استوکیومتری- روابط کمی بین مواد واکنش دهنده.

اگر معرفها در مقادیر کاملاً مشخص وارد یک برهمکنش شیمیایی شوند و در نتیجه واکنش موادی تشکیل شود که می توان مقدار آن را محاسبه کرد، چنین واکنش هایی نامیده می شود. استوکیومتری.

قوانین استوکیومتری:

ضرایب موجود در معادلات شیمیایی قبل از فرمول ترکیبات شیمیایی نامیده می شود استوکیومتری.

تمام محاسبات با استفاده از معادلات شیمیایی بر اساس استفاده از ضرایب استوکیومتری است و با یافتن مقادیر یک ماده (تعداد مول) همراه است.

مقدار ماده در معادله واکنش (تعداد مول) = ضریب مقابل مولکول مربوطه.

N A=6.02×10 23 مول -1.

η - نسبت جرم واقعی محصول m pبه یک امکان تئوری متر t که در کسری از واحد یا به صورت درصد بیان می شود.

اگر بازده محصولات واکنش در شرایط مشخص نشده باشد، در محاسبات برابر با 100٪ (بازده کمی) در نظر گرفته می شود.

طرح محاسبه با استفاده از معادلات واکنش شیمیایی:

1. معادله یک واکنش شیمیایی را بنویسید.
2. در بالای فرمول شیمیایی مواد، مقادیر شناخته شده و ناشناخته را با واحد اندازه گیری بنویسید.
3. در فرمول شیمیایی مواد با معلوم و مجهول، مقادیر متناظر این مقادیر را که از معادله واکنش یافت می شود، یادداشت کنید.
4. یک نسبت بنویسید و حل کنید.

مثال.جرم و مقدار اکسید منیزیم تشکیل شده در طی احتراق کامل 24 گرم منیزیم را محاسبه کنید.

هنگام حل مسائل شیمی محاسباتی، لازم است بتوانیم محاسبات را با استفاده از معادله یک واکنش شیمیایی انجام دهیم. این درس به مطالعه الگوریتم محاسبه جرم (حجم، کمیت) یکی از شرکت کنندگان در واکنش از جرم شناخته شده (حجم، کمیت) شرکت کننده دیگر در واکنش اختصاص دارد.

موضوع: مواد و تبدیل آنها

درس:محاسبات با استفاده از معادله واکنش شیمیایی

بیایید معادله واکنش تشکیل آب از مواد ساده را در نظر بگیریم:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

می توان گفت که دو مولکول آب از دو مولکول هیدروژن و یک مولکول اکسیژن تشکیل می شود. از طرفی همین مدخل می گوید برای تشکیل هر دو مول آب باید دو مول هیدروژن و یک مول اکسیژن مصرف کرد.

نسبت مولی شرکت کنندگان در واکنش به مهم شدن محاسبات برای سنتز شیمیایی کمک می کند. بیایید به نمونه هایی از این گونه محاسبات نگاه کنیم.

وظیفه 1. اجازه دهید جرم آب تشکیل شده در نتیجه احتراق هیدروژن در 3.2 گرم اکسیژن را تعیین کنیم..

برای حل این مشکل، ابتدا باید یک معادله برای یک واکنش شیمیایی ایجاد کنید و شرایط داده شده مسئله را روی آن یادداشت کنید.

اگر میزان اکسیژنی را که واکنش نشان می دهد می دانستیم، می توانستیم مقدار آب را تعیین کنیم. و سپس جرم آب را با دانستن مقدار ماده و. برای یافتن مقدار اکسیژن، باید جرم اکسیژن را بر جرم مولی آن تقسیم کنید.

جرم مولی از نظر عددی برابر با جرم نسبی است. برای اکسیژن، این مقدار 32 است. اجازه دهید آن را با فرمول جایگزین کنیم: مقدار ماده اکسیژن برابر با نسبت 3.2 گرم به 32 گرم بر مول است. معلوم شد 0.1 مول است.

