlangıç konsantrasyonları ve denge sabiti biliniyor. Durum, reaksiyona giren veya oluşan maddelerin konsantrasyonları hakkında veri içermez. Reaksiyondaki tüm katılımcıların denge konsantrasyonlarını hesaplamak gerekir.
Bu tür problemleri çözmek için, herhangi bir maddenin denge konsantrasyonunun anlaşılması gerekir. orijinal maddeler, reaksiyona giren maddenin konsantrasyonunun başlangıç konsantrasyonundan çıkarılmasıyla bulunabilir:
C dengesi \u003d C başlangıç - reaksiyona giren maddenin C'si.
denge konsantrasyonu reaksiyon ürünü denge anında oluşan ürünün konsantrasyonuna eşittir:
C dengesi \u003d elde edilen ürünün C'si.
Bu nedenle, bir denge sisteminin parametrelerini hesaplamak için, dengeye ulaşılana kadar başlangıçtaki maddenin ne kadarının reaksiyona girdiğini ve ne kadarının reaksiyon ürününün oluştuğunu belirleyebilmek çok önemlidir. Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin miktarını (veya konsantrasyonunu) belirlemek için, tepkime denklemine göre stokiyometrik hesaplamalar yapılır.
Örnek 6.1 N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH3 denge sistemindeki nitrojen ve hidrojenin başlangıç konsantrasyonları sırasıyla 3 mol/l ve 4 mol/l'dir. Kimyasal dengeye ulaşıldığında, hidrojenin başlangıçtaki miktarının %70'i sistemde kalmıştır. Bu reaksiyonun denge sabitini belirleyiniz.
Problemin koşullarından, dengeye ulaşıldığında hidrojenin %30'unun reaksiyona girdiği sonucu çıkar (problem 1 tipi):
4 mol/l H 2 - %100
x mol / l H 2 - %30
x \u003d 1,2 mol / l \u003d C proreag. (H2)
Reaksiyon denkleminden de görülebileceği gibi nitrojen, hidrojenden 3 kat daha az reaksiyona girmiş olmalıdır, yani; Proteak ile. (N 2) \u003d 1,2 mol / l: 3 \u003d 0,4 mol / l. Amonyak, reaksiyona giren nitrojenden 2 kat daha fazla oluşur:
Görüntülerden. (NH3) \u003d 2 × 0,4 mol / l \u003d 0,8 mol / l
Reaksiyondaki tüm katılımcıların denge konsantrasyonları aşağıdaki gibi olacaktır:
Eşit (H 2) \u003d C ilk. (H 2) - C ön reaksiyon. (H2) \u003d 4 mol / l - 1,2 mol / l \u003d 2,8 mol / l;
Eşit (N 2) \u003d C yalvarmak. (N 2) – C ön reaksiyon. (N 2) \u003d 3 mol / l - 0,4 mol / l \u003d 2,6 mol / l;
Eşit (NH 3) = C görüntüleri. (NH3) \u003d 0,8 mol / l.
denge sabiti = 
.
Örnek 6.2 H 2 ve I 2'nin başlangıç derişimlerinin sırasıyla 5 mol/l ve 3 mol/l olduğu biliniyorsa, H 2 + I 2 ⇆ 2 HI sistemindeki hidrojen, iyot ve hidrojen iyodin denge konsantrasyonlarını hesaplayın, ve denge sabiti 1'dir.
Bu sorunun durumunda (2. tip görev), koşulun reaksiyona giren başlangıç maddelerinin ve oluşan ürünlerin konsantrasyonları hakkında hiçbir şey söylemediğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle, bu tür problemleri çözerken, reaksiyona giren bazı maddelerin konsantrasyonu genellikle x olarak alınır.
Dengeye ulaşılana kadar x mol/l H2'nin reaksiyona girmesine izin verin. Daha sonra reaksiyon denkleminden aşağıdaki gibi x mol/l I2 reaksiyona girmeli ve 2x mol/l HI oluşmalıdır. Reaksiyondaki tüm katılımcıların denge konsantrasyonları aşağıdaki gibi olacaktır:
Eşit (H 2) \u003d C yalvarmak. (H 2) - C ön reaksiyon. (H2) \u003d (5 - x) mol / l;
Eşit (I 2) = C yalvarıyorum. (I 2) – C ön tepki. (I 2) \u003d (3 - x) mol / l;
Eşit (HI) = C görüntüleri. (HI) = 2x mol/l.
