Сума стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні дорівнює. Стехіометрія – це основа для хімічних розрахунків

При складанні рівнянь окисно-відновних реакцій необхідно дотримуватися двох наступних важливих правил:

Правило 1: У будь-якому іонному рівнянні повинне дотримуватися збереження зарядів. Це означає, що сума всіх зарядів у лівій частині рівняння («ліворуч») має збігатися із сумою всіх зарядів у правій частині рівняння («праворуч»). Це правило відноситься до будь-яких іонних рівнянь як для повних реакцій, так і для напівреакцій.

Заряди зліва

Правило 2: Число електронів, що втрачаються в окислювальній напівреакції, повинно дорівнювати числу електронів, що придбаваються в відновлювальній напівреакції. Наприклад, у першому прикладі, наведеному на початку даного розділу (реакція між залізом і гідратованими іонами двовалентної міді), число електронів, що втрачаються в окислювальній напівреакції, дорівнює двом:

Отже, число електронів, що придбаваються у відновлювальній напівреакції, теж має дорівнювати двом:

Для складання рівняння повної окислювально-відновної рекції із рівнянь двох напівреакцій може використовуватися така процедура:

1. Рівняння кожної з двох напівреакцій балансуються окремо, причому для виконання зазначеного вище правила 1 до лівої або правої частини кожного рівняння додається відповідне число електронів.

2. Рівняння обох напівреакцій балансуються по відношенню один до одного, так щоб число електронів, що втрачаються в одній реакції, дорівнювало числу електронів, що придбаваються в іншій напівреакції, як цього вимагає правило 2.

3. Рівняння обох напівреакцій підсумовують для отримання повного рівняння окисно-відновної реакції. Наприклад, підсумовуючи рівняння двох наведених вище напівреакцій і видаляючи з лівої та правої частини отриманого рівняння

рівну кількість електронів, знаходимо

Збалансуємо рівняння наведених нижче напівреакцій і складемо рівняння окислювально-відновної реакції окислення водного розчину будь-якої солі двовалентного заліза в сіль тривалентного заліза за допомогою кислого розчину калію.

Стадія 1. Збалансуємо спочатку окремо рівняння кожної з двох напівреакцій. Для рівняння (5) маємо

Щоб збалансувати обидві сторони цього рівняння, необхідно додати до його лівої частини п'ять електронів або відняти стільки ж електронів з правої частини. Після цього отримаємо

Це дозволяє записати наступне збалансоване рівняння:

Оскільки до лівої частини рівняння довелося додавати електрони, воно описує відновлювальну напівреакцію.

Для рівняння (6) можна записати

Щоб збалансувати це рівняння, можна додати один електрон до його правої частини. Тоді

Стехіометрія включає знаходження хімічних формул, складання рівнянь хімічних реакцій, розрахунки, що застосовуються в препаративній хімії та хімічному аналізі.

У той самий час багато неорганічні сполуки з різних причин може мати змінний склад (бертоліди). Речовини, для яких спостерігаються відхилення від законів стехіометрії, називають нестехіометричними. Так, оксидтитану(II) має змінний склад , в якому на один атом титану може припадати від 0,65 до 1,25 атомів кисню. Натрієвольфрамова бронза (що відноситься до оксидних бронз вольфрамат натрію) у міру видалення з неї натрію змінює свій колір від золотисто-жовтого (NaWO 3) до темного синьо-зеленого (NaO 3WO 3), проходячи через проміжні червоний і фіолетовий. І навіть хлорид натрію може мати нестехіометричний склад, набуваючи синій колір при надлишку металу. Відхилення від законів стехіометрії спостерігаються для конденсованих фаз і пов'язані з утворенням твердих розчинів (для кристалічних речовин), з розчиненням в рідині надлишку компонента реакції або термічної диссоціацією утворюється з'єднання (в рідкій фазі, в розплаві).