برای یافتن مقدار ماده آب، اجازه دهید نسبت را با استفاده از نسبت مولی شرکت کنندگان در واکنش ترک کنیم:

به ازای هر 0.1 مول اکسیژن مقدار نامعلومی آب و به ازای هر 1 مول اکسیژن 2 مول آب وجود دارد.

بنابراین مقدار ماده آب 0.2 مول است.

برای تعیین جرم آب، باید مقدار یافت شده مقدار آب را در جرم مولی آن ضرب کنید. 0.2 مول را در 18 گرم در مول ضرب می کنیم، 3.6 گرم آب می گیریم.

برنج. 1. ثبت یک شرط مختصر و حل مسئله 1

علاوه بر جرم، می توانید حجم شرکت کننده در واکنش گازی (در شرایط عادی) را با استفاده از فرمولی که برای شما شناخته شده است محاسبه کنید که بر اساس آن حجم گاز در شرایط عادی است. برابر حاصلضرب مقدار ماده گاز و حجم مولی است. بیایید به مثالی از حل یک مشکل نگاه کنیم.

وظیفه 2. بیایید حجم اکسیژن آزاد شده (در شرایط عادی) در هنگام تجزیه 27 گرم آب را محاسبه کنیم.

اجازه دهید معادله واکنش و شرایط داده شده مسئله را بنویسیم. برای یافتن حجم اکسیژن آزاد شده، ابتدا باید مقدار ماده آب را از طریق جرم پیدا کنید، سپس با استفاده از معادله واکنش، مقدار ماده اکسیژن را تعیین کنید و پس از آن می توانید حجم آن را در سطح زمین محاسبه کنید.

مقدار ماده آب برابر است با نسبت جرم آب به جرم مولی آن. مقدار 1.5 مول بدست می آوریم.

بیایید یک نسبت ایجاد کنیم: از 1.5 مول آب مقدار نامعلومی اکسیژن تشکیل می شود، از 2 مول آب 1 مول اکسیژن تشکیل می شود. بنابراین مقدار اکسیژن 0.75 مول است. بیایید حجم اکسیژن را در شرایط عادی محاسبه کنیم. برابر است با حاصل ضرب مقدار اکسیژن و حجم مولی. حجم مولی هر ماده گازی در شرایط محیطی. برابر با 22.4 l/mol. با جایگزینی مقادیر عددی به فرمول، حجم اکسیژن برابر با 16.8 لیتر را به دست می آوریم.

برنج. 2. ثبت یک شرط مختصر و حل مسئله 2

با دانستن الگوریتم حل چنین مسائلی، می توان جرم، حجم یا مقدار ماده یکی از شرکت کنندگان در واکنش را از جرم، حجم یا مقدار ماده شرکت کننده دیگر در واکنش محاسبه کرد.

1. مجموعه مسائل و تمرین های شیمی: پایه هشتم: برای کتاب های درسی. P.A. اورژکوفسکی و دیگران "شیمی. کلاس هشتم» / پ.ا. اورژکوفسکی، N.A. تیتوف، اف.ف. هگل - M.: AST: Astrel، 2006. (ص.40-48)

2. Ushakova O.V. کتاب کار شیمی: پایه هشتم: به کتاب درسی P.A. اورژکوفسکی و دیگران "شیمی. کلاس هشتم» / O.V. اوشاکووا، پی.آی. بسپالوف، پ.ا. اورژکوفسکی؛ زیر. ویرایش پروفسور P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006. (ص 73-75)

3. شیمی. کلاس هشتم. کتاب درسی برای آموزش عمومی مؤسسات / P.A. اورژکوفسکی، L.M. مشچریاکووا، م.م. شالاشووا. - M.: Astrel، 2013. (§23)

4. شیمی: پایه هشتم: کتاب درسی. برای آموزش عمومی مؤسسات / P.A. اورژکوفسکی، L.M. مشچریاکووا، ال.اس. پونتاک M.: AST: Astrel، 2005. (§29)

5. شیمی: معدنی. شیمی: کتاب درسی. برای کلاس هشتم آموزش عمومی استقرار /GE. رودزیتیس، F.G. فلدمن - M.: آموزش، OJSC "کتابهای درسی مسکو"، 2009. (ص.45-47)

6. دایره المعارف برای کودکان. جلد 17. شیمی / فصل. ed.V.A. ولودین، وید. علمی ویرایش آی. لینسون. - M.: آوانتا +، 2003.

