ස්ටොයිකියෝමිතිය සාකච්ඡා කරන උදාහරණ ප්රශ්න: මූලික කරුණු සහ එහි යෙදුම් අවබෝධ කර ගැනීම
ස්ටොයිකියෝමිතිකය යනු රසායනික ප්රතික්රියාවක ප්රතික්රියාකාරක සහ නිෂ්පාදන අතර ප්රමාණාත්මක අනුපාත අධ්යයනය කරන රසායන විද්යාවේ ශාඛාවකි. මූලික වශයෙන්, ස්ටොයිකියෝමිතිකය ඇන්ටොයින් ලැවෝසියර් විසින් මුලින්ම යෝජනා කරන ලද ස්කන්ධ සංරක්ෂණ නීතියට සමීපව සම්බන්ධ වේ. මෙම විද්යාව රසායන විද්යාවේ බොහෝ සංකල්ප සඳහා පදනම සාදයි, සරල ප්රතික්රියා වල සිට සංකීර්ණ කාර්මික ක්රියාවලීන් දක්වා. මෙම ලිපිය ස්ටොයිකියෝමිතික ගැටළු සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් සහ ඒවායේ පැහැදිලි කිරීම් සහ විසඳුම් සමඟ සාකච්ඡා කරනු ඇත.
උදාහරණ 1: හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් ප්රතික්රියා කිරීම
ප්රශ්නය: හයිඩ්රජන් ග්රෑම් 4 (H₂) සහ ඔක්සිජන් ග්රෑම් 32 (O₂) අතර ප්රතික්රියාවෙන් සෑදෙන ජල අණු ගණන ගණනය කරන්න.
සාකච්ඡාව:
1. ප්රතික්රියා සමීකරණය ලිවීම:
හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් අතර ජලය සෑදීමේ ප්රතික්රියාව පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:
\[ 2H₂ + O₂ \rightarrow 2H₂O \]
2. මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කිරීම:
හයිඩ්රජන් (H₂) හි මවුලික ස්කන්ධය 2 g/mol වන අතර ඔක්සිජන් (O₂) හි මවුලික ස්කන්ධය 32 g/mol වේ. ජලය (H₂O) හි මවුලික ස්කන්ධය 18 g/mol වේ.
3. ප්රතික්රියකවල මවුල ගණන ගණනය කිරීම:
හයිඩ්රජන් මවුල ගණන:
\[ \පෙළ{mol H₂} = \frac{\පෙළ{ස්කන්ධය}}{\පෙළ{මවුලර් ස්කන්ධය}} = \frac{4}{2} = 2 \පෙළ{mol} \]
ඔක්සිජන් මවුල ගණන:
\[ \පෙළ{mol O₂} = \frac{\පෙළ{ස්කන්ධය}}{\පෙළ{මවුලර් ස්කන්ධය}} = \frac{32}{32} = 1 \පෙළ{mol} \]
4. සීමාකාරී ප්රතික්රියාකාරකය තීරණය කරන්න:
ප්රතික්රියා සමීකරණයට අනුව, H₂ මවුල 2ක් O₂ මවුල 1ක් සමඟ ප්රතික්රියා කරයි. මෙහිදී, සමීකරණයේ ස්ටොයිකියෝමිතියට අනුව, හයිඩ්රජන් (මවුල 2ක්) ඔක්සිජන් මවුල 1ක් සමඟ ගැලපේ.
5. නිෂ්පාදන ගණන ගණනය කිරීම:
ප්රතික්රියා සමීකරණයෙන්, H₂ මවුල 2ක් H₂O මවුල 2ක් නිපදවයි. අපට H₂ මවුල 2ක් ඇති බැවින්, එය සෑදෙන්නේ:
\[ 2 \text{ මවුල H₂O} = 2 \times 6,022 \times 10^{23} \text{ අණු} = 1,2044 \times 10^{24} \text{ අණු} \]
උදාහරණ ප්රශ්නය 2: ප්රොපේන් දහනය
ප්රශ්නය: ප්රොපේන් (C₃H₈) ග්රෑම් 44ක් සම්පූර්ණයෙන්ම දහනය වුවහොත් STP තත්ත්වයන් යටතේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වායුව (CO₂) කොපමණ ප්රමාණයක් නිපදවනු ඇත්ද?
සාකච්ඡාව:
1. ප්රතික්රියා සමීකරණය ලිවීම:
ප්රොපේන් පරිපූර්ණ දහනය වන්නේ:
\[ C₃H₈ + 5O₂ \දකුණු ඊතලය 3CO₂ + 4H₂O \]
2. මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කිරීම:
ප්රොපේන් (C₃H₈) හි මවුලික ස්කන්ධය 44 g/mol වේ. එබැවින්, ප්රොපේන් මවුල ගණන:
\[ \පෙළ{mol C₃H₈} = \frac{44}{44} = 1 \පෙළ{mol} \]
3. ස්ටොයිකියෝමිතික සංසන්දනයන් බැලීම:
රසායනික සමීකරණයට අනුව, C₃H₈ 1 mol එකක් CO₂ 3 mol නිපදවයි.