Якщо вихідні речовини вступають у хімічну взаємодію в строго певних співвідношеннях, а в результаті реакції утворюються продукти, кількість яких піддається точному розрахунку, то такі реакції називаються стехіометричними, а описують їх хімічні рівняння - стехіометричними рівняннями. Знаючи відносні молекулярні маси різних сполук, можна розрахувати, у яких співвідношеннях ці сполуки будуть реагувати. Мольні співвідношення між речовинами - учасниками реакції показують коефіцієнти, які називають стехіометричними (вони ж коефіцієнти хімічних рівнянь, вони ж коефіцієнти рівнянь хімічних реакцій). Якщо речовини реагують у співвідношенні 1:1, їх стехіометричні кількості називають еквімолярними.

Термін «стехіометрія» ввів І. Ріхтер у книзі «Початки стехіометрії, або Мистецтво вимірювання хімічних елементів» (J. B. Richter. Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente. Erster, Zweyter und Dritter Theil. Breßlau und Hirschberg, 1792-93), який узагальнив результати своїх визначень мас кислот і основ при утворенні солей.

В основі стехіометрії лежать закони збереження маси, еквівалентів, закон Авогадро, Гей-Люссака, закон сталості складу, закон кратних відносин. Відкриття законів стехіометрії, строго кажучи, започаткувало хімію як точну науку. Правила стехіометрії лежать в основі всіх розрахунків, пов'язаних з хімічними рівняннями реакцій і застосовуються в аналітичній та препаративній хімії, хімічній технології та металургії.

Закони стехіометрії використовують у розрахунках, пов'язаних із формулами речовин та знаходженням теоретично можливого виходу продуктів реакції. Розглянемо реакцію горіння термітної суміші:

Fe 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Fe. (85.0 g F e 2 O 3 1) (1 m o l F e 2 O 3 160 g F e 2 O 3) (2 m o l A l 1 m o l F e 2 O 3) (27 g A 1 m o l A l) = 28.7 g A l (\displaystyle \mathrm (\left((\frac (85.0\ g\ Fe_(2)O_(3))(1))\right)\left((\frac (1\ mol\ Fe_( 2)O_(3))(160\ g\ Fe_(2)O_(3)))\right)\left((\frac (2\ mol\ Al)(1\ mol\ Fe_(2)O_(3) ))) \ right) \ left (( \ frac (27 \ g \ Al) (1 \ mol \ Al)) \ right) = 28.7 \ g \ Al) )

Таким чином, для проведення реакції з 85,0 г оксиду заліза (III), необхідно 28,7 г алюмінію .

Енциклопедичний YouTube

Так.

Один алюміній має масу 27 атомних одиниць маси.

Один моль алюмінію складатиме 27 грамів. Або 6,02, помножене на 10 до 23 ступеня, атомів алюмінію, які дають 27 грамів. Якщо нам потрібно 1,06 молячи, то скільки це буде?

1,06 молячи алюмінію дорівнює 1,06, помноженому на 27 грамів.

Скільки це? Давайте порахуємо.

1,06, помножене на 27, дорівнює 28,62.

Нам потрібно 28,62 грами алюмінію... алюмінію, щоб до кінця використовувати наші 85 грамів триоксиду заліза.

Якби ми мали більше, ніж 28,62 грама алюмінію, то вони залишилися б після того, як реакція відбулася.

Припустимо, що ми змішуємо все, як потрібно, і реакція протікає до кінця.

Ми поговоримо більше про це надалі.

У ситуації, де ми маємо більше 28,63 грама алюмінію, ця молекула буде лімітуючим реагентом.

Так як у нас надлишок цього, ось що лімітуватиме цей процес.

го, приймаючи у своїй, що стехиометрические коефіцієнти реагентів негативні, а продуктів реакції позитивні:

Тоді кожної простої реакції можна записати такі рівності:

Індекс "0" відноситься до початкової кількості компонента.

Ці рівності дають підстави отримати наступні рівняння матеріального балансу по компоненту для простої реакції:

Приклад 7.1. Реакція гідрування фенолу до циклогексанолу протікає по урав-

З 6 Н 5 ВІН + ЗН 2 = З 6 Н 11 ВІН, або А + ЗВ = R.

Обчислити кількість продукту, що утворився, якщо початкова кількість компонента А була 235 кг, а кінцева - 18,8 кг

Рішення: Запишемо реакцію у вигляді

R – А – ЗВ = 0.