منابع وب اضافی

2. مجموعه یکپارچه منابع آموزشی دیجیتال ().

مشق شب

1) ص 73-75 شماره 2، 3، 5از کتاب کار در شیمی: پایه هشتم: تا کتاب درسی P.A. اورژکوفسکی و دیگران "شیمی. کلاس هشتم» / O.V. اوشاکووا، پی.آی. بسپالوف، پ.ا. اورژکوفسکی؛ زیر. ویرایش پروفسور P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006.

2) ص 135 شماره 3،4از کتاب درسی P.A. اورژکوفسکی، L.M. مشچریاکووا، م.م. شالاشووا "شیمی: کلاس هشتم"، 2013

خلاصه درس "محاسبات با استفاده از معادلات شیمیایی"

1. بررسی تکالیف

به عنوان تکلیف، از شما خواسته شد که ضرایب را در معادلات واکنش قرار دهید.می توانید کارهای انجام شده را در زمان استراحت ببینید. قطعا اشتباهاتی وجود خواهد داشت.آیا همه چیز درست شد، کسی سوالی دارد؟اجازه دهید در مورد تجربه خانه خود صحبت کنند.

2. اعلام موضوع و به روز رسانی دانش

موضوع درس امروز محاسبات با استفاده از معادلات شیمیایی است. اول، بیایید همه چیزهایی را که امروز می تواند برای ما مفید باشد، به یاد بیاوریم. قبلاً در کارهای آزمایشگاهی قبلی، در تکالیف و حتی قبل از آن در مبحث ترکیبات دوتایی با معادلات شیمیایی مواجه شده بودیم. بیایید تعریف معادله یک واکنش شیمیایی را به یاد بیاوریم.

(این یک نماد متعارف از یک واکنش شیمیایی با استفاده از فرمول ها و ضرایب شیمیایی است.)

حیرت آور.

هنگام تولید هر ترکیبی، باید بدانید که برای به دست آوردن جرم مورد نیاز محصول واکنش، چه مقدار ماده اولیه مصرف کنید. برای انجام این کار، یک معادله برای واکنش شیمیایی در حال انجام، و هنگام محاسبه ایجاد کنیدتوده ها توده های مولی را در نظر می گیرند مواد و هنگام محاسبهحجم گازها ارزش را در نظر بگیریدحجم مولیگازها

چه کسی مقدار حجم مولی گازها را در شرایط عادی به خاطر می آورد؟ (22.4 لیتر در مول)

و این شرایط عادی چیست؟ (فشار 101.3 کیلو پاسکال و دما 0 o ج)

یعنی در این شرایط 1 مول گاز ANY حجم 22.4 لیتر را اشغال می کند.

در واقع، برای حل مسائل، باید چند مقدار را به خاطر بسپاریم:

جرم مولی - M (g/mol)

مقدار ماده - n (مول)

حجم - V (l)

به این ترتیب بهتر است: به یاد داشته باشید که جرم مولی از نظر عددی برابر با جرم اتمی نسبی یا جرم مولکولی نسبی یک ماده است. برای انجام این کار، باید از جدول تناوبی استفاده کنید، جایی که جرم اتمی نسبی در پایین هر "سلول" نشان داده شده است. بدون فراموش کردن قوانین گرد کردن، از کل مقدار این جرم در محاسبات استفاده می کنیم.

شیمی علمی بسیار واضح، منطقی و سازگار است، بنابراین استفاده از الگوریتمی که در کتاب درسی آمده است برای حل مسائل راحت خواهد بود. این یک توالی جهانی از اقدامات است که برای حل هر مشکلی از این نوع استفاده می شود.

لطفا کتاب درسی را باز کنید و همه با الگوریتم آشنا شویم.

