Пример за прашање за дискусија за решение на стехиометрија
Стехиометријата е гранка на хемијата што го проучува квантитативниот однос помеѓу реактантите и производите во хемиска реакција. Стехиометријата во раствор е поспецифична, бидејќи се фокусира на хемиските реакции што се случуваат во растворувач, обично вода. Во оваа статија, ќе разгледаме примери на проблеми поврзани со стехиометријата во раствор за подобро да го разбереме овој концепт.
Основни концепти на стехиометрија на раствор
Пред да се осврнеме на пример прашањата, постојат неколку основни концепти што треба да ги разбереме:
1. Моларност (M): Концентрацијата на растворот се изразува во моларност. Моларноста е бројот на молови растворена супстанца на литар раствор (mol/L).
2. Мол: Единица за количина на супстанција во која има честички со Авогадров број (6.022 x 10²³).
3. Волумен на раствор: Обично се мери во литри (L).
Со ова основно разбирање, подготвени сме да преминеме на примери на проблеми и решенија.
Пример за прашање 1: Пресметување на моларноста на раствор
Прашање:
Ако се земе предвид дека 5 грама NaCl (натриум хлорид) се растворени во 250 mL вода, која е моларноста на растворот од NaCl?
Решение:
1. Пресметајте го бројот на молови на NaCl:
– Молекуларна тежина (BM) на NaCl: Na (23) + Cl (35.5) = 58.5 g/mol
– Број на молови = Маса / БМ
„„
Број на молови на NaCl = 5 g / 58.5 g/mol ≈ 0.0855 mol
„„
2. Конвертирајте го волуменот на растворот од mL во L:
„„
Волумен на раствор = 250 mL = 0.250 L
„„
3. Пресметајте ја моларноста (M):
„„
Моларност (M) = Број на молови / Волумен на раствор
= 0.0855 мол / 0.250 л
≈ 0.342 М
„„
Значи, моларноста на растворот на NaCl е 0.342 M.
Пример прашање 2: Реакција на неутрализација
Прашање:
Колкав волумен на раствор од 0.5 M HCl е потребен за неутрализирање на 50 mL раствор од 0.1 M NaOH?
Решение:
Реакциите што се јавуваат:
„„
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
„„
Оваа реакција се одвива во сооднос 1:1.
1. Пресметајте го бројот на молови на NaOH:
„„
Број на молови на NaOH = Моларност x Волумен
= 0.1 М x 0.050 Л
= 0.005 мол
„„
2. Бидејќи односот на реакцијата е 1:1, бројот на молови на HCl = бројот на молови на NaOH = 0.005 mol.
3. Пресметајте го потребниот волумен на раствор на HCl:
„„
Волумен на HCl = Број на молови / Моларност
= 0.005 мол / 0.5 М
= 0.01 л (или 10 мл)
„„
Значи, волуменот на раствор од 0.5 M HCl е 10 mL.
Пример за прашање 3: Титрација со киселинско-базна алгоритам
Прашање:
Раствор од 25 mL CH₃COOH (оцетна киселина) се титрира со раствор од 0.1 M NaOH до точката на еквивалентност. Потребни се 30 mL раствор од NaOH за да се достигне точката на еквивалентност. Пресметајте ја моларноста на растворот од CH₃COOH.
Решение:
Реакциите што се јавуваат:
„„
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
„„
Оваа реакција исто така се одвива во сооднос 1:1.
1. Пресметајте го бројот на употребени молови на NaOH:
„„
Број на молови на NaOH = Моларност x Волумен
= 0.1 М x 0.030 Л
= 0.003 мол
„„
2. Бројот на молови на CH₃COOH е ист како и бројот на молови на реагиран NaOH (сооднос 1:1):
„„
Број на молови на CH₃COOH = 0.003 мол
„„
3. Пресметајте ја моларноста на CH₃COOH:
„„
Моларност (M) = Број на молови / Волумен
= 0.003 мол / 0.025 л
= 0.12 милиони
„„
Значи, моларноста на растворот CH₃COOH е 0.12 M.
Пример за прашање 4: Разредување на растворот
Прашање:
Колкав волумен на вода треба да се додаде за да се разредат 100 mL раствор од 1 M H₂SO₄, така што неговата концентрација ќе стане 0.25 M?
Решение:
1. Користете ја формулата за разредување (M₁V₁ = M₂V₂):
– M₁ = 1 M
– V₁ = 100 мл
– M₂ = 0.25 M
2. Пресметајте V₂:
„„
M₁V₁ = M₂V₂
1 M x 100 mL = 0.25 M x V₂
V₂ = (1 x 100) / 0.25
= 400 мл
„„
3. Пресметајте го волуменот на вода што треба да се додаде:
„„
Количина на додадена вода = V₂ – V₁
= 400 мл – 100 мл
= 300 мл
„„
Значи, потребно е да се додадат 300 мл вода за да се разреди растворот на H₂SO₄ од 1 M на 0.25 M.
Пример прашање 5: Реакција на таложење
Прашање:
Колку грама талог од AgCl се формираат кога 100 mL раствор од 0.1 M AgNO₃ се меша со 100 mL раствор од 0.1 M NaCl?
Решение:
Реакциите што се јавуваат:
„„
AgNO₃ + NaCl → AgCl (талог) + NaNO₃
„„
Оваа реакција се одвива во сооднос 1:1.
1. Пресметајте го бројот на молови на AgNO₃ и NaCl:
„„
Број на молови на AgNO₃ = Моларност x Волумен
= 0.1 М x 0.100 Л
= 0.01 мол
Број на молови на NaCl = Моларност x Волумен
= 0.1 М x 0.100 Л
= 0.01 мол
„„
2. Бидејќи односот на реакцијата е 1:1, бројот на формирани молови AgCl = Број на молови AgNO₃ или NaCl:
„„
Број на молови на AgCl = 0.01 мол
„„
3. Пресметајте ја масата на AgCl:
– Молекуларна тежина на AgCl = Ag (107.87) + Cl (35.45) = 143.32 g/mol
„„
Маса на AgCl = Број на молови x BM
= 0.01 мол х 143.32 г/мол
= 1.4332 гр
„„
Значи, масата на формираниот талог од AgCl е 1.4332 грама.
Заклучок
Во оваа статија се разгледани неколку примери на проблеми и решенија во врска со стехиометријата во раствор, вклучувајќи пресметување на моларност, реакции на неутрализација, титрации во киселинско-базна форма, разредување и формирање на талог. Со разбирање на овие примери, можеме подобро да разбереме како концептот на стехиометрија во раствор се применува во ситуации од реалниот свет. Стехиометријата во раствор не е важна само во проучувањето на хемијата, туку има и широка примена во различни области како што се фармацијата, биохемијата и хемиската индустрија.