4x2 = 15 - 8x + x2
3x2 + 8x - 15 = 0
x 1 = -3,94 x 2 = 1,27
Yalnızca pozitif kök x = 1.27'nin fiziksel anlamı vardır.
Bu nedenle, C eşittir. (H 2) \u003d (5 - x) mol / l \u003d 5 - 1,27 \u003d 3,73 mol / l;
Eşit (I 2) \u003d (3 - x) mol / l \u003d 3 - 1,27 \u003d 1,73 mol / l;
Eşit (HI) \u003d 2x mol / l \u003d 2 1,27 \u003d 2,54 mol / l.
görev numarası 7
Tablo 7 - Görev No. 7'nin koşulları
Tablo 7 devam ediyor
stokiyometri- reaksiyona giren maddeler arasındaki kantitatif oranlar.
Reaktanlar kesin olarak tanımlanmış miktarlarda kimyasal etkileşime girerlerse ve reaksiyon sonucunda miktarı hesaplanabilen maddeler oluşursa, bu tür reaksiyonlar denir. stokiyometrik.
Stokiyometri kanunları:
Kimyasal denklemlerde kimyasal bileşiklerin formüllerinin önündeki katsayılara denir. stokiyometrik.
Kimyasal denklemlere göre yapılan tüm hesaplamalar stokiyometrik katsayıların kullanımına dayanır ve bir maddenin miktarlarının (mol sayısı) bulunmasıyla ilişkilidir.
Reaksiyon denklemindeki madde miktarı (mol sayısı) = karşılık gelen molekülün önündeki katsayı.
NA=6.02×10 23 mol-1 .
η - ürünün gerçek kütlesinin oranı m p teorik olarak mümkün m t, bir birimin kesirleri veya yüzde olarak ifade edilir.
Reaksiyon ürünlerinin verimi koşulda belirtilmemişse, hesaplamalarda %100'e (kantitatif verim) eşit alınır.
Kimyasal reaksiyonların denklemlerine göre hesaplama şeması:
- Kimyasal bir reaksiyon için bir denklem yazın.
- Maddelerin kimyasal formüllerinin üzerine bilinen ve bilinmeyen niceliklerini ölçü birimleriyle birlikte yazınız.
- Bilinen ve bilinmeyen maddelerin kimyasal formüllerinin altına, reaksiyon denkleminden bulunan bu miktarların karşılık gelen değerlerini yazın.
- Orantıları oluşturun ve çözün.
Örnek. 24 g magnezyumun tamamen yanması sırasında oluşan magnezyum oksit maddesinin kütlesini ve miktarını hesaplayınız.
|
verilen: m(Mg) = 24 gram Bulmak: ν (MgO) m (MgO) |
Çözüm: 1. Kimyasal reaksiyonun denklemini yapalım: 2Mg + O2 \u003d 2MgO. 2. Madde formülleri altında, stokiyometrik katsayılara karşılık gelen madde miktarını (mol sayısı) belirtiyoruz: 2Mg + O2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol 3. Magnezyumun molar kütlesini belirleyin: Magnezyumun bağıl atomik kütlesi Ar(Mg) = 24. Çünkü molar kütlenin değeri bağıl atomik veya moleküler kütleye eşittir, o zaman M(Mg)= 24 gr/mol. 4. Koşulda verilen maddenin kütlesi ile maddenin miktarını hesaplıyoruz:
5. Magnezyum oksidin kimyasal formülünün üstünde MgO, kütlesi bilinmeyen, biz ayarladık xköstebek, magnezyum formülü üzerinde mg molar kütlesini yazınız: 1 mol xköstebek 2Mg + O2 \u003d 2MgO 2 mol 2 mol
Oranları çözme kurallarına göre:
magnezyum oksit miktarı v(MgO)= 1 mol. 7. Magnezyum oksidin molar kütlesini hesaplayın: M (Mg)\u003d 24 g / mol, M (O)= 16 g/mol. M(MgO)= 24 + 16 = 40 g/mol. Magnezyum oksit kütlesini hesaplayın: m (MgO) \u003d ν (MgO) × M (MgO) \u003d 1 mol × 40 g / mol \u003d 40 g. Cevap: v(MgO) = 1 mol; m(MgO) = 40 gr. |
Redoks reaksiyonlarının denklemlerini derlerken, aşağıdaki iki önemli kurala uyulmalıdır:
Kural 1: Herhangi bir iyonik denklemde yükün korunumu gözlemlenmelidir. Bu, denklemin sol tarafındaki ("sol") tüm yüklerin toplamının, denklemin sağ tarafındaki ("sağ") tüm yüklerin toplamıyla eşleşmesi gerektiği anlamına gelir. Bu kural, hem tam reaksiyonlar hem de yarı reaksiyonlar için herhangi bir iyonik denklem için geçerlidir.