(اینجا همه با هم کتاب های درسی مان را باز می کنیم، یک نفر، شاید من، الگوریتم را می خواند، بقیه دنبال می کنند تا بفهمند الان باید چه کار کنند)

به نظر گسترده می رسد، اما امیدوارم خیلی گیج کننده نباشد. بیایید سعی کنیم با یک مثال آن را بفهمیم.

وظیفه 1. برای تولید هیدروژن، آلومینیوم در اسید سولفوریک حل می شود: 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (نقطه اول الگوریتم ما). برای واکنش 10.8 گرم آلومینیوم مصرف کردیم. جرم اسید سولفوریک مصرفی را محاسبه کنید.

این همه راه حل مشکل است. سوالی دارید؟ بیایید یک بار دیگر در مورد راه حل صحبت کنیم:

معادله ای درست کرد

در بالای مواد، آنچه را که می‌دانیم و می‌خواهیم پیدا کنیم، امضا کردیم

زیر فرمول ها جرم مولی، مقدار ماده واستوکیومتریجرم ماده ( بهتر است "جرم مطابق جدول تناوبی" را نشان دهید)

یک تناسب ایجاد کرد

نسبت را حل کرد

پاسخ را ثبت کرد

بیایید یک مشکل مشابه را حل کنیم، اما با مواد گازی (در اینجا از جرم مولی ماده استفاده نمی کنیم، اما چه چیزی؟ ... حجم مولی)

مسئله 2. 25 گرم روی در اسید هیدروکلریک حل می شود، در طی واکنش شیمیایی یک گاز آزاد می شود - هیدروژن. حجم هیدروژن آزاد شده را محاسبه کنید.

بیایید بررسی کنیم که چگونه به مطالب تسلط دارید. با استفاده از همین الگوریتم، مسئله را حل کنید:

این یک واقعیت نیست که شما موفق خواهید شد:

هنگام واکنش با با استفاده از اکسیدهای زغال سنگ Fe2O3 (گزینه اول) و SnO2 (گزینه دوم) هر کدام 20 گرم Fe و Sn دریافت کردند. از هر اکسید چند گرم گرفته شد؟

لطفاً توجه داشته باشید که ما اکنون در حال محاسبه جرم مواد اولیه هستیم، نه محصولات واکنش)

(بگذارید همه آن را در یک دفترچه حل کنند و به طور انتخابی از آنها بخواهید که راه حل را نشان دهند، معادله را همه با هم روی تخته می نویسیم و همه سعی می کنند خودشان آن را حل کنند)

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO m(Fe2O3) = 160*20/2*56 = 28.5 گرم

SnO2+C=Sn+CO2 m(SnO2)= 20*151/119= 25.38 گرم

تکلیف: مطالعه مطالب کتاب درسی ص. 146-150، مشکل را حل کنید

جرم اکسید کلسیم چقدر و حجم دی اکسید کربن چقدر است (n.s.)

آیا می توان با تجزیه کربنات کلسیم به وزن 250 گرم به دست آورد؟باید به دانش آموزان داده شودمعادله آمادهبرای تکمیل این کار

الگوریتم ها را با دقت مطالعه کنید و آنها را در یک دفتر یادداشت کنید، مسائل پیشنهادی را خودتان حل کنید

I. با استفاده از الگوریتم، مسائل زیر را خودتان حل کنید:

1. مقدار ماده اکسید آلومینیوم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش آلومینیوم با مقدار 0.27 مول ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید. Al +3 O 2 = 2 Al 2 O 3).

2. مقدار ماده اکسید سدیم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش سدیم با مقدار 2.3 مول ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید. Na+ O 2 = 2 Na 2 O).

الگوریتم شماره 1

محاسبه مقدار یک ماده از مقدار مشخصی از ماده درگیر در یک واکنش.

مثال.مقدار اکسیژن آزاد شده در نتیجه تجزیه آب با مقدار ماده 6 مول را محاسبه کنید.

II. با استفاده از الگوریتم، مسائل زیر را خودتان حل کنید:

1. جرم گوگرد مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید گوگرد را محاسبه کنید ( S+ O 2 = SO 2).