Молекулярні маси компонентів: М А = 94 кг/кмоль, М В = 2 кг/кмоль та

М R = 100 кг/кмоль. Тоді молильні кількості фенолу на початку та наприкінці реакції будуть:

N A 0 = 235/94 = 2,5; N A 0 = 18,8/94 = 0,2; n = (0,2 - 2,5) / (-1) = 2,3.

Кількість циклогексанолу, що утворився, буде дорівнює

N R = 0 +1 ∙ 2,3 = 2,3 кмоль або m R = 100 ∙ 2,3 = 230 кг.

Визначення стехіометрично незалежних реакцій у системі при матеріальних і теплових розрахунках реакційних апаратів необхідне виключення реакцій, є сумою чи різницею деяких із них. Таку оцінку найпростіше можна здійснити за критерієм Граму.

Щоб не проводити зайвих розрахунків, слід оцінити, чи система є стехіометрично залежною. Для цього необхідно:


Транспонувати вихідну матрицю реакційної системи;

Помножити вихідну матрицю на транспоновану;

Обчислити визначник одержаної квадратної матриці.

Якщо цей визначник дорівнює нулю, система реакцій стехиометрически залежна.

Приклад 7.2. Маємо систему реакцій:

FеО + Н 2 = Fе + Н 2 O;

Fе 2 Про 3 + 3Н 2 = 2Fе + 3Н 2 O;

FеО + Fе 2 O 3 + 4Н 2 = 3Fе + 4Н 2 O.

Ця система стехіометрично залежить, оскільки третя реакція є сумою двох інших. Складемо матрицю

Коефіцієнт надлишку повітря при такому способі організації процесу згоряння повинен відповідати багатим сумішам, близьким до стехіометричних. Організувати ефективне згоряння бідних сумішей у разі буде дуже складно внаслідок недостатньо високої швидкості поширення фронту полум'я з великою ймовірністю згасання вогнищ займання, значною цикловою нерівномірністю згоряння і, зрештою, пропусками займання. Таким чином, цей напрямок можна назвати гранично повільним згорянням багатих газоповітряних сумішей.

Коефіцієнт надлишку повітря (а) істотно впливає на процес горіння та компонентний склад продуктів згоряння. Очевидно, що за а 1,0) практично не впливає на компонентний склад димових газів і призводить тільки до зниження концентрації компонентів за рахунок розведення не використаним в процесі горіння повітрям.

Виходячи з стехіометричних коефіцієнтівреакції отримання діалкілхлортіофосфату та оптимального рішення для критерію 2, накладаємо обмеження Х3 =-0,26 (1,087 моля/моль).

24.5

Це дає значення стехіометричного коефіцієнта для споживання поліфосфату 1/нас, р = р Р/г ГПК(НАс).

У табл. 24.5 наведено стехіометричні коефіцієнти виходу, визначені в дослідах, що проводяться в реакторах періодичної безперервної дії з чистою культурою. Ці значення досить добре узгоджуються, незважаючи на різні умови мікробіологічного зростання.

З виразу (3.36) знаходимо стехіометричний коефіцієнт "нас.р = 0,05 г Р/г ГПК(НАс). [...]

[ ...]

З прикладу 3.2 можна знайти стехіометричні коефіцієнти рівняння видалення оцтової кислоти: 1 моль НАс (60 г НАс) вимагає 0,9 моль 02 і 0,9 32 = 29 г 02.

3.12

У цих формулах перша вихідна речовина входить у всі стехіометричні рівняння та її стехіометричний коефіцієнт у них V/, = -1. Для цієї речовини задані ступеня перетворення лу у кожному стехіометричному рівнянні (всього їх - К). У рівняннях (3.14) і (3.15) передбачається, що г -й компонент - продукт, для якого визначають селективність і вихід, утворюється тільки в 1-му стехіометричному рівнянні (тоді Е / = х (). Кількості компонентів у цих формулах вимірюються в молях (позначення ЛВ, як це традиційно прийнято в хімічних науках. [...]

При складанні окислювально-відновних рівнянь знаходять стехіометричні коефіцієнти за окисленістю елемента до і після реакції. Окисленість елемента в з'єднаннях визначається числом електронів, що витрачаються атомом на утворення полярних та іонних зв'язків, а знак окислення - на напрям зсуву сполучних електронних пар. Наприклад, окисленість іону натрію в поєднанні NaCl дорівнює +1, а хлору -I.

