Asosiy kontent

Kimyo

Course: Kimyo > Unit 5

Lesson 2: Stexiometriya

Stexiometriya

Reagentlarning miqdorini hisoblashda tenglashtirilgan reaksiya tenglamasidagi mol nisbatlardan qanday foydalanish mumkin?

Kirish

Turli pishiriqlar va kimyo oʻrtasida qanday umumiylik bor? Bu umumiylik oʻz ichiga juda koʻp narsalarni olar ekan! Tenglashtirilgan kimyoviy tenglama – reaksiyaning retsepti hisoblanadi: bu retsept reagentlar (masalliqlar) va mahsulotlar (pishiriqlar)ning roʻyxatini, ularning bir-biriga mutanosibligini oʻz ichiga oladi.

Tenglashtirilgan kimyoviy reaksiya tenglamasidan foydalanib, reagentlar va ulardan hosil boʻluvchi mahsulotlarning miqdorini hisoblab topish stexiometriya deb nomlanadi. Bu super texnik soʻz sodda qilib aytganda, tenglashtirilgan tenglamada koʻrsatilgan nisbatlardan foydalanishni nazarda tutadi. Bu maqolada biz reaksiya uchun zarur boʻlgan reagentlarning miqdorini hisoblashda mol nisbatlardan qanday foydalanish kerakligini muhokama qilamiz.

Tenglashtirilgan tenglamalar va mol nisbatlar

Biz tenglamamizni tenglashtirishda foydalanadigan raqamlar stexiometrik koeffitsiyentlar deb ataladi. Stexiometrik koeffitsiyentlardan foydalanib moddalarning oʻzaro nisbatlarini hosil qila olamiz va bu nisbatlar bizga reaksiyamizdagi kimyoviy moddalarning oʻzaro mutanosibligi haqida xabar beradi. Siz bu nisbat mol nisbati, stexiometrik omil yoki stexiometrik nisbat deb nomlanishini ham koʻrishingiz mumkin. Mol nisbatidan turli miqdoriy oʻlchovlarni bir-biriga aylantirishda foydalansa ham boʻladi.

Masalalarni yechish uchun maslahat: birinchi va eng muhim qadam - barcha stexiometrik masalalar uchun bir xil - qanday masalani yechishingizdan qatʼi nazar, tenglamangiz toʻgʻri tenglashtirilgan ekaniga ishonch hosil qiling! Agar tenglama toʻgʻri tenglashtirilgan boʻlmasa, mol nisbatlari xato boʻladi va javoblar ham shunga koʻra notoʻgʻri hisoblanadi.

Masalan, quyida keltirilgan tenglashtirilgan tenglama uchun stexiometrik koeffitsiyentlar bizga 2 mol start text, F, e, end text va 1 mol start text, A, l, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript hosil qilishi uchun 1 mol start text, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript va 2 mol start text, A, l, end text oʻzaro reaksiya kirishishi zarurligini koʻrsatmoqda.

[Nima uchun baʼzi koeffitsiyentlar yetishmayapti?]

start text, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, q, right parenthesis, plus, start color #11accd, 2, end color #11accd, start text, A, l, end text, left parenthesis, q, right parenthesis, right arrow, start color #e84d39, 2, end color #e84d39, start text, F, e, end text, left parenthesis, s, right parenthesis, plus, start text, A, l, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, q, right parenthesis

Agar bizga start text, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript ning massasi maʼlum boʻlsa, shu start text, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript bilan toʻla reaksiyaga kirishish uchun qancha mol start text, A, l, end text kerak boʻlishini ularning koeffitsiyent nisbatlaridan foydalanib hisoblay olamiz:

start text, space, A, l, space, v, a, space, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, space, n, i, n, g, space, o, ʻ, z, a, r, o, space, m, o, l, space, n, i, s, b, a, t, i, end text, equals, start fraction, start color #11accd, 2, end color #11accd, start text, m, o, l, space, A, l, end text, divided by, 1, start text, m, o, l, space, F, e, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 3, end subscript, end fraction

Misol: reagentlarning ogʻirligini hisoblash uchun mol nisbatlaridan foydalanish

Quyidagi tenglashtirilmagan reaksiyada 3,10 gramm start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript bilan toʻla reaksiyaga kirishishi uchun necha gramm start text, N, a, O, H, end text zarur boʻladi?