2. جرم لیتیوم مورد نیاز برای به دست آوردن کلرید لیتیوم با مقدار ماده 0.6 مول (2) را محاسبه کنید. Li+ Cl 2 = 2 LiCl).

الگوریتم شماره 2

محاسبه جرم یک ماده از مقدار مشخصی از ماده دیگر درگیر در یک واکنش.

مثال:جرم آلومینیوم مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید آلومینیوم با مقدار ماده 8 مول را محاسبه کنید.

III. با استفاده از الگوریتم، مسائل زیر را خودتان حل کنید:

1. مقدار ماده سولفید سدیم را در صورت 12.8 گرم محاسبه کنید (2 Na+ S= Na 2 S).

2. مقدار ماده مس تشکیل شده را در صورت واکنش اکسید مس با هیدروژن محاسبه کنید. II) با وزن 64 گرم ( CuO+ H2= مس + H 2 O).

الگوریتم را با دقت مطالعه کنید و در دفترچه یادداشت کنید.

الگوریتم شماره 3

محاسبه مقدار یک ماده از جرم شناخته شده یک ماده دیگر درگیر در یک واکنش.

مثال.محاسبه مقدار ماده اکسید مس (من اگر مس با وزن 19.2 گرم با اکسیژن واکنش دهد.

الگوریتم را با دقت مطالعه کنید و در دفترچه یادداشت کنید.

IV. با استفاده از الگوریتم، مسائل زیر را خودتان حل کنید:

1. جرم اکسیژن مورد نیاز برای واکنش با آهن با وزن 112 گرم را محاسبه کنید.

(3 Fe+4 O 2 = Fe 3 O 4).

الگوریتم شماره 4

محاسبه جرم یک ماده از جرم شناخته شده ماده دیگر شرکت کننده در واکنش

مثال.جرم اکسیژن مورد نیاز برای احتراق فسفر را با وزن 0.31 گرم محاسبه کنید.

وظایف برای راه حل مستقل

1. مقدار ماده اکسید آلومینیوم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش آلومینیوم با ماده 0.27 مول با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید. Al +3 O 2 = 2 Al 2 O 3).

2. مقدار ماده اکسید سدیم تشکیل شده در نتیجه برهمکنش سدیم با مقدار 2.3 مول ماده با مقدار کافی اکسیژن را محاسبه کنید. Na+ O 2 = 2 Na 2 O).

3. محاسبه جرم گوگرد مورد نیاز برای بدست آوردن اکسید گوگرد ( IV) مقدار ماده 4 مول ( S+ O 2 = SO 2).

4. جرم لیتیوم مورد نیاز برای بدست آوردن کلرید لیتیوم با مقدار ماده 0.6 مول (2) را محاسبه کنید. Li+ Cl 2 = 2 LiCl).

5. مقدار سولفید سدیم را اگر گوگرد با وزن 12.8 گرم (2 Na+ S= Na 2 S).

6. در صورت واکنش اکسید مس با هیدروژن، مقدار مس تشکیل شده را محاسبه کنید. II) با وزن 64 گرم ( CuO+ H2=

با کمک ضرایب استوکیومتری، طرح یک واکنش شیمیایی به معادله آن تبدیل می شود، که به صراحت قانون بقای تعداد اتم های هر نوع را در طول انتقال از مواد شروع کننده (معرف ها) به محصولات واکنش منعکس می کند.

ضرایب استوکیومتری به ما اجازه می دهد تا بر اساس قانون زیر رابطه ای بین مقادیر مواد شرکت کننده در واکنش برقرار کنیم:

ضرایب در یک معادله شیمیایی را مشخص می کندمولر نسبت ها (نسبت هایی) که در آن مواد اولیه (معرف ها) واکنش نشان می دهند و محصولات واکنش تشکیل می شوند.