Більш зручно уявити стехіометрію мікробіологічної реакції стехіометричним рівнянням балансу, а не у формі таблиць значень коефіцієнтів виходу. Такий опис складу компонентів мікробіологічної клітини вимагає застосування емпіричної формули. Експериментально була встановлена ​​формула речовини клітини C5H702N, яка часто застосовується при складанні стехіометричних рівнянь.

У табл. 3.6 представлені типові значення кінетичних та інших констант, а також стехіометричних коефіцієнтів для аеробного процесу очищення міських стоків. Слід зазначити, що між індивідуальними константами існує певна кореляція, тому необхідно користуватися набором констант з одного джерела, а чи не вибирати окремі константи із джерел. У табл. 3.7 представлені подібні кореляції.

Метод стандартизується за відомою кількістю йоду, що перераховується на озон, виходячи зі стехіометричного коефіцієнта, що дорівнює одиниці (1 моль озону звільняє 1 моль йоду). На користь такого коефіцієнта свідчать результати низки робіт, на підставі яких було встановлено стехіометричність реакцій озону з олефінами. За іншого коефіцієнта ці результати було б важко пояснити. Однак у роботі знайдено, що цей коефіцієнт дорівнює 1,5. Це узгоджується з даними, за якими стехіометричний коефіцієнт, рівний одиниці, виходить при pH 9, а в кислому середовищі виділяється значно більше йоду, ніж у нейтральній та лужній.

Випробування проводилися при повному навантаженні та постійній частоті обертання колінчастого валу 1500 хв1. Коефіцієнт надлишку повітря змінювався в діапазоні 0,8 [...]

Матеріальні процеси в живій природі, круговороти біогенних елементів пов'язані з потоками енергії стехіометричними коефіцієнтами, що змінюються у різних організмів лише в межах одного порядку. При цьому завдяки високій ефективності каталізу витрати енергії на синтез нових речовин в організмах набагато менші ніж у технічних аналогах цих процесів.

Вимірювання характеристик двигуна та емісій шкідливих викидів для всіх камер згоряння проведено у широкому діапазоні зміни коефіцієнта надлишку повітря від стехіометричного значення до гранично бідної суміші. На рис. 56 і 57 наведені основні результати в залежності від а, отримані при частоті обертання 2 ТОВ хв і повністю відкритою дросельною заслінкою. Значення кута випередження запалювання вибиралося з умови отримання максимального моменту, що крутить.

Біологічний процес видалення фосфору складний, тому, звичайно, підхід, що використовується нами, істотно спрощений. У табл. 8.1 представлений набір стехіометричних коефіцієнтів, що описують процеси, що протікають за участю ФАО. Таблиця виглядає складно, адже в ній вже зроблено спрощення.

В одній з останніх робіт прийнято, що 1 моль N02 дає 0,72 г-іона N07. За даними, поданими Міжнародною організацією стандартизації, стехіометричний коефіцієнт залежить від складу реагентів типу Гриса. Запропоновано шість варіантів цього реагенту, що відрізняються складом компонентів, що входять до нього, і зазначено, що ефективність поглинання для всіх типів поглинальних розчинів 90%, а стехіометричний коефіцієнт з урахуванням ефективності поглинання варіює від 0,8 до 1. Зменшення кількості NEDA і заміна сульфанілової кислоти сульфанілами (білий стрептоцид) дає більшого значення цього коефіцієнта. Автори роботи пояснюють це втратами HN02 за рахунок утворення NO при побічних реакціях.

При проектуванні споруд біохімічної очистки стічних водта аналіз їх роботи зазвичай використовують наступні розрахункові параметри: швидкість біологічного окислення, стехіометричні коефіцієнти для акцепторів електронів, швидкість росту і Фізичні властивостібіомаси активного мулу. Вивчення хімічних змін у взаємозв'язку з біологічними перетвореннями, що відбуваються в біореакторі, дає можливість отримати досить повне уявлення про роботу споруди. Для анаеробних систем, яких можна віднести анаеробні фільтри, такі відомості потрібні, щоб забезпечити оптимальне значення pH середовища, що є основним фактором нормальної роботи очисних споруд. У деяких аеробних системах, наприклад, таких, в яких відбувається нітрифікація, контроль pH середовища також необхідний для забезпечення оптимальної швидкості росту мікроорганізмів. Для закритих очисних споруд, що увійшли до практики наприкінці 60-х років, у яких використовується чистий кисень (окси-тенк), вивчення хімічних взаємодій стало необхідним як регулювання pH, але й інженерного розрахунку газопровідного оборудования.[ ...]

