Լուծույթի ստեխիոմետրիայի վերաբերյալ քննարկման հարցի օրինակ

Լուծման ստոխիոմետրիայի վերաբերյալ քննարկման հարցի օրինակ

Ստեխիոմետրիան քիմիայի մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիայի ընթացքում ռեակտիվ նյութերի և արգասիքների միջև քանակական կապը: Լուծույթի ստեխիոմետրիան ավելի մասնագիտացված է, քանի որ կենտրոնանում է լուծիչում, սովորաբար ջրում, տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների վրա: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք լուծույթի ստեխիոմետրիայի հետ կապված օրինակելի խնդիրներ՝ այս հասկացությունն ավելի լավ հասկանալու համար:

Լուծույթի ստոխիոմետրիայի հիմնական հասկացությունները

Մինչև օրինակելի հարցերի մեջ մտնելը, կան մի քանի հիմնական հասկացություններ, որոնք մենք պետք է հասկանանք.

1. Մոլյարություն (Մ): Լուծույթի կոնցենտրացիան արտահայտվում է մոլյարությամբ: Մոլյարությունը լուծված նյութի մոլերի քանակն է լուծույթի մեկ լիտրում (մոլ/լ):
2. Մոլ. Նյութի քանակի միավոր, որում կան Ավոգադրոյի թվով (6.022 x 10²³) մասնիկներ:
3. Լուծույթի ծավալը. Սովորաբար չափվում է լիտրերով (լ):

Այս հիմնական հասկացողությամբ մենք պատրաստ ենք անցնել օրինակելի խնդիրների և լուծումների։

Օրինակ՝ հարց 1. Լուծույթի մոլային զանգվածի հաշվարկ

Հարց՝
Հաշվի առնելով, որ 5 գրամ NaCl (նատրիումի քլորիդ) լուծված է 250 մլ ջրի մեջ, որքա՞ն է NaCl լուծույթի մոլային զանգվածը։

Լուծում.

1. Հաշվարկեք NaCl-ի մոլերի քանակը։
– NaCl-ի մոլեկուլային զանգվածը (ՄՔ)՝ Na (23) + Cl (35.5) = 58.5 գ/մոլ
– Մոլերի քանակը = զանգված / BM
««
NaCl-ի մոլերի քանակը = 5 գ / 58.5 գ/մոլ ≈ 0.0855 մոլ
««
2. Լուծույթի ծավալը փոխակերպեք մլ-ից լիտրի։
««
Լուծույթի ծավալը = 250 մլ = 0.250 լ
««
3. Հաշվարկել մոլարությունը (M):
««
Մոլյարություն (Մ) = Մոլերի քանակը / Լուծույթի ծավալը
= 0.0855 մոլ / 0.250 Լ
≈ 0.342 Մ
««
Այսպիսով, NaCl լուծույթի մոլարությունը 0.342 Մ է։

Օրինակ՝ հարց 2. Չեզոքացման ռեակցիա

Հարց՝
Ի՞նչ ծավալի 0.5 Մ HCl լուծույթ է անհրաժեշտ 50 մլ 0.1 Մ NaOH լուծույթը չեզոքացնելու համար։

Լուծում.
Առաջացող ռեակցիաները.
««
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
««
Այս ռեակցիան տեղի է ունենում 1:1 հարաբերակցությամբ։

1. Հաշվարկեք NaOH-ի մոլերի քանակը։
««
NaOH մոլերի քանակը = Մոլարություն x Ծավալ
= 0.1 Մ x 0.050 Լ
= 0.005 մոլ
««
2. Քանի որ ռեակցիայի հարաբերակցությունը 1:1 է, HCl-ի մոլերի քանակը = NaOH-ի մոլերի քանակը = 0.005 մոլ։

3. Հաշվարկեք անհրաժեշտ HCl լուծույթի ծավալը.
««
HCl-ի ծավալը = մոլերի քանակը / մոլյարությունը
= 0.005 մոլ / 0.5 Մ
= 0.01 լ (կամ 10 մլ)
««
Այսպիսով, 0.5 Մ HCl լուծույթի ծավալը 10 մլ է։

Օրինակ՝ հարց 3. Թթվահիմնային տիտրում

Հարց՝
CH₃COOH-ի (քացախաթթու) 25 մլ լուծույթը տիտրվում է 0.1 Մ NaOH լուծույթով մինչև համարժեքության կետը: Համարժեքության կետին հասնելու համար անհրաժեշտ է 30 մլ NaOH լուծույթ: Հաշվարկեք CH₃COOH լուծույթի մոլային քանակը:

Լուծում.
Առաջացող ռեակցիաները.
««
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
««
Այս ռեակցիան նույնպես տեղի է ունենում 1:1 հարաբերակցությամբ։