4. CO₂ පරිමාව ගණනය කිරීම:
STP (සම්මත උෂ්ණත්ව හා පීඩන) තත්වයන් යටතේ, වායු මවුලයක පරිමාව ලීටර් 22,4 කි. එබැවින් නිපදවන CO₂ පරිමාව:
\[ \පෙළ{පරිමාව CO₂} = 3 \පෙළ{ mol} \times 22,4 \පෙළ{ L/mol} = 67,2 \පෙළ{ L} \]
උදාහරණ ප්රශ්නය 3: අම්ල-පාදක අනුමාපන ප්රතික්රියාව
ප්රශ්නය: 0,1 M HCl ද්රාවණයෙන් 50 mL උදාසීන කිරීමට 0,1 M NaOH ද්රාවණයේ පරිමාව කොපමණද?
සාකච්ඡාව:
1. ප්රතික්රියා සමීකරණය ලිවීම:
NaOH සහ HCl අතර ප්රතික්රියාව:
\[ NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H₂O \]
2. HCl මවුල ගණන ගණනය කිරීම:
\[ \text{mol HCl} = M \times V = 0,1 \text{ M} \times 0,050 \text{ L} = 0,005 \text{ mol} \]
3. NaOH හි මවුල ගණන ගණනය කිරීම:
ප්රතික්රියා සමීකරණයෙන්, NaOH මවුලයක් HCl මවුලයක් සමඟ ප්රතික්රියා කරයි. එබැවින්, අවශ්ය NaOH මවුල ද මවුල 0,005 කි.
4. NaOH පරිමාව ගණනය කිරීම:
\[ \පෙළ{NaOH පරිමාව} = \frac{\පෙළ{mol}}{M} = \frac{0,005 \පෙළ{ mol}}{0,1 \පෙළ{ M}} = 0,050 \පෙළ{ L} = 50 \පෙළ{ mL} \]
උදාහරණ ප්රශ්නය 4: මුදා හැරීමේ ප්රතික්රියාකාරකයක් සමඟ ප්රතික්රියාව
ප්රශ්නය: කැල්සියම් කාබනේට් (CaCO₃) ග්රෑම් 10 ක් 1 M HCl ද්රාවණයක මිලි ලීටර් 100 ක් සමඟ ප්රතික්රියා කළහොත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO₂) ග්රෑම් කීයක් නිපදවේ ද?
සාකච්ඡාව:
1. ප්රතික්රියා සමීකරණය ලිවීම:
CaCO₃ සහ HCl අතර ප්රතික්රියාව:
\[ CaCO₃ + 2HCl \දකුණු ඊතලය CaCl₂ + H₂O + CO₂ \]
2. මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කිරීම:
CaCO₃ හි මවුලික ස්කන්ධය 100 g/mol වන අතර HCl 36,5 g/mol වේ.
3. ප්රතික්රියකවල මවුල ගණන ගණනය කිරීම:
\[ \පෙළ{mol CaCO₃} = \frac{10 \පෙළ{ g}}{100 \පෙළ{ g/mol}} = 0,1 \පෙළ{ mol} \]
\[ \පෙළ{mol HCl} = 1 \පෙළ{ M} \වරක් 0,1 \පෙළ{ L} = 0,1 \පෙළ{ mol} \]
4. සීමාකාරී ප්රතික්රියාකාරකය තීරණය කරන්න:
ප්රතික්රියා සමීකරණය මත පදනම්ව, CaCO₃ 1 mol HCl 2 mol සමඟ ප්රතික්රියා කරයි. මෙහිදී, CaCO₃ යනු සීමාකාරී ප්රතික්රියාකාරකය වන අතර, CaCO₃ 0,1 mol සඳහා HCl 0,2 mol අවශ්ය වන අතර, අප සතුව ඇත්තේ HCl 0,1 mol පමණි.
5. නිෂ්පාදන ගණන ගණනය කිරීම:
0,1 mol HCl සමඟ, CaCO₃ 0,05 mol පමණක් ප්රතික්රියා කර 0,05 mol CO₂ නිපදවයි.
6. CO₂ ස්කන්ධය ගණනය කිරීම:
CO₂ හි මවුලික ස්කන්ධය 44 g/mol වේ. එබැවින්, නිපදවන CO₂ ස්කන්ධය:
\[ \පෙළ{CO₂ ස්කන්ධය} = 0,05 \පෙළ{ mol} \times 44 \පෙළ{ g/mol} = 2,2 \පෙළ{ g} \]
නිගමනය
ස්ටොයිකියෝමිතිය තේරුම් ගැනීම සඳහා මවුලික ස්කන්ධය, රසායනික ප්රතික්රියා සමීකරණ සහ මවුල සංකල්පය පිළිබඳ මූලික දැනුමක් අවශ්ය වේ. විවිධ උදාහරණ ගැටළු සමඟ පුහුණුවීම රසායනික ප්රතික්රියා වලදී ප්රතික්රියාකාරක සහ නිෂ්පාදන අතර සම්බන්ධතාවය පිළිබඳ අවබෝධය ශක්තිමත් කිරීමට උපකාරී වේ. ස්ටොයිකියෝමිතිය පිළිබඳ සංකල්පය පැහැදිලි කිරීම සඳහා සරල සිට සීමිත ප්රතික්රියාකාරක සම්බන්ධ ඒවා දක්වා විවිධ ප්රතික්රියා වර්ග ආවරණය කරන උදාහරණ ගැටළු කිහිපයක් මෙම ලිපියෙන් ඉදිරිපත් කෙරේ.