Soldan sağa ücretler
Kural 2: Yükseltgenme yarı reaksiyonunda kaybedilen elektron sayısı, indirgeme yarı reaksiyonunda kazanılan elektron sayısına eşit olmalıdır. Örneğin, bu bölümün başında verilen ilk örnekte (demir ve hidratlı bakır iyonları arasındaki reaksiyon), oksidatif yarı reaksiyonda kaybedilen elektron sayısı ikidir:
Bu nedenle, indirgeme yarı reaksiyonunda elde edilen elektron sayısı da ikiye eşit olmalıdır:
Aşağıdaki prosedür, iki yarı reaksiyonun denklemlerinden tam redoks denklemini türetmek için kullanılabilir:
1. İki yarı reaksiyonun her birinin denklemleri ayrı ayrı dengelenir ve yukarıdaki 1. kuralı yerine getirmek için her denklemin sol veya sağ tarafına karşılık gelen sayıda elektron eklenir.
2. Her iki yarı reaksiyonun denklemleri, kural 2'nin gerektirdiği gibi, bir reaksiyonda kaybedilen elektron sayısı diğer yarı reaksiyonda kazanılan elektron sayısına eşit olacak şekilde birbirine göre dengelenir.
3. Redoks reaksiyonu için tam denklemi elde etmek için her iki yarı reaksiyon için denklemler toplanır. Örneğin, yukarıdaki iki yarı reaksiyonun denklemlerini toplamak ve elde edilen denklemin sol ve sağ taraflarını çıkarmak
eşit sayıda elektron buluruz
Aşağıda verilen yarı reaksiyonların denklemlerini dengeliyoruz ve herhangi bir demir tuzunun sulu bir çözeltisinin asidik bir potasyum çözeltisi ile ferrik bir tuza oksidasyonunun redoks reaksiyonu için bir denklem oluşturuyoruz.
Aşama 1. İlk olarak, iki yarı reaksiyonun her birinin denklemini ayrı ayrı dengeleriz. Denklem (5) için elimizdeki
Bu denklemin her iki tarafını da dengelemek için sol tarafına beş elektron eklemeniz veya sağ taraftan aynı sayıda elektron çıkarmanız gerekir. Ondan sonra alırız
Bu, aşağıdaki dengeli denklemi yazmamızı sağlar:
Denklemin sol tarafına elektronların eklenmesi gerektiğinden, bir indirgeme yarı reaksiyonunu tanımlar.
Denklem (6) için yazabiliriz
Bu denklemi dengelemek için sağ tarafına bir elektron ekleyebilirsiniz. O zamanlar
Bu yanma sürecini organize etme yöntemiyle fazla hava katsayısı, stokiyometrik değere yakın zengin karışımlara karşılık gelmelidir. Bu durumda, ateşleme kaynaklarının yüksek zayıflama olasılığı, yanmanın önemli döngüsel düzensizliği ve nihayetinde teklemeler ile yetersiz derecede yüksek alev cephesi yayılma hızı nedeniyle fakir karışımların verimli yanmasını organize etmek çok zor olacaktır. Dolayısıyla bu yön, zengin gaz-hava karışımlarının son derece yavaş yanması olarak adlandırılabilir.[ ...]
Fazla hava katsayısı (a), yanma sürecini ve yanma ürünlerinin bileşimini önemli ölçüde etkiler. 1.0'da pratik olarak baca gazlarının bileşen bileşimini etkilemediği ve yalnızca yanma işleminde kullanılmayan hava ile seyreltme nedeniyle bileşenlerin konsantrasyonunda bir azalmaya yol açtığı açıktır.[ ...]