1. Հաշվարկեք օգտագործված NaOH մոլերի քանակը։
««
NaOH մոլերի քանակը = Մոլարություն x Ծավալ
= 0.1 Մ x 0.030 Լ
= 0.003 մոլ
««
2. CH₃COOH-ի մոլերի քանակը նույնն է, ինչ ռեակցիայի մեջ մտնող NaOH-ի մոլերի քանակը (հարաբերակցությունը՝ 1:1):
««
CH₃COOH-ի մոլերի քանակը = 0.003 մոլ
««
3. Հաշվարկեք CH₃COOH-ի մոլարությունը։
««
Մոլարություն (Մ) = Մոլերի քանակ / Ծավալ
= 0.003 մոլ / 0.025 Լ
= 0.12 Մ
««
Այսպիսով, CH₃COOH լուծույթի մոլարությունը 0.12 Մ է։

Օրինակ՝ հարց 4. Լուծույթի նոսրացում

Հարց՝
Ի՞նչ ծավալի ջուր պետք է ավելացնել 1 Մ H₂SO₄ լուծույթի 100 մլ նոսրացման համար, որպեսզի դրա կոնցենտրացիան դառնա 0.25 Մ:

Լուծում.

1. Օգտագործեք նոսրացման բանաձևը (M₁V₁ = M₂V₂):
– Մ₁ = 1 Մ
– V₁ = 100 մլ
– M₂ = 0.25 M

2. Հաշվարկել V₂-ը։
««
Մ₁Վ₁ = Մ₂Վ₂
1 Մ x 100 մլ = 0.25 Մ x Վ₂
V₂ = (1 x 100) / 0.25
= 400 մլ
««
3. Հաշվարկեք ավելացվող ջրի ծավալը.
««
Ավելացված ջրի ծավալը = V₂ – V₁
= 400 մլ – 100 մլ
= 300 մլ
««
Այսպիսով, անհրաժեշտ է ավելացնել 300 մլ ջուր՝ H₂SO₄ լուծույթը 1 Մ-ից 0.25 Մ նոսրացնելու համար։

Օրինակ՝ հարց 5. Նստեցման ռեակցիա

Հարց՝
Քանի՞ գրամ AgCl նստվածք է առաջանում, երբ 100 մլ 0.1 Մ AgNO₃ լուծույթը խառնվում է 100 մլ 0.1 Մ NaCl լուծույթի հետ։

Լուծում.
Առաջացող ռեակցիաները.
««
AgNO₃ + NaCl → AgCl (նստվածք) + NaNO₃
««
Այս ռեակցիան տեղի է ունենում 1:1 հարաբերակցությամբ։

1. Հաշվարկեք AgNO₃-ի և NaCl-ի մոլերի քանակը։
««
AgNO₃-ի մոլերի քանակը = Մոլարություն x Ծավալ
= 0.1 Մ x 0.100 Լ
= 0.01 մոլ
NaCl-ի մոլերի քանակը = Մոլարություն x Ծավալ
= 0.1 Մ x 0.100 Լ
= 0.01 մոլ
««

2. Քանի որ ռեակցիայի հարաբերակցությունը 1:1 է, առաջացած AgCl-ի մոլերի քանակը = AgNO₃-ի կամ NaCl-ի մոլերի քանակը՝
««
AgCl-ի մոլերի քանակը = 0.01 մոլ
««

3. Հաշվարկեք AgCl-ի զանգվածը։
– AgCl-ի մոլեկուլային զանգվածը = Ag (107.87) + Cl (35.45) = 143.32 գ/մոլ
««
AgCl զանգված = մոլերի քանակը x BM
= 0.01 մոլ x 143.32 գ/մոլ
= 1.4332 գ
««
Այսպիսով, առաջացած AgCl նստվածքի զանգվածը 1.4332 գրամ է։

Եզրակացություն

Այս հոդվածում քննարկվել են լուծույթի ստեխիոմետրիայի վերաբերյալ մի քանի օրինակելի խնդիրներ և լուծումներ, ներառյալ մոլարության հաշվարկը, չեզոքացման ռեակցիաները, թթվահիմնային տիտրումները, նոսրացումը և նստվածքի առաջացումը: Այս օրինակները հասկանալով՝ մենք կարող ենք ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես է լուծույթի ստեխիոմետրիայի հայեցակարգը կիրառվում իրական աշխարհի իրավիճակներում: Լուծույթի ստեխիոմետրիան կարևոր է ոչ միայն քիմիայի ուսումնասիրության մեջ, այլև լայն կիրառություն ունի տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են դեղագործությունը, կենսաքիմիան և քիմիական արդյունաբերությունը: