Enghraifft o Gwestiwn Trafod ar Stoichiometreg Datrysiadau
Mae stoichiometreg yn gangen o gemeg sy'n astudio'r berthynas feintiol rhwng adweithyddion a chynhyrchion mewn adwaith cemegol. Mae stoichiometreg toddiant yn fwy penodol, gan ei fod yn canolbwyntio ar adweithiau cemegol sy'n digwydd mewn toddydd, fel arfer dŵr. Yn yr erthygl hon, byddwn yn trafod problemau enghreifftiol sy'n gysylltiedig â stoichiometreg toddiant er mwyn deall y cysyniad hwn yn well.
Cysyniadau Sylfaenol Stoichiometreg Datrysiadau
Cyn i ni fynd i mewn i'r cwestiynau enghreifftiol, mae rhai cysyniadau sylfaenol y mae angen i ni eu deall:
1. Molaredd (M): Mynegir crynodiad hydoddiant mewn molaredd. Molaredd yw nifer y molau o hydoddyn fesul litr o hydoddiant (mol/L).
2. Mol: Uned o faint o sylwedd lle mae gronynnau rhif Avogadro (6.022 x 10²³).
3. Cyfaint y Toddiant: Fel arfer yn cael ei fesur mewn litrau (L).
Gyda'r ddealltwriaeth sylfaenol hon, rydym yn barod i symud ymlaen at broblemau ac atebion enghreifftiol.
Cwestiwn Enghraifft 1: Cyfrifo Molaredd Toddiant
Cwestiwn:
O ystyried bod 5 gram o NaCl (Sodiwm Clorid) wedi'i doddi mewn 250 mL o ddŵr, beth yw molaredd yr hydoddiant NaCl?
Datrysiad:
1. Cyfrifwch nifer y molau o NaCl:
– Pwysau moleciwlaidd (BM) NaCl: Na (23) + Cl (35.5) = 58.5 g/mol
– Nifer y molau = Màs / BM
“`
Nifer y molau o NaCl = 5 g / 58.5 g/mol ≈ 0.0855 mol
“`
2. Trosi cyfaint y toddiant o mL i L:
“`
Cyfaint y toddiant = 250 mL = 0.250 L
“`
3. Cyfrifwch y molaredd (M):
“`
Molaredd (M) = Nifer y molau / Cyfaint y toddiant
= 0.0855 mol / 0.250 L
≈ 0.342 M
“`
Felly, molaredd yr hydoddiant NaCl yw 0.342 M.
Cwestiwn Enghraifft 2: Adwaith Niwtraleiddio
Cwestiwn:
Pa gyfaint o doddiant HCl 0.5 M sydd ei angen i niwtraleiddio 50 mL o doddiant NaOH 0.1 M?
Datrysiad:
Yr adweithiau sy'n digwydd:
“`
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
“`
Mae'r adwaith hwn yn digwydd mewn cymhareb o 1:1.
1. Cyfrifwch nifer y molau o NaOH:
“`
Nifer y molau o NaOH = Molaredd x Cyfaint
= 0.1 M x 0.050 L
= 0.005 mol
“`
2. Gan fod cymhareb yr adwaith yn 1:1, nifer y molau o HCl = nifer y molau o NaOH = 0.005 mol.
3. Cyfrifwch gyfaint yr hydoddiant HCl sydd ei angen:
“`
Cyfaint HCl = Nifer y molau / Molaredd
= 0.005 mol / 0.5 M
= 0.01 L (neu 10 mL)
“`
Felly, cyfaint y toddiant HCl 0.5 M yw 10 mL.
Cwestiwn Enghraifft 3: Titrad Asid-Bas
Cwestiwn:
Mae toddiant 25 mL o CH₃COOH (asid asetig) yn cael ei ditradu gyda thoddiant 0.1 M NaOH i'r pwynt cywerthedd. Mae angen 30 mL o doddiant NaOH i gyrraedd y pwynt cywerthedd. Cyfrifwch folaredd y toddiant CH₃COOH.
Datrysiad:
Yr adweithiau sy'n digwydd:
“`
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
“`
Mae'r adwaith hwn hefyd yn digwydd mewn cymhareb o 1:1.
