Soluzioen estekiometriari buruzko eztabaida-galdera baten adibidea
Estekiometria kimikaren adarra da, erreakzio kimiko batean erreaktiboen eta produktuen arteko erlazio kuantitatiboa aztertzen duena. Disoluzio-estekiometria zehatzagoa da, disolbatzaile batean, normalean uretan, gertatzen diren erreakzio kimikoetan oinarritzen baita. Artikulu honetan, disoluzio-estekiometriarekin lotutako arazoen adibideak aztertuko ditugu kontzeptu hau hobeto ulertzeko.
Soluzioen estekiometriaren oinarrizko kontzeptuak
Adibide-galderetan sartu aurretik, ulertu behar ditugun oinarrizko kontzeptu batzuk hauek dira:
1. Molaritatea (M): Disoluzio baten kontzentrazioa molaritate gisa adierazten da. Molaritatea disoluzio litroko solutu mol kopurua da (mol/L).
2. Mol: Avogadroren zenbakiko (6.022 x 10²³) partikulak dituen substantzia kantitate unitatea.
3. Disoluzioaren bolumena: Normalean litrotan (L) neurtzen da.
Oinarrizko ulermen honekin, prest gaude arazo eta irtenbideen adibideetara pasatzeko.
1. galderaren adibidea: Disoluzio baten molaritatea kalkulatzea
Galdera:
5 gramo NaCl (sodio kloruro) 250 ml uretan disolbatuta daudela kontuan hartuta, zein da NaCl disoluzioaren molaritatea?
Irtenbidea:
1. Kalkulatu NaCl mol kopurua:
– NaCl-ren pisu molekularra (BM): Na (23) + Cl (35.5) = 58.5 g/mol
– Mol kopurua = Masa / BM
"`
NaCl mol kopurua = 5 g / 58.5 g/mol ≈ 0.0855 mol
"`
2. Bihurtu disoluzio-bolumena mL-tik L-ra:
"`
Disoluzioaren bolumena = 250 mL = 0.250 L
"`
3. Kalkulatu molaritatea (M):
"`
Molaritatea (M) = Mol kopurua / Disoluzioaren bolumena
= 0.0855 mol / 0.250 L
≈ 0.342 M
"`
Beraz, NaCl disoluzioaren molaritatea 0.342 M da.
2. galderaren adibidea: Neutralizazio erreakzioa
Galdera:
Zein bolumen behar da 0.5 M-ko HCl disoluziotik 50 mL 0.1 M-ko NaOH disoluzio neutralizatzeko?
Irtenbidea:
Gertatzen diren erreakzioak:
"`
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
"`
Erreakzio hau 1:1 proportzioan gertatzen da.
1. Kalkulatu NaOH mol kopurua:
"`
NaOH mol kopurua = Molaritatea x Bolumena
= 0.1 M x 0.050 L
= 0.005 mol
"`
2. Erreakzio-erlazioa 1:1 denez, HCl mol kopurua = NaOH mol kopurua = 0.005 mol.
3. Kalkulatu behar den HCl disoluzioaren bolumena:
"`
HCl-ren bolumena = Mol kopurua / Molaritatea
= 0.005 mol / 0.5 M
= 0.01 L (edo 10 mL)
"`
Beraz, 0.5 M-ko HCl disoluzioaren bolumena 10 mL da.
3. galderaren adibidea: Azido-base titrazioa
Galdera:
CH₃COOH (azido azetikoa) disoluzio bat 0.1 M-ko NaOH disoluzioarekin titratzen da baliokidetasun puntura iristeko. 30 mL NaOH disoluzio behar dira baliokidetasun puntura iristeko. Kalkulatu CH₃COOH disoluzioaren molaritatea.
Irtenbidea:
Gertatzen diren erreakzioak:
"`
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
"`
Erreakzio hau ere 1:1 proportzioan gertatzen da.
1. Kalkulatu erabilitako NaOH mol kopurua:
"`
NaOH mol kopurua = Molaritatea x Bolumena
= 0.1 M x 0.030 L
= 0.003 mol
"`
2. CH₃COOH mol kopurua erreakzionatu duen NaOH mol kopuruaren berdina da (1:1 proportzioa):
"`
CH₃COOH-ren mol kopurua = 0.003 mol
"`
3. Kalkulatu CH₃COOH-ren molaritatea:
"`
Molaritatea (M) = Mol kopurua / Bolumena
= 0.003 mol / 0.025 L
= 0.12 M
"`
Beraz, CH₃COOH disoluzioaren molaritatea 0.12 M da.
4. galderaren adibidea: Disoluzioaren diluzioa
Galdera:
Zenbat ur bolumen gehitu behar da 1 M-ko H₂SO₄ disoluzio baten 100 mL diluitzeko, kontzentrazioa 0.25 M-koa izan dadin?
Irtenbidea:
1. Erabili diluzio-formula (M₁V₁ = M₂V₂):
– M₁ = 1 M
– V₁ = 100 mL
– M₂ = 0.25 M
2. Kalkulatu V₂:
"`
M₁V₁ = M₂V₂
1 M x 100 mL = 0.25 M x V₂
V₂ = (1 x 100) / 0.25
= 400 ml
"`
3. Kalkulatu gehitu beharreko ur bolumena:
"`
Gehitutako ur bolumena = V₂ – V₁
= 400 mL – 100 mL
= 300 ml
"`
Beraz, 300 mL ur gehitu behar dira H₂SO₄ disoluzioa 1 M-tik 0.25 M-ra diluitzeko.
5. galderaren adibidea: Prezipitazio-erreakzioa
Galdera:
Zenbat gramo AgCl prezipitatu sortzen dira 100 ml 0.1 M-ko AgNO₃ disoluzio 100 ml 0.1 M-ko NaCl disoluzioarekin nahasten direnean?
Irtenbidea:
Gertatzen diren erreakzioak:
"`
AgNO₃ + NaCl → AgCl (prezipitatua) + NaNO₃
"`
Erreakzio hau 1:1 proportzioan gertatzen da.
1. Kalkulatu AgNO₃ eta NaCl mol kopurua:
"`
AgNO₃-ren mol kopurua = Molaritatea x Bolumena
= 0.1 M x 0.100 L
= 0.01 mol
NaCl mol kopurua = Molaritatea x Bolumena
= 0.1 M x 0.100 L
= 0.01 mol
"`
2. Erreakzio-erlazioa 1:1 denez, eratutako AgCl mol kopurua = AgNO₃ edo NaCl mol kopurua:
"`
AgCl mol kopurua = 0.01 mol
"`
3. Kalkulatu AgCl-ren masa:
– AgCl-ren pisu molekularra = Ag (107.87) + Cl (35.45) = 143.32 g/mol
"`
AgCl-ren masa = Mol kopurua x BM
= 0.01 mol × 143.32 g/mol
= 1.4332 g
"`
Beraz, sortutako AgCl prezipitatuaren masa 1.4332 gramo da.
Ondorioa
Artikulu honek disoluzio estekiometriari buruzko hainbat arazo eta irtenbide aztertu ditu, besteak beste, molaritatea kalkulatzea, neutralizazio erreakzioak, azido-base titrazioak, diluzioa eta prezipitatuen eraketa. Adibide hauek ulertuz, hobeto uler dezakegu nola aplikatzen den disoluzio estekiometriaren kontzeptua benetako egoeretan. Disoluzio estekiometria ez da garrantzitsua kimikaren azterketan bakarrik, baizik eta aplikazio zabalak ditu hainbat arlotan, hala nola farmazian, biokimikan eta industria kimikoan.