Dialkilklorotiofosfat elde etmek için reaksiyonun stokiyometrik katsayılarına ve 2. kriter için en uygun çözüme dayanarak, X3 = -0,26 (1,087 mol/mol) kısıtlamasını uyguluyoruz.[ ...]
| 24.5 |
Bu, polifosfat alımı için stokiyometrik katsayı değerini verir 1/us,p = g P/g COD(HAc).[ ...]
Masada. 24.5, saf kültür kesikli reaktörlerinde gerçekleştirilen deneylerde belirlenen stokiyometrik verim faktörlerini göstermektedir. Bu değerler, farklı mikrobiyolojik büyüme koşullarına rağmen oldukça iyi bir uyum içindedir.[ ...]
(3.36) ifadesinden "sat.r = 0.05 g P / g KOİ (HAc)" stokiyometrik katsayısını buluyoruz.[ ...]
[ ...]
Örnek 3.2'de, asetik asidin uzaklaştırılması için denklemin stokiyometrik katsayılarını bulabilirsiniz: 1 mol HA (60 g HA) 0,9 mol 02 ve 0,9 32 = 29 g 02 gerektirir.[ ...]
| 3.12 |
Bu formüllerde, ilk başlangıç malzemesi tüm stokiyometrik denklemlerde yer alır ve bunlardaki stokiyometrik katsayısı V/, = -1'dir. Bu madde için, her stokiyometrik denklemde lu dönüşüm dereceleri verilmiştir (hepsi - K). (3.14) ve (3.15) denklemlerinde, seçicilik ve verimin belirlendiği ürün olan i-inci bileşenin yalnızca 1. stokiyometrik denklemde (sonra E / \u003d x ()) oluştuğu varsayılır. Bu formüllerdeki bileşenlerin yüzdesi mol cinsinden ölçülür (kimya bilimlerinde geleneksel olarak kabul edildiği şekliyle LO tanımı.[ ...]
Redoks denklemlerini derlerken, reaksiyondan önce ve sonra elementin oksidasyonu için stokiyometrik katsayılar bulunur. Bileşiklerdeki bir elementin oksidasyonu, atom tarafından polar ve iyonik bağların oluşumu için harcanan elektron sayısı ile belirlenir ve oksidasyon işareti, bağlayıcı elektron çiftlerinin yer değiştirme yönü ile belirlenir. Örneğin, NaCl bileşiğindeki sodyum iyonunun oksidasyonu +1'dir ve klorunki -I'dir.[ ...]
Bir mikrobiyolojik reaksiyonun stokiyometrisini, verim faktörü tabloları biçiminden ziyade bir stokiyometrik denge denklemiyle temsil etmek daha uygundur. Bir mikrobiyolojik hücrenin bileşenlerinin bileşiminin böyle bir açıklaması, ampirik bir formülün kullanılmasını gerektiriyordu. Stokiyometrik denklemlerin hazırlanmasında sıklıkla kullanılan C5H702N hücresinin maddesinin formülü deneysel olarak oluşturulmuştur.[ ...]
Masada. Şekil 3.6, aerobik bir kentsel atık su arıtma işlemi için kinetik ve diğer sabitlerin yanı sıra stokiyometrik katsayılar için tipik değerleri gösterir. Bireysel sabitler arasında belirli bir korelasyon olduğuna dikkat edilmelidir, bu nedenle tek bir kaynaktan bir dizi sabit kullanmak gerekir ve farklı kaynaklardan ayrı sabitler seçmemek gerekir. Masada. 3.7 benzer korelasyonları gösterir.[ ...]
Yöntem, bire eşit bir stokiyometrik katsayıya (1 mol ozon, 1 mol iyot salar) dayalı olarak, ozona dönüştürülen bilinen miktarlarda iyot ile standartlaştırılır. Bu katsayı, ozonun olefinlerle stokiyometrik reaksiyonlarının oluşturulduğu bir dizi çalışmanın sonuçlarıyla desteklenmektedir. Farklı bir katsayı ile bu sonuçların açıklanması zor olacaktır. Ancak çalışmada belirtilen katsayının 1,5 olduğu tespit edilmiştir. Bu, pH 9'da bire eşit bir stokiyometrik katsayı elde edildiği ve asidik bir ortamda nötr ve alkali bir ortamda olduğundan çok daha fazla iyot salındığı verileriyle tutarlıdır.[ ...]