به عنوان مثال، واکنش سنتز آمونیاک را در نظر بگیرید:

3H 2 + N 2 = 2NH 3،

که با توجه به قاعده فوق می توانیم برای آن بنویسیم

که در آن شاخص ها "ex" هستند. و "آر" مربوط به مقادیر مواد واکنش داده شده و تشکیل شده است. آخرین رابطه را می توان به شکل دیگری ارائه کرد:

الف) برای مواد H 2 و N 2:

یا به شکل دیگری
;

ب) برای مواد H 2 و NH 3:
یا
;

ج) برای مواد N 2 و NH 3:
یا
.

به راحتی می توان فهمید که همه نسبت ها را می توان ترکیب کرد و به صورت زیر نوشت:

=
.

آخرین برابری است معادله محاسباتی پایه، اتصال مقادیر مواد واکنش داده شده و محصولات حاصل از واکنش. در صورت لزوم، جرم ها و حجم های شرکت کنندگان در واکنش را می توان از شرایط مسئله با استفاده از روابط معمول وارد این معادله کرد.

مثلا برای واکنش

4FeS 2 (t) + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 (t) + 8SO 2 (g)

معادله اصلی محاسبه به صورت زیر است:

و اگر جرم‌هایی را که معمولاً در مسائل برای جامدات و حجم‌ها برای گازها مشخص می‌شود وارد کنیم، به شکل زیر در می‌آید:

روش محاسبهاستفاده از معادله طراحی اولیه یک واکنش شیمیایی شامل چندین نکته کلی است:

1) اول از همه، ماده حمایت کننده تعیین می شود،مقداری که تمام محاسبات بعدی توسط آن انجام می شود. در بیان مسئله، جرم یا حجم یا غلظت برای آن مشخص شده است که به نوبه خود به شما امکان می دهد تعداد مول های ماده پشتیبان را محاسبه کنید. به عنوان یک قاعده، این خیلی دشوار نیست، اما استثنا در مورد مشکلات به اصطلاح بیش از حد و کمبود اعمال می شود، زمانی که ماده حمایت کنندهنیاز به انتخاب دو تا اصلیواقعیت این است که هنگام تهیه یک مخلوط واکنش، مواد اولیه را می توان به هر نسبتی مخلوط کرد، اما آنها همیشه با نسبت های کاملاً تعریف شده با یکدیگر واکنش می دهند، که ضرایب استوکیومتری را برای آنها در معادله واکنش شیمیایی ایجاد می کند. در این شرایط، شرایطی کاملاً امکان پذیر است که یکی از مواد اولیه کاملاً واکنش نشان دهد، اما بخشی از دیگری بدون واکنش باقی بماند و سپس بگویند ماده اول نسبت به ماده دوم و برعکس ماده دوم در کمبود مصرف می شود. نسبت به اولی بیش از حد است. در این مورد، ماده شروعی که در کمبود مصرف می شود باید به عنوان یک ماده حمایت کننده انتخاب شود، زیرا این مقدار آن است که هم تکمیل واکنش و هم مقدار محصولات تشکیل شده را تعیین می کند.

اگر مشکل حاوی داده (جرم، حجم و غیره) برای هر دو ماده اولیه باشد، چگونه یک ماده پشتیبان را تعیین کنیم؟ اجازه دهید دو ماده A و B واکنش نشان دهند

aA + bB → محصولات واکنش،

و مقادیر اولیه این مواد  0 (A) و  0 (B) را می توان از شرایط مسئله محاسبه کرد.

برای پاسخ به این سوال باید دو عدد را با هم مقایسه کنید
، که در آن سه گزینه ممکن است:

من var.
، سپس مخلوط واکنش اولیه استوکیومتری نامیده می شود و هر یک از آنها - A یا B - می تواند به عنوان یک ماده حمایت کننده انتخاب شود.

II var.
سپس ماده A بیش از حد گرفته می شود و ماده B پشتیبان خواهد بود.

III var.
، سپس ماده B بیش از حد خواهد بود و ماده A پشتیبانی کننده خواهد بود.

پایان واکنش های شیمیایی برگشت ناپذیر در نوع اول در لحظه ناپدید شدن همزمان هر دو ماده اولیه رخ می دهد و در دو مورد دیگر - در لحظه ناپدید شدن ماده مصرف شده در کمبود و در مخلوط نهایی مواد همراه با در محصولات واکنش، بقایای واکنش نداده از ماده به مقدار زیاد وجود خواهد داشت.