Константа швидкості каталітичного перетворення в загальному випадку являє собою при даній температурі функцію констант швидкостей прямої, зворотної та побічних реакцій, а також коефіцієнтів дифузії вихідних реагентів та продуктів їх взаємодії. Швидкість гетерогенного каталітичного процесу визначається, як зазначено вище, відносними швидкостямиокремих його стадій і лімітується найповільнішою з них. Внаслідок цього порядок каталітичної реакції майже ніколи не збігається з молекулярністю реакції, що відповідає стехіометричному співвідношенню в рівнянні цієї реакції, а вирази для розрахунку константи швидкості каталітичного перетворення є специфічними для конкретних стадій та умов його реалізації.

Щоб контролювати реакцію нейтралізації, треба знати, яку кількість кислоти або лугу слід додати до розчину для отримання необхідного значення pH. Для вирішення цієї проблеми може бути використаний метод емпіричної оцінки стехіометричних коефіцієнтів, що здійснюється за допомогою титрування.

Рівноважний склад продуктів згоряння камері визначається згідно із законом діючих мас. Відповідно до цього закону швидкість хімічних реакцій прямо пропорційна концентрації вихідних реагентів, кожен з яких береться до ступеня, що дорівнює стехіометричному коефіцієнту, з яким речовина входить до рівняння хімічної реакції. Виходячи зі складу палив, можна вважати, що продукти згоряння, наприклад, рідких ракетних палив в камері будуть складатися з С02, Н20, СО, N0, ОН, Ы2, Н2, N. Н, Про для твердого ракетного палива - з А1203, Ы2, Н2, НС1, СО, С02, Н20 при Т = 1100 ... 2200 К. [...]

Для обґрунтування можливості застосування двоступеневого спалювання природного газу було проведено експериментальні дослідженнярозподілу локальних температур, концентрацій оксидів азоту та горючих речовин по довжині факела в залежності від коефіцієнта надлишку повітря, що подається через пальник. Досліди виконувалися при спалюванні природного газу в топці котла ПТВМ-50, обладнаного вихровим пальником ВТІ з периферійною видачею газових струменів у закручений поперечний потік повітря. Встановлено, що за аг О.вб процес вигоряння палива закінчується з відривом 1ф/Х>Вых = 4,2, а за аг=1,10 - з відривом Ьф10вых = 3,6. Це вказує на розтягнутість процесу горіння в умовах, що значно відрізняються від стехіометричних.

Спрощена матриця параметрів процесу з активним мулом без нітрифікації представлена ​​у табл. 4.2. Тут прийнято, що в процес конверсії внесок вносять три основні фактори: біологічне зростання, розпад та гідроліз. Швидкості реакцій вказані у правій колонці, а подані в таблиці коефіцієнти є стехіометричними. За допомогою даних таблиці можна написати рівняння масового балансу, наприклад, для органічної речовини Бе, що легко розкладається, в реакторі ідеального перемішування. Вирази, відповідальні за транспорт, не потребують пояснень. Два вирази, що описують перетворення речовини, знаходимо, помножуючи стехіометричні коефіцієнти (в даному випадку) «компонентних» колонок на відповідні швидкості реакцій з правої колонки табл. 4.2.

На рис. 50 наведено зміну вмісту Шх у продуктах згоряння (г/кВт-год) залежно від складу суміші та кута випередження запалення. Т.к. утворення ЫОх значною мірою залежить від температури газу, при ранньому запаленні емісія ЫОх зростає. Залежність освіти 1 Юх від коефіцієнта надлишку повітря є складнішою, т.к. існують два протилежно діючі фактори. Освіта 1ЧОх залежить від концентрації кисню в згоряючій суміші та температури. Збіднення суміші підвищує концентрацію кисню, але знижує максимальну температуру згоряння. Це призводить до того, що максимум змісту досягається при роботі на сумішах трохи біднішими від стехіометричних. При цих значеннях коефіцієнта надлишку повітря ефективний ККД має максимум.