start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, right arrow, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, plus, start text, N, a, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, space, space, space, space, space, space, space, start text, T, e, n, g, l, a, s, h, t, i, r, i, l, m, a, g, a, n, !, end text

Bu reaksiyada bizda tenglamaning reagentlar tomonida 1 ta start text, N, a, end text va 3 ta start text, H, end text, mahsulotlar tomonida esa 2 ta start text, N, a, end text va 2 ta start text, H, end text bor. Demak, ikkinchi tomonda 2 ta start text, N, a, end text boʻlgani sababli reagentlar tomondagi start text, N, a, O, H, end text ning koeffitsiyentini 2 ga koʻpaytirib va ikkala tomonda ham 6 ta start text, O, end text va 4 ta start text, H, end text boʻlishi uchun mahsulotlar tomondagi start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text ning koeffitsiyentini 2 ga koʻpaytirib, tenglamamizni tenglashtira olamiz. Bu bizga quyidagi tenglashtirilgan reaksiyani beradi:

2, start text, N, a, O, H, end text, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, right arrow, 2, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, plus, start text, N, a, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, left parenthesis, s, point, e, right parenthesis, space, space, space, space, start text, T, e, n, g, l, a, s, h, d, i, comma, space, q, o, y, i, l, !, end text

Tenglamamizni tenglashtirib olganimizdan soʻng, biz oʻzimizga quyidagi savollarni bera olamiz:

Qaysi kimyoviy reagent(lar)ning miqdori bizga maʼlum?
Biz nimani hisoblab topmoqchimiz?

Yuqoridagi masalada bizga start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning miqdori 3,10 gramm ekani maʼlum va biz reaksiya uchun qancha start text, N, a, O, H, end text sarf boʻlishini hisoblab topmoqchimiz. Tenglashtirilgan tenglama va aniq maqsadga ega boʻlganimizdan soʻng, umid qilamizki, quyidagi strategiyadan foydalangan holda biz bu stexiometrik masalani yecha olamiz:

1-bosqich: bizga maʼlum kimyoviy moddalar miqdorini mol koʻrinishiga aylantirish.

Bu masalada bizga maʼlum boʻlgan miqdor - start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning massasi. Biz start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning massasini uning molekulyar ogʻirligidan foydalanib mol koʻrinishiga oʻtkaza olamiz. start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning molekulyar ogʻirligi 98,09 g/mol ni tashkil qilishini bilgan holda biz start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning mol miqdorini quyidagicha topa olamiz:

3, comma, 10, start cancel, start text, g, end text, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end cancel, times, start fraction, 1, start text, m, o, l, end text, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, divided by, 98, comma, 09, start cancel, start text, g, end text, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end cancel, end fraction, equals, 3, comma, 16, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, m, o, l, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript

[Nima uchun javobda oʻnli kasr son boshqa koʻrinishda yozildi?]

2-bosqich: boshqa moddalarning mol miqdorini topishda mol nisbatidan foydalanish.

Keltirilgan masalada bizni qiziqtirgan narsa bu – start text, N, a, O, H, end text ning miqdorini hisoblab topish, shunday ekan, bu masalani hal qilishda biz start text, N, a, O, H, end text va start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript lar oʻrtasidagi mol nisbatlaridan foydalanamiz. Yuqorida tenglashtirilgan kimyoviy tenglamamizga asosan bizga reaksiya uchun 1 mol start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript uchun 2 mol NaOH zarur edi, bu esa bizga quyidagi nisbatni beradi:

start text, N, a, O, H, space, v, a, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start text, space, n, i, n, g, space, o, ʻ, z, a, r, o, space, m, o, l, space, n, i, s, b, a, t, l, a, r, i, end text, equals, start fraction, 2, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text, divided by, 1, start text, m, o, l, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end fraction

Biz bu nisbatdan foydalanib start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning mol miqdoridan 1-bosqichda koʻrsatilgandek start text, N, a, O, H, end text ning mol miqdorini topib olamiz:

3, comma, 16, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start cancel, start text, m, o, l, end text, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end cancel, times, start fraction, 2, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text, divided by, 1, start cancel, start text, m, o, l, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end cancel, end fraction, equals, 6, comma, 32, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text