2) از معادله محاسباتی اصلی یک ساده به دست می آید قانون برای تعیین تعداد خالبا توجه به تعداد مول های ماده پشتیبان، مواد اولیه و محصولات حاصل واکنش نشان دادند:

برای تعیین تعداد مول های ماده ای که در یک واکنش واکنش داده یا تشکیل می شود، باید تعداد مول های ماده مرجع را بر ضریب استوکیومتری آن تقسیم کرد و این نتیجه را در ضریب استوکیومتری ماده در حال تعیین ضرب کرد.

برای واکنش 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ،

در جایی که ماده پشتیبان، به عنوان مثال، آلومینیوم است، می توانیم بنویسیم:

با تعیین مقادیر مواد مورد علاقه ما، محاسبه جرم، حجم و غلظت آنها آسان است، یعنی آن ویژگی های شرکت کنندگان در یک واکنش شیمیایی که در بیان مسئله ظاهر می شود.

بنابراین، طرح محاسبه کلی برای معادله واکنش شیمیایی را می توان به صورت زیر ارائه کرد:

واکنش برگشت ناپذیر

اجازه دهید و مقادیر اولیه معرف های A و B و
، یعنی پس ماده A بیش از حد مصرف می شود

آ A+ V B = با C + د D

واکنش برگشت پذیر

در این حالت، واکنش با برقراری تعادل شیمیایی پایان می‌یابد و مخلوط تعادلی حاوی محصولات واکنش و بقیه مواد اولیه است. فرض کنید تا زمانی که تعادل برقرار شود، برای مثال، ایکسپس مول محصول C یک ماده پشتیبان است

آ A+ Vب  با C + د D

مثال 1.محلولی حاوی 20.0 گرم هیدروکسید سدیم 6.72 لیتر دی اکسید کربن (n.o.) را جذب کرد. محصولات واکنش و مقدار آنها را تعیین کنید.

هنگامی که یک محلول قلیایی اکسیدهای اسیدی (CO 2 , SO 2 , P 2 O 5 و غیره ) یا ترکیبات هیدروژنی (H 2 S و غیره) را که مربوط به اسیدهای پلی بازیک هستند در مرحله اول با مقدار قلیایی اضافی جذب می کند. همیشه نمک های متوسطی تشکیل می شوند که در مرحله دوم در صورت وجود معرف جذب شده به طور جزئی یا کامل به نمک های اسیدی تبدیل می شوند:

CO 2 (گاز) + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

دی اکسید کربن باقیمانده با کربنات سدیم واکنش می دهد:

Na 2 CO 3 + CO 2 (گاز) + H 2 O = 2 NaHCO 3

بنابراین، محلول حاوی مخلوطی از نمک است: 0.1 mol NaHCO 3 و 0.2 mol Na 2 CO 3.

مثال 2. 6 گرم هیدروکسید سدیم به یک لیوان با 200 میلی لیتر محلول اسید فسفریک با غلظت مولی 0.5 مول در لیتر اضافه شد. ترکیب محلول را پس از پایان واکنش مشخص کنید.

هنگام خنثی سازی اسیدهای پلی بازیک با قلیایی (NaOH، KOH، NH 3 و غیره)، اتم های هیدروژن به طور متوالی با یک گروه فلز یا آمونیوم جایگزین می شوند و ترکیب محصولات واکنش به نسبت مقادیر معرف ها بستگی دارد. در مورد ما، اگر - NaH 2 PO 4 تشکیل شود. اگر 1: 2، سپس Na 2 HPO 4 و اگر 1: 3، سپس Na 3 PO 4. در موارد میانی، مخلوطی از نمک ها رخ می دهد.