На рис. 7.2 показано експериментальні залежності концентрації метанолу від концентрації NO3-N на виході з біофільтра повного витіснення. Лінії, що з'єднують експериментальні точки, характеризують розподіл речовини вздовж фільтра за різних відносин Smc/Sn- Нахил кривих відповідає значенню стехіометричного коефіцієнта: 3,1кг СН3ОН/кг NO -N.

Співвідношення, що пов'язує концентрації реагуючих речовин з константою рівноваги, є математичним виразом закону дії мас, який можна сформулювати так: для даної оборотної реакції при стані хімічної рівноваги відношення добутку рівноважних концентрацій продуктів реакції до твору рівноважних концентрацій вихідних речовинпри даній температурі є величина постійна, причому концентрація кожної речовини має бути зведена до ступеня її стехіометричного коефіцієнта.

У Радянському Союзі визначення NO¡¡ в атмосфері застосовується метод Полежаєва і Гириной . Для уловлювання двоокису азоту в цьому методі використовується 8% розчин KJ. Визначення нітрит-іонів в отриманому розчині виробляють за допомогою реагенту Гриса-Ілосвая. Розчин іодиду калію - значно ефективніший поглинач N02, ніж розчин лугу. При його обсязі (всього 6 мл) та швидкості пропускання повітря (0,25 л/хв) за поглинальний прилад з скляною пористою пластинкою проскакує не більше 2% N02. Відібрані проби добре зберігаються (близько місяця). Стехіометричний коефіцієнт при поглинанні NOa розчином KJ становить 0,75 з урахуванням проскоку. За нашими даними, у цьому методі не заважає NO щодо концентрацій NO: NOa 3: 1.

Недоліками цього, широко впровадженого у практику високотемпературної переробки відходів, є необхідність застосування дорогих лужних реагентів (ИаОН і Ыа2С03). Таким чином, можна задовольнити потреби багатьох галузей промисловості, які мають необхідність знешкодження невеликих кількостей рідких відходів з широким спектром компонентів хімічного складуі будь-яким вмістом хлорорганічних сполук. Однак до спалювання розчинів, що містять хлор, слід підходити обережно, так як за певних умов (1 > 1200°С, коефіцієнт надлишку повітря > 1,5) у відпрацьованих газах може міститися фосген - високотоксичний хлороксид вуглецю, або хлорангідрид вугільної кислоти(СОС12). Небезпечна життя концентрація цієї речовини становить 450 мг на 1 м3 повітря.

Для процесів вилуговування або хімічного вивітрювання важкорозчинних мінералів або їх асоціацій характерне утворення нових твердих фаз; рівноваги між ними та розчиненими компонентами аналізуються за допомогою термодинамічних діаграм стану. Принципові складності тут зазвичай виникають у зв'язку з необхідністю опису кінетики процесів, якого їх розгляд часто не виправдано. Відповідні кінетичні моделі вимагають відображення хімічних взаємодій у явному вигляді - через парціальні концентрації реагуючих речовин сх з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів V. конкретних реакцій.

Для кожної речовини реакції існують такі кількості речовини:

Початкова кількість i-ї речовини (кількість речовини на початок реакції);

Кінцева кількість i-ї речовини (кількість речовини по закінченні реакції);

Кількість прореагував (для вихідних речовин) або речовини, що утворилася (для продуктів реакції).

Оскільки кількість речовини не може бути негативною, то для вихідних речовин

Оскільки >.

Для продуктів реакції >, отже, .

Стехіометричні співвідношення - співвідношення між кількостями, масами або обсягами (для газів) речовин, що реагують або продуктів реакції, розраховані на основі рівняння реакції. В основі розрахунків за рівняннями реакцій лежить основний закон стехіометрії: відношення кількостей реагуючих або речовин, що утворилися (в молях), дорівнює відношенню відповідних коефіцієнтів у рівнянні реакції (стехіометричних коефіцієнтів).