Testler tam yükte ve 1.500 dak1 sabit krank mili hızında gerçekleştirildi. Fazla hava katsayısı 0,8 [ ...] aralığında değişmiştir.
Canlı doğadaki maddi süreçler, biyojenik elementlerin döngüleri, çok çeşitli organizmalarda yalnızca aynı düzen içinde değişen stokiyometrik katsayılarla enerji akışlarıyla ilişkilendirilir. Aynı zamanda, katalizin yüksek verimliliği nedeniyle, organizmalarda yeni maddelerin sentezi için enerji maliyetleri, bu işlemlerin teknik analoglarından çok daha azdır.[ ...]
Tüm yanma odaları için motor özelliklerinin ve zararlı emisyon emisyonlarının ölçümleri, aşırı hava katsayısında stokiyometrik bir değerden son derece zayıf bir karışıma kadar geniş bir değişiklik aralığında gerçekleştirildi. Şek. 56 ve 57, 2000 dakikalık bir hızda ve tamamen açık bir gaz kelebeği ile elde edilen a'ya bağlı olarak ana sonuçları gösterir. Ateşleme avans açısının değeri, maksimum torkun elde edilmesi koşulundan seçildi.[ ...]
Fosfor gidermenin biyolojik süreci karmaşıktır, bu nedenle, elbette, yaklaşımımız büyük ölçüde basitleştirilmiştir. Masada. 8.1, FAO'nun katılımıyla meydana gelen süreçleri açıklayan bir dizi stokiyometrik katsayı sunar. Tablo karmaşık görünüyor, ancak içinde zaten basitleştirmeler yapılmış.[ ...]
Son yapılan çalışmalardan birinde 1 mol NO2'nin 0,72 g-ion NO7 verdiği varsayılmaktadır. Uluslararası Standardizasyon Örgütü tarafından sağlanan verilere göre, stokiyometrik katsayı Griess tipi reaktiflerin bileşimine bağlıdır. Bu reaktifin, bileşenlerinin bileşiminde farklılık gösteren altı çeşidi önerilmiştir ve tüm absorpsiyon çözeltileri için absorpsiyon verimliliğinin% 90 olduğu ve absorpsiyon verimliliğini hesaba katan stokiyometrik katsayısının 0,8 ila 0,8 arasında değiştiği belirtilmektedir. 1. NEDA miktarının azaltılması ve sülfanilik asidin sülfanilamid (beyaz streptosit) ile değiştirilmesi bu katsayının daha büyük bir değerini verir. Çalışmanın yazarları bunu yan reaksiyonlar sırasında NO oluşumu nedeniyle HN02 kaybı ile açıklamaktadır.[ ...]
Biyokimyasal atık su arıtma tesisleri tasarlanırken ve operasyonları analiz edilirken genellikle aşağıdaki tasarım parametreleri kullanılır: biyolojik oksidasyon hızı, elektron alıcıları için stokiyometrik katsayılar, aktif çamur biyokütlesinin büyüme hızı ve fiziksel özellikleri. Bir biyoreaktörde meydana gelen biyolojik dönüşümlerle bağlantılı olarak kimyasal değişikliklerin incelenmesi, yapının işleyişinin oldukça eksiksiz bir resmini elde etmeyi mümkün kılar. Anaerobik filtreler içeren anaerobik sistemler için, arıtma tesislerinin normal çalışmasında ana faktör olan ortamın optimum pH değerini sağlamak için bu tür bilgilere ihtiyaç vardır. Nitrifikasyonun meydana geldiği bazı aerobik sistemlerde, optimum mikrobiyal büyüme oranlarını sağlamak için ortamın pH'ının kontrolü de gereklidir. 60'lı yılların sonunda uygulamaya giren, saf oksijen (oksi-tank) kullanan kapalı arıtma tesisleri için, kimyasal etkileşimlerin incelenmesi sadece pH kontrolü için değil, aynı zamanda gaz boru hattı ekipmanının mühendislik hesaplaması için de gerekli hale geldi.[ . ..]