1. Cyfrifwch nifer y molau o NaOH a ddefnyddiwyd:
“`
Nifer y molau o NaOH = Molaredd x Cyfaint
= 0.1 M x 0.030 L
= 0.003 mol
“`
2. Mae nifer y molau o CH₃COOH yr un fath â nifer y molau o NaOH sydd wedi adweithio (cymhareb 1:1):
“`
Nifer y molau o CH₃COOH = 0.003 mol
“`
3. Cyfrifwch folaredd CH₃COOH:
“`
Molaredd (M) = Nifer y molau / Cyfaint
= 0.003 mol / 0.025 L
= 0.12 M
“`
Felly, molaredd yr hydoddiant CH₃COOH yw 0.12 M.
Cwestiwn Enghraifft 4: Gwanhau Toddiant
Cwestiwn:
Pa gyfaint o ddŵr sydd angen ei ychwanegu i wanhau 100 mL o doddiant H₂SO₄ 1 M fel bod ei grynodiad yn dod yn 0.25 M?
Datrysiad:
1. Defnyddiwch y fformiwla gwanhau (M₁V₁ = M₂V₂):
– M₁ = 1 M
– V₁ = 100 mL
– M₂ = 0.25 M
2. Cyfrifwch V₂:
“`
M₁V₁ = M₂V₂
1 M x 100 mL = 0.25 M x V₂
V₂ = (1 x 100) / 0.25
= 400 ml
“`
3. Cyfrifwch gyfaint y dŵr i'w ychwanegu:
“`
Cyfaint y dŵr a ychwanegwyd = V₂ – V₁
= 400 ml – 100 ml
= 300 ml
“`
Felly, mae angen ychwanegu 300 mL o ddŵr i wanhau'r toddiant H₂SO₄ o 1 M i 0.25 M.
Cwestiwn Enghraifft 5: Adwaith Gwlybaniaeth
Cwestiwn:
Faint o gramau o waddod AgCl sy'n cael eu ffurfio pan gymysgir 100 mL o doddiant AgNO₃ 0.1 M â 100 mL o doddiant NaCl 0.1 M?
Datrysiad:
Yr adweithiau sy'n digwydd:
“`
AgNO₃ + NaCl → AgCl (gwaddod) + NaNO₃
“`
Mae'r adwaith hwn yn digwydd mewn cymhareb o 1:1.
1. Cyfrifwch nifer y molau o AgNO₃ a NaCl:
“`
Nifer y molau o AgNO₃ = Molaredd x Cyfaint
= 0.1 M x 0.100 L
= 0.01 mol
Nifer y molau o NaCl = Molaredd x Cyfaint
= 0.1 M x 0.100 L
= 0.01 mol
“`
2. Gan fod cymhareb yr adwaith yn 1:1, nifer y molau o AgCl a ffurfiwyd = Nifer y molau o AgNO₃ neu NaCl:
“`
Nifer y molau o AgCl = 0.01 mol
“`
3. Cyfrifwch fàs AgCl:
– Pwysau moleciwlaidd AgCl = Ag (107.87) + Cl (35.45) = 143.32 g/mol
“`
Màs AgCl = Nifer y molau x BM
= 0.01 mol x 143.32 g/mol
= 1.4332g
“`
Felly, màs y gwaddod AgCl a ffurfiwyd yw 1.4332 gram.
Casgliad
Mae'r erthygl hon wedi trafod nifer o broblemau ac atebion enghreifftiol ynghylch stoichiometreg toddiannau, gan gynnwys cyfrifo molaredd, adweithiau niwtraleiddio, titradiadau asid-bas, gwanhau, a ffurfio gwaddod. Drwy ddeall yr enghreifftiau hyn, gallwn ddeall yn well sut mae'r cysyniad o stoichiometreg toddiannau yn cael ei gymhwyso mewn sefyllfaoedd byd go iawn. Nid yn unig y mae stoichiometreg toddiannau yn bwysig wrth astudio cemeg ond mae ganddi hefyd gymwysiadau eang mewn amrywiol feysydd megis fferylliaeth, biocemeg, a'r diwydiant cemegol.