Для реакції алюмотермії, що описується рівнянням:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe,

кількості прореагували речовин і продуктів реакції відносяться як

Для розрахунків зручніше застосовувати інше формулювання цього закону: відношення кількості речовини, що прореагувала або утворилася, в результаті реакції до свого стехіометричного коефіцієнта - є константа для даної реакції.

У випадку для реакції виду

аА + bB = cC + dD,

де малі літери позначають коефіцієнти, а великі - хімічні речовини, кількості реагуючих речовин пов'язані співвідношенням:

Будь-які два члени цього співвідношення, пов'язані рівністю, утворюють пропорцію хімічної реакції: наприклад,

Якщо для реакції відома маса речовини реакції, що утворилася або прореагувала, то можна знайти його кількість за формулою

а потім, використовуючи пропорцію хімічної реакції, можна знайти інших речовин реакції. Речовину, за масою чи кількістю якої знаходять маси, кількості чи обсяги інших учасників реакції, іноді називають опорною речовиною.

Якщо дані маси кількох реагентів, то розрахунок мас інших речовин ведуть тому з речовин, що у недоліку, т. е. повністю витрачається реакції. Кількість речовин, які точно відповідають рівнянню реакції без надлишку або нестачі, називають стехіометричними кількостями.

Таким чином, у задачах, пов'язаних зі стехіометричними розрахунками, основною дією є знаходження опорної речовини та розрахунок її кількості, яка вступила або утворилася в результаті реакції.

Розрахунок кількості індивідуальної твердої речовини

де – кількість індивідуальної твердої речовини А;

Маса індивідуальної твердої речовини А, г;

Молярна маса речовини А, г/моль.

Розрахунок кількості природного мінералу чи суміші твердих речовин

Нехай даний природний мінерал пірит, основний компонент якого FeS 2 . Крім нього, до складу піриту входять домішки. Зміст основного компонента чи домішок вказується у масових відсотках, наприклад, .

Якщо відомий зміст основного компонента, то

Якщо відомий вміст домішок, то

де - кількість індивідуальної речовини FeS 2 моль;

Маса мінералу піриту, р.

Аналогічно розраховується кількість компонента у суміші твердих речовин, якщо відомо його вміст у масових частках.

Розрахунок кількості речовини чистої рідини

Якщо відома маса, то розрахунок аналогічний до розрахунку для індивідуальної твердої речовини.

Якщо відомий обсяг рідини, то

1. Знайти масу цього обсягу рідини:

m ж = V ж · с ж,

де m ж – маса рідини г;

V ж - об'єм рідини, мл;

з ж - густина рідини, г/мл.

2. Знайти кількість молей рідини:

Ця методика підходить для будь-якого агрегатного стану речовини.

Визначити кількість речовини Н 2 Про 200 мл води.

Рішення: якщо температура не визначається, то щільність води приймається 1 г/мл, тоді:

Розрахунок кількості розчиненої речовини в розчині, якщо відома його концентрація

Якщо відома масова частка розчиненої речовини, щільність розчину та його об'єм, то

m р-ну = V р-ну ·з розчину,

де m р-ну - маса розчину, г;

V розчину - об'єм розчину, мл;

з розчину - щільність розчину, г/мл.

де - Маса розчиненої речовини, г;

Масова частка розчиненої речовини, виражена у %.

Визначити кількість речовини азотної кислоти 500 мл 10 % розчину кислоти щільністю 1,0543 г/мл.

Визначити масу розчину

m р-ну = V р-ну · з розчину = 500 · 1,0543 = 527,150 р.

Визначити масу чистої HNO 3

Визначити кількість молей HNO 3

Якщо відома молярна концентрація розчиненої речовини та речовини та об'єм розчину, то

де - Об'єм розчину, л;

Молярна концентрація i-ї речовини в розчині, моль/л.

Розрахунок кількості індивідуальної газоподібної речовини

Якщо дана маса газоподібної речовини, то розраховується за формулою (1).

Якщо дано обсяг, виміряний за нормальних умов, - то за формулою (2), якщо об'єм газоподібної речовини виміряний за будь-яких інших умов, - то за формулою (3), формули наведені на сторінках 6-7.



Подібні публікації