Belirli bir sıcaklıkta genel durumdaki katalitik dönüşüm oranı sabiti k, doğrudan, ters ve yan reaksiyonların hız sabitlerinin yanı sıra başlangıç reaktiflerinin ve bunların etkileşim ürünlerinin difüzyon katsayılarının bir fonksiyonudur. Heterojen bir katalitik işlemin hızı, yukarıda belirtildiği gibi, bireysel aşamalarının nispi hızlarıyla belirlenir ve en yavaşlarıyla sınırlıdır. Sonuç olarak, katalitik reaksiyonun sırası, bu reaksiyon için denklemdeki stokiyometrik orana karşılık gelen reaksiyonun molekülerliği ile neredeyse hiçbir zaman çakışmaz ve katalitik dönüşümün hız sabitini hesaplama ifadeleri, belirli aşamalar ve koşullar için özeldir. uygulanması için.[ ...]
Nötralizasyon reaksiyonunu kontrol etmek için, istenen pH değerini elde etmek için çözeltiye ne kadar asit veya baz ekleneceğini bilmek gerekir. Bu sorunu çözmek için, titrasyon kullanılarak gerçekleştirilen stokiyometrik katsayıların ampirik değerlendirme yöntemi kullanılabilir.[ ...]
Odadaki yanma ürünlerinin denge bileşimi, kütle hareketi kanunu ile belirlenir. Bu yasaya göre, kimyasal reaksiyonların hızı, her biri maddenin kimyasal reaksiyon denklemine girdiği stokiyometrik katsayıya eşit bir dereceye kadar alınan ilk reaktiflerin konsantrasyonuyla doğru orantılıdır. Yakıtların bileşimine bağlı olarak, yanma ürünlerinin, örneğin haznedeki sıvı roket yakıtlarının CO2, H20, CO, NO, OH, N2, H2, N.H, O'dan oluşacağı varsayılabilir. katı roket yakıtı için - T= 1100...2200 K'de A1203, N2, H2, HC1, CO, CO2, H20'den.[ ...]
Doğal gazın iki aşamalı yanmasını kullanma olasılığını doğrulamak için, brülörden sağlanan fazla havanın katsayısına bağlı olarak alev uzunluğu boyunca yerel sıcaklıkların, nitrojen oksitlerin ve yanıcı maddelerin konsantrasyonlarının dağılımına ilişkin deneysel çalışmalar yapılmıştır. . Deneyler, dönen bir enine hava akışına periferik gaz jeti deşarjına sahip bir VTI girdap brülörü ile donatılmış bir PTVM-50 kazanının fırınında doğal gazın yanmasıyla gerçekleştirildi. ag O.wb'de yakıt yakma işleminin 1f/X>out = 4.2 mesafesinde ve ag = 1.10'da - bf10out = 3.6 mesafesinde sona erdiği tespit edilmiştir. Bu, stokiyometrik olanlardan önemli ölçüde farklı koşullar altında yanma sürecinin uzamasını gösterir.[ ...]
Nitrifikasyonsuz aktif çamur ile proses parametrelerinin basitleştirilmiş bir matrisi Tablo'da sunulmuştur. 4.2. Burada dönüşüm sürecine üç ana faktörün katkıda bulunduğu varsayılmaktadır: biyolojik büyüme, bozunma ve hidroliz. Reaksiyon oranları sağ sütunda belirtilmiştir ve tabloda sunulan katsayılar stokiyometriktir. Tablo verilerini kullanarak, örneğin mükemmel şekilde karıştırılmış bir reaktörde kolayca ayrışabilen organik madde Be için kütle dengesi denklemi yazılabilir. Taşımadan sorumlu ifadelerin açıklamaya ihtiyacı yoktur. (Bu durumda) "bileşen" sütunlarındaki stokiyometrik katsayıları Tablo'nun sağ sütunundaki karşılık gelen reaksiyon hızlarıyla çarparak bir maddenin dönüşümlerini açıklayan iki ifade buluyoruz. 4.2.[ ...]
Şek. 50, karışımın bileşimine ve ateşleme zamanlamasına bağlı olarak yanma ürünlerindeki (g/kWh) Wx içeriğindeki değişimi göstermektedir. Çünkü NOx oluşumu büyük ölçüde gaz sıcaklığına bağlıdır, erken ateşleme ile NOx emisyonu artar. 1 Ux oluşumunun aşırı hava katsayısına bağımlılığı daha karmaşıktır, çünkü Karşıt iki faktör var. 1NHOx oluşumu yanıcı karışımdaki oksijen konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlıdır. Karışımın eğilmesi oksijen konsantrasyonunu artırır ancak maksimum yanma sıcaklığını düşürür. Bu, stokiyometrikten biraz daha zayıf karışımlarla çalışırken maksimum içeriğin elde edilmesine yol açar. Fazla hava katsayısının aynı değerlerinde, etkin verim maksimuma sahiptir.[ ...]