بیایید مقادیر اولیه معرف ها را پیدا کنیم: ;
, - یک گزینه میانی بین 1: 1 و 1: 2 وجود دارد، بنابراین واکنش در دو مرحله رخ می دهد:

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

بنابراین، در محلول پس از واکنش، مخلوطی از نمک ها وجود دارد - هر کدام 0.05 مول NaH 2 PO 4 و Na 2 HPO 4.

موفقیت در انجام محاسبات با استفاده از زنجیره معادلات شیمیاییدر موردی که حاصلضرب یک واکنش ماده اولیه برای واکنش دیگر باشد، به انتخاب صحیح ترتیب انتقال از یک معادله به معادله دیگر بستگی دارد. با انتخاب یک ماده پشتیبان با توجه به شرایط مشکل، استفاده از فلش ها برای نشان دادن توالی محاسبه راحت است، به یاد داشته باشید که ماده به دست آمده در واکنش قبلی به همان مقدار در واکنش بعدی استفاده می شود، اگر البته، هیچ تلفاتی در طول کل فرآیند چند مرحله ای وجود ندارد و بازده هر واکنش 100٪ است.

مثال 3.چند لیتر کلر و هیدروژن (n.s.) مورد نیاز است تا کلرید هیدروژن به دست آید که قادر به خنثی کردن محلول قلیایی تشکیل شده در هنگام حل شدن 13.7 گرم باریم در آب باشد.

بیایید معادلات همه واکنش ها را بسازیم و از فلش ها برای نشان دادن دنباله محاسبات استفاده کنیم:

ماده حمایت کننده باریم و مقدار آن

(Ba) =
.

زنجیره محاسبات:

معادله (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

معادله (II) - (HCl / II)=> معادله (III) –

(Cl 2) =(H 2) =
,

سپس V(H 2) = V(Cl 2) = 0.1 mol · 22.4 l/mol = 2.24 l.

هنگام تصمیم گیری مشکلات مربوط به مخلوط موادقبل از هر چیز لازم است که هر یک از اجزای مخلوط به طور جداگانه تمام واکنش های شیمیایی را که می تواند در آن شرکت کند مطابق با شرایط مشکل ثبت کند. مواد مخلوط اولیه معمولاً به عنوان مواد پشتیبان انتخاب می شوند و مقادیر آنها (تعداد مول) به عنوان مجهول تعیین می شود - x، y، z، ....، و سپس معادلات تعادل مواد با توجه به تعداد، جرم یا ترسیم می شود. حجم (برای گازها) شرکت کنندگان در واکنش های شیمیایی، که در آن دو مورد آخر باید بر حسب مجهولات بیان شوند. تعداد معادلات تعادل باید با تعداد مجهولات برابر باشد. در مرحله آخر، سیستم معادلات جبری حاصل حل می شود.

مثال 4.احتراق 13.44 لیتر (تعداد) مخلوطی از هیدروژن، متان و مونوکسید کربن 8.96 لیتر دی اکسید کربن و 14.4 گرم آب تولید کرد. مقدار گازهای موجود در مخلوط را تعیین کنید.

معادلات واکنش:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O (I)

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (II)

2CO + O 2 = 2CO 2 (III)

مواد پشتیبان - CH 4، H 2 و CO. بیایید مقدار آنها را تعیین کنیم

ν(H 2) = x; ν(СH 4) = y; ν(CO) = z.

بیایید بر اساس تعداد مجهولات سه معادله تعادل ایجاد کنیم:

الف) تعادل بر حسب حجم مخلوط:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13.44 لیتر، مجهولات را در آن وارد کنید:

xV m + yV m + zV m = 13.44 یا x + y + z =
0.6 مول؛

ب) تعادل با مقدار CO 2:

ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν کل. (CO 2)، اما

;

ν(CO 2 / II) = ν(CH 4) = y; ν(CO 2 / III) =
z، سپس y + z = 0.4.

ج) مانده به مقدار H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν کل. (H 2 O)، اما

,

;
,

سپس x + 2y = 0.8.

بنابراین، ما یک سیستم معادلات فرم را دریافت می کنیم

,

که به راحتی به صورت شفاهی حل می شود

x = 0.2 مول؛ y = 0.3 مول؛ z = 0.1 مول.