Eʼtibor bering, biz mol nisbatini ikki xil koʻrinishda yozishimiz mumkin:

start fraction, 2, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text, divided by, 1, start text, m, o, l, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, end fraction, space, space, start color #1fab54, \checkmark, end color #1fab54, space, space, spaceyokispace, space, space, start fraction, 1, start text, m, o, l, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript, divided by, 2, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text, end fraction, space, space, start color #e84d39, X, end color #e84d39

Har bir koʻrinish turli javoblarni beradi. Biroq ulardan faqat bir nisbat start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ning birliklarini toʻgʻri muvozanatini taʼminlaydi. Bu yerda muhim eslatma shuki, har doim birliklarni tekshiring! Hisoblash ishlarini osonlashtirish maqsadida birliklar ustida qanday ishlash kerakligi haqida bilmoqchi boʻlsangiz, ushbu oʻlchovli tahlil haqidagi videoni koʻrishingiz mumkin.

3-bosqich: mol miqdorlarni massaga aylantirish.

Biz 2-bosqichda hisoblab topgan start text, N, a, O, H, end text ning mol miqdori va uning molekulyar massasidan foydalanib grammlarga oʻtkaza olamiz:

6, comma, 32, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start cancel, start text, m, o, l, end text, start text, N, a, O, H, end text, end cancel, times, start fraction, 40, comma, 00, start text, g, space, N, a, O, H, end text, divided by, 1, start cancel, start text, m, o, l, space, N, a, O, H, end text, end cancel, end fraction, equals, 2, comma, 53, start text, g, space, N, a, O, H, end text

Demak, yuqoridagi reaksiyada 3,10 gramm start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript bilan toʻla reaksiyaga kirishishi uchun bizga 2,53 gramm start text, N, a, O, H, end text kerak boʻlar ekan.

Qisqa yoʻl: biz foydalanayotgan oʻlchov birliklariga yaxshilab eʼtibor bergan holda birdaniga yuqoridagi 3 ta bosqichni birlashtirib hisoblashimiz ham mumkin. Shunday qilib, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript massasi orqali start text, N, a, O, H, end text ning massasini topishda quyidagi ifodadan foydalana olamiz:

$\underbrace{3{,}10 \, \cancel{\text g \,\text H_2 \text{SO}_4} ~~~\times~~~\dfrac{1 \,\cancel{\text{mol} \,\text H_2 \text{SO}_4}}{98{,}09 \, \cancel{\text g \,\text H_2 \text{SO}_4}}} ~~~\times~~~ \underbrace{\dfrac{2\,\cancel{\text{mol NaOH}}}{1\,\cancel{\text{mol H}_2 \text {SO}_4}}} ~~~\times~~~ \underbrace{\dfrac{40{,}00\,\text{g NaOH}}{1\, \cancel{\text{mol NaOH}}}} ~=~2{,}53 \,\text {g NaOH}\\ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\text{1-bosqich}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\text{2-bosqich} ~~~~~~~~~~~~~~\quad\quad\quad\text{3-bosqich}\\ ~~~~~~~\quad\text{H}_2 \text{SO}_4 \text{ ning molini topish}~~~~~~~~~\text{Mol nisbatidan foydalanish}~~~~\text{NaOH ning massasini topish}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~$

Ifodaga diqqat bilan nazar solsak, yuqoridagi 1 dan 3 gacha boʻlgan bosqichlarni ajratishimiz mumkin. Yagona farqi, ularning har birini alohida hisoblash oʻrniga, biz barcha bosqichdan birdaniga foydalandik.

Xulosa

Tenglashtirilgan kimyoviy reaksiyadagi koeffitsiyentlar bizga reagentlar va mahsulotlarnig oʻzaro nisbatlari haqida maʼlumot beradi. Reaksiyamizdagi reagentlar va mahsulotlarning miqdorlarini bir-biriga bogʻliq ravishda aniqlashda biz koeffitsiyentlar nisbatidan foydalanamiz.

Koʻp uchraydigan boshqa stexiometrik hisob-kitoblar haqida kengroq maʼlumot olish uchun cheklangan reagentlar va reaksiya unumi haqidagi juda qiziq boʻlgan mavzuning davomini oʻrganib chiqishingiz mumkin!

[Qoʻshimcha maʼlumotlar va manbalar]

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish

Saralash:

Hozircha izohlar yoʻq.

Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.