Şek. Şekil 7.2, tam yer değiştirme biyofiltresinin çıkışındaki NO3-N konsantrasyonu üzerindeki metanol konsantrasyonunun deneysel bağımlılıklarını göstermektedir. Deney noktalarını birleştiren çizgiler, maddenin farklı Smc/Sn oranlarında filtre boyunca dağılımını karakterize eder Eğrilerin eğimi stokiyometrik katsayı değerine karşılık gelir: 3,1 kg CH3OH/kg NO-N.
Reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlarını denge sabiti ile birleştiren ilişki, aşağıdaki gibi formüle edilebilen kütle etkisi yasasının matematiksel bir ifadesidir: kimyasal denge durumunda belirli bir tersinir reaksiyon için, ürünün oranı belirli bir sıcaklıkta başlangıç maddelerinin denge konsantrasyonlarının ürününe reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonları sabit bir değerdir ve her maddenin konsantrasyonu stokiyometrik katsayısının gücüne yükseltilmelidir.[ ...]
Sovyetler Birliği'nde, atmosferdeki NO¡¡'yi belirlemek için Polezhaev ve Girina'nın yöntemi kullanılır. Bu yöntem, nitrojen dioksiti yakalamak için %8'lik bir KJ çözeltisi kullanır. Ortaya çıkan çözeltideki nitrit iyonlarının belirlenmesi, Griess-Ilosvay reaktifi kullanılarak gerçekleştirilir. Potasyum iyodür solüsyonu, alkali solüsyondan çok daha etkili bir NO2 soğurucudur. Hacmi (sadece 6 ml) ve hava akış hızı (0,25 l/dak) ile, gözenekli cam plakalı absorpsiyon cihazından %2'den fazla NO2 kaymaz. Seçilen örnekler iyi korunmuştur (yaklaşık bir ay). NOa'nın KJ çözeltisi tarafından absorpsiyonu için stokiyometrik katsayı, atılım dikkate alındığında 0,75'tir. Bizim verilerimize göre NO:NOa konsantrasyonu 3:1 oranında NO bu yönteme müdahale etmemektedir.[ ...]
Yüksek sıcaklıkta atık işleme uygulamasına yaygın olarak dahil edilen bu yöntemin dezavantajları, pahalı alkali reaktiflerin (NaOH ve Na2CO3) kullanılması gereğidir. Böylece, az miktarda sıvı atığı nötralize etmesi gereken birçok endüstrinin ihtiyaçlarını, çok çeşitli kimyasal bileşim bileşenleri ve herhangi bir organoklorlu bileşik içeriği ile karşılamak mümkündür. Bununla birlikte, belirli koşullar altında (1 > 1200 ° C, aşırı hava katsayısı > 1,5) egzoz gazları fosgen - oldukça toksik karbon klor veya karbonik asit klorid (COC12) içerebileceğinden, klor içeren çözücülerin yanmasına dikkatle yaklaşılmalıdır. ). Bu maddenin yaşamı tehdit eden konsantrasyonu 1 m3 hava için 450 mg'dır.[ ...]
Az çözünür minerallerin veya bunların birlikteliklerinin süzdürme veya kimyasal ayrışma işlemleri, yeni katı fazların oluşumu ile karakterize edilir; bunlar ve çözünmüş bileşenler arasındaki denge, termodinamik durum diyagramları kullanılarak analiz edilir. Buradaki temel zorluklar genellikle süreçlerin kinetiklerini tanımlama ihtiyacıyla bağlantılı olarak ortaya çıkar ve bu olmadan değerlendirmeleri çoğu zaman gerekçelendirilmez. Karşılık gelen kinetik modeller, belirli reaksiyonların stokiyometrik katsayılarını (V.) dikkate alarak, kimyasal etkileşimlerin açık bir biçimde - reaktanların (cx) kısmi konsantrasyonları yoluyla yansımasını gerektirir.
