Намунаи саволи баҳсӣ дар бораи стехиометрияи ҳал
Стехиометрия як соҳаи химия аст, ки муносибати миқдории байни реактивҳо ва маҳсулотро дар реаксияи химиявӣ меомӯзад. Стехиометрияи маҳлул мушаххастар аст, зеро он ба реаксияҳои кимиёвӣ, ки дар ҳалкунанда, одатан об, ба амал меоянд, тамаркуз мекунад. Дар ин мақола, мо барои беҳтар фаҳмидани ин мафҳум, мисолҳои масъалаҳои марбут ба стехиометрияи маҳлулро баррасӣ хоҳем кард.
Мафҳумҳои асосии стехиометрияи маҳлул
Пеш аз он ки мо ба саволҳои намунавӣ гузарем, баъзе мафҳумҳои асосӣ мавҷуданд, ки мо бояд онҳоро дарк кунем:
1. Молярӣ (M): Консентратсияи маҳлул бо молярӣ ифода карда мешавад. Молярӣ шумораи молҳои моддаи ҳалшуда дар як литр маҳлул (моль/л) мебошад.
2. Мол: Воҳиди миқдори моддае, ки дар он зарраҳои рақами Авогадро (6.022 x 10²³) мавҷуданд.
3. Ҳаҷми маҳлул: Одатан бо литр (л) чен карда мешавад.
Бо ин фаҳмиши асосӣ, мо омодаем ба мисолҳои масъалаҳо ва роҳҳои ҳалли онҳо гузарем.
Намунаи саволи 1: Ҳисоб кардани молярияти маҳлул
Савол:
Бо назардошти он, ки 5 грамм NaCl (хлориди натрий) дар 250 мл об ҳал шудааст, молярияти маҳлули NaCl чанд аст?
Ҳалли масъала:
1. Шумораи молҳои NaCl-ро ҳисоб кунед:
– Вазни молекулавӣ (ВМ)-и NaCl: Na (23) + Cl (35.5) = 58.5 г/мол
– Шумораи молҳо = Масса / БМ
""
Шумораи молҳои NaCl = 5 г / 58.5 г/мол ≈ 0.0855 мол
""
2. Ҳаҷми маҳлулро аз мл ба л табдил диҳед:
""
Ҳаҷми маҳлул = 250 мл = 0.250 л
""
3. Моляриятро (M) ҳисоб кунед:
""
Молярӣ (M) = Шумораи молҳо / Ҳаҷми маҳлул
= 0.0855 мол / 0.250 л
≈ 0.342 М
""
Пас, молярияти маҳлули NaCl 0.342 М аст.
Намунаи саволи 2: Реаксияи бетарафкунӣ
Савол:
Барои безарар гардонидани 50 мл маҳлули 0.1 М NaOH чӣ қадар ҳаҷм маҳлули 0.5 М HCl лозим аст?
Ҳалли масъала:
Реаксияҳое, ки ба амал меоянд:
""
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
""
Ин реаксия бо таносуби 1:1 сурат мегирад.
1. Шумораи молҳои NaOH-ро ҳисоб кунед:
""
Шумораи молҳои NaOH = Молярӣ x Ҳаҷм
= 0.1 М x 0.050 Л
= 0.005 мол
""
2. Азбаски таносуби реаксия 1:1 аст, шумораи молҳои HCl = шумораи молҳои NaOH = 0.005 мол.
3. Ҳаҷми зарурии маҳлули HCl-ро ҳисоб кунед:
""
Ҳаҷми HCl = Шумораи молҳо / Молярӣ
= 0.005 мол / 0.5 М
= 0.01 л (ё 10 мл)
""
Пас, ҳаҷми маҳлули 0.5 М HCl 10 мл аст.
Намунаи саволи 3: Титркунии кислота-асосӣ
Савол:
Маҳлули 25 мл CH₃COOH (кислотаи сирко) бо маҳлули 0.1 М NaOH то нуқтаи эквивалентӣ титр карда мешавад. Барои расидан ба нуқтаи эквивалентӣ 30 мл маҳлули NaOH лозим аст. Молярияти маҳлули CH₃COOH-ро ҳисоб кунед.
Ҳалли масъала:
Реаксияҳое, ки ба амал меоянд:
""
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
""
Ин реаксия низ бо таносуби 1:1 сурат мегирад.
1. Шумораи молҳои NaOH-и истифодашударо ҳисоб кунед:
""
Шумораи молҳои NaOH = Молярӣ x Ҳаҷм
= 0.1 М x 0.030 Л
= 0.003 мол
""
2. Шумораи молҳои CH₃COOH ба шумораи молҳои NaOH-и реаксияшуда баробар аст (таносуби 1:1):
""
Шумораи молҳои CH₃COOH = 0.003 мол
""
3. Молярияти CH₃COOH-ро ҳисоб кунед:
""
Молярӣ (M) = Шумораи молҳо / Ҳаҷм
= 0.003 мол / 0.025 л
= 0.12 М
""
Пас, молярияти маҳлули CH3₃COOH 0.12 М аст.
Намунаи саволи 4: Об кардани маҳлул
Савол:
Барои об кардани 100 мл маҳлули 1 М H₂SO₄ чӣ қадар об илова кардан лозим аст, то ки консентратсияи он ба 0.25 М баробар шавад?
Ҳалли масъала:
1. Формулаи обшавиро истифода баред (M₁V₁ = M₂V₂):
– M₁ = 1 M
– V₁ = 100 мл
– М₂ = 0.25 М
2. V₂-ро ҳисоб кунед:
""
M₁V₁ = M₂V₂
1 M x 100 мл = 0.25 M x V₂
V₂ = (1 x 100) / 0.25
= 400 мл
""
3. Ҳаҷми оби иловашударо ҳисоб кунед:
""
Ҳаҷми оби иловашуда = V₂ – V₁
= 400 мл – 100 мл
= 300 мл
""
Пас, барои об кардани маҳлули H₂SO₄ аз 1 М то 0.25 М 300 мл об илова кардан лозим аст.
Намунаи саволи 5: Реаксияи боришот
Савол:
Ҳангоми омехта кардани 100 мл маҳлули 0.1 М AgNO₃ бо 100 мл маҳлули 0.1 М NaCl чанд грамм таҳшиншавии AgCl ҳосил мешавад?
Ҳалли масъала:
Реаксияҳое, ки ба амал меоянд:
""
AgNO₃ + NaCl → AgCl (боришот) + NaNO₃
""
Ин реаксия бо таносуби 1:1 сурат мегирад.
1. Шумораи молҳои AgNO₃ ва NaCl-ро ҳисоб кунед:
""
Шумораи молҳои AgNO₃ = Молярӣ x Ҳаҷм
= 0.1 М x 0.100 Л
= 0.01 мол
Шумораи молҳои NaCl = Молярӣ x Ҳаҷм
= 0.1 М x 0.100 Л
= 0.01 мол
""
2. Азбаски таносуби реаксия 1:1 аст, шумораи молҳои AgCl-и ҳосилшуда = Шумораи молҳои AgNO₃ ё NaCl:
""
Шумораи молҳои AgCl = 0.01 мол
""
3. Массаи AgCl-ро ҳисоб кунед:
– Вазни молекулавии AgCl = Ag (107.87) + Cl (35.45) = 143.32 г/мол
""
Массаи AgCl = Шумораи молҳо x BM
= 0.01 мол x 143.32 г/мол
= 1.4332 г
""
Пас, массаи таҳшини AgCl 1.4332 граммро ташкил медиҳад.
Хулоса
Дар ин мақола якчанд мисолҳои масъалаҳо ва роҳҳои ҳалли марбут ба стехиометрияи маҳлулҳо, аз ҷумла ҳисоб кардани молярӣ, реаксияҳои бетарафкунӣ, титратсияи кислота-асос, обшавӣ ва ташаккули таҳшинҳо баррасӣ шудаанд. Бо дарки ин мисолҳо, мо метавонем беҳтар дарк кунем, ки чӣ гуна мафҳуми стехиометрияи маҳлул дар вазъиятҳои воқеӣ татбиқ мешавад. Стехиометрияи маҳлул на танҳо дар омӯзиши химия муҳим аст, балки дар соҳаҳои гуногун, аз қабили дорусозӣ, биохимия ва саноати кимиё низ татбиқи васеъ дорад.
