Oksidləşmə-reduksiya reaksiyası (ORR) üçün tənlik tərtib edərkən reduksiyaedici maddəni, oksidləşdirici maddəni, verilən və qəbul edilən elektronların sayını təyin etmək lazımdır. Stokiometrik ORR əmsalları ya elektron balans üsulundan, ya da elektron-ion balansı metodundan istifadə etməklə seçilir (sonuncuya yarım reaksiya metodu da deyilir). Gəlin bir neçə nümunəyə baxaq. ORR tənliklərinin tərtib edilməsi və stoxiometrik əmsalların seçilməsi nümunəsi olaraq dəmir (II) disulfidin (pirit) konsentratlaşdırılmış nitrat turşusu ilə oksidləşməsi prosesini təhlil edəcəyik: İlk növbədə, mümkün reaksiya məhsullarını müəyyən edəcəyik. Nitrat turşusu güclü oksidləşdirici maddədir, buna görə də sulfid ionu ya maksimum oksidləşmə vəziyyətinə S (H2S04) və ya S (SO2) və Fe - Fe qədər oksidləşə bilər, HN03 isə NO və ya N02 (dəst) qədər azaldıla bilər. xüsusi məhsulların reagentlərin konsentrasiyası, temperatur və s. müəyyən edilir). Aşağıdakı mümkün variantı seçək: H20 tənliyin sol və ya sağ tərəfində olacaq, hələ bilmirik. Əmsalların seçilməsi üçün iki əsas üsul var. Əvvəlcə elektron-ion balansı metodunu tətbiq edək. Bu metodun mahiyyəti iki çox sadə və çox vacib ifadədədir. Birincisi, bu üsul mütləq mühitin təbiətini (turşu, qələvi və ya neytral) nəzərə alaraq elektronların bir hissəcikdən digərinə keçidini nəzərdən keçirir. İkincisi, elektron-ion tarazlığı tənliyini tərtib edərkən, yalnız müəyyən bir ORR zamanı həqiqətən mövcud olan hissəciklər yazılır - yalnız həqiqətən mövcud olan kationlar və ya annonlar ion şəklində yazılır; Zəif diiososiativ, həll olunmayan və ya qaz halında ayrılan maddələr molekulyar formada yazılır. Oksidləşmə və reduksiya prosesləri üçün bir tənlik tərtib edərkən, hidrogen və oksigen atomlarının sayını bərabərləşdirmək üçün ya su molekulları və hidrogen ionları (mühit turşudursa), ya da su molekulları və hidroksid ionları (mühit qələvidirsə) təqdim edildi (mühitdən asılı olaraq). Bizim vəziyyətimiz üçün oksidləşmənin yarım reaksiyasını nəzərdən keçirək. FeS2 molekulları (az həll olunan maddə) Fe3+ ionlarına (dəmir nitrat (I1) tamamilə ionlara ayrılır) və S042 sulfat ionlarına (H2SO4-ün dissosiasiyası) çevrilir: İndi nitrat ionunun reduksiyasının yarı reaksiyasını nəzərdən keçirək: oksigeni bərabərləşdirin, sağ tərəfdəki su molekullarına 2, sola isə - 4 H+ ionu əlavə edin: Yükü bərabərləşdirmək üçün sol tərəfə 3 elektron əlavə edirik (yük +3): Nəhayət, əldə edirik: Hər iki hissəni 16H+ azaldırıq və 8H20, redoks reaksiyasının yekun, qısaldılmış ion tənliyini alırıq: Tənliyin hər iki tərəfinə müvafiq sayda NOJ nH+ ionlarını əlavə etməklə, reaksiyanın molekulyar tənliyini tapırıq: Nəzərə alın ki, elektronların sayını müəyyən etmək üçün verilmişdir. və aldıq, biz heç vaxt elementlərin oksidləşmə vəziyyətini təyin etməməli idik. Bundan əlavə, biz ətraf mühitin təsirini nəzərə aldıq və H20-nin tənliyin sağ tərəfində olduğunu “avtomatik olaraq” təyin etdik. Şübhə yoxdur ki, bu üsul böyük kimyəvi məna daşıyır. Emprooigo balans üsulu. ORR tənliklərində stoxiometrik əmsalların tapılması metodunun mahiyyəti ORR-də iştirak edən elementlərin atomlarının oksidləşmə dərəcələrinin məcburi müəyyən edilməsidir. Bu yanaşmadan istifadə edərək (11.1) reaksiyasını yenidən bərabərləşdiririk (yuxarıda bu reaksiyaya yarım reaksiya metodunu tətbiq etdik). Reduksiya prosesi sadə şəkildə təsvir olunur: Oksidləşmə sxemini tərtib etmək daha çətindir, çünki iki element bir anda oksidləşir - Fe və S. Dəmir üçün +2, kükürd üçün 1 oksidləşmə vəziyyəti təyin edə bilərsiniz və nəzərə ala bilərsiniz. bir Fe atomu üçün iki S atomu var: Bununla belə, oksidləşmə vəziyyətini təyin etmədən edə bilərsiniz və diaqrama (11.2) bənzər bir diaqram yaza bilərsiniz: Sağ tərəfdə +15, solda - 0 yük var, buna görə FeS2 verməlidir. 15 elektron qədər. Ümumi tarazlığı yazırıq: Yaranan tarazlıq tənliyini bir az daha “başa düşmək” lazımdır - bu, FeS2-nin oksidləşməsinə 5 HN03 molekulunun getdiyini və Fe(N03)j-nin əmələ gəlməsi üçün daha 3 HNO molekulunun lazım olduğunu göstərir: Hidrogen və oksigeni bərabərləşdirmək üçün sağ hissəyə 2 H20 molekulu əlavə etmək lazımdır: Elektron-ion balansı üsulu elektron balans metodu ilə müqayisədə daha universaldır və bir çox ORR-də əmsalların seçilməsində danılmaz üstünlüyə malikdir, xüsusən də üzvi birləşmələrin iştirakı, hətta oksidləşmə vəziyyətini təyin etmək proseduru çox mürəkkəbdir. - Məsələn, etilenin kalium permanqanatın sulu məhlulundan keçirildiyi zaman baş verən oksidləşmə prosesini nəzərdən keçirək. Nəticədə etilen etilen qlikol HO - CH2 - CH2 - OH-ə oksidləşir və permanqanat manqan oksidinə (TV) çevrilir, əlavə olaraq, son balans tənliyindən göründüyü kimi, sağda kalium hidroksid də əmələ gəlir. : Oxşar terminlərin lazımi reduksiyalarını etdikdən sonra tənliyi son molekulyar formada yazırıq* Ətraf mühitin ORR prosesinin təbiətinə təsiri Təhlil olunan misallar (11.1) - (11.4) istifadənin “texnikasını” aydın şəkildə göstərir. turş və ya qələvi mühitdə baş verən ORR halında elektron-ion balansı üsulu. Ətraf mühitin xarakteri bu və ya digər redoks reaksiyasının gedişinə təsir göstərir, bu təsiri “hiss etmək” üçün eyni oksidləşdirici maddənin (KMn04) müxtəlif mühitlərdə davranışını nəzərdən keçirək.MnO2 ionu ən böyük oksidləşdirici aktivliyi nümayiş etdirir. asidik mühit, neytral mühitdə daha aşağı səviyyəyə enərək, Mn+4(Mn0j)-a qədər bərpa olunur və minimum - (mvnganat-nOn Mn042") qədər yüksəlmiş boyun gücündə. Bu aşağıdakı kimi izah olunur. Turşular dissosiasiya zamanı 4" MoOG ionlarını qütbləşdirən isterium ionları ffjO+ əmələ gətirir. Onlar manqanın oksigenlə əlaqələrini zəiflədir (bununla da reduksiyaedicinin təsirini artırır). Neytral mühitdə su molekullarının qütbləşdirici təsiri xeyli aşağı olur. . >" MnO ionları; daha az qütbləşdi. Güclü qələvi mühitdə hidroksid ionları hətta Mn-O bağını gücləndirir, bunun nəticəsində reduksiyaedicinin effektivliyi azalır və MnO^ yalnız bir elektron qəbul edir. Neytral mühitdə kalium permanganatın davranışına bir nümunə reaksiya (11.4) ilə təqdim olunur. Biz həmçinin turşu və qələvi mühitlərdə KMPOA ilə əlaqəli reaksiyalara bir nümunə veririk
Redoks reaksiyaları üçün tənliklər tərtib edərkən aşağıdakı iki vacib qaydaya əməl edilməlidir:
Qayda 1: İstənilən ion tənliyində yüklərin saxlanmasına riayət edilməlidir. Bu o deməkdir ki, tənliyin sol tərəfindəki ("sol") bütün yüklərin cəmi tənliyin sağ tərəfindəki ("sağ") bütün yüklərin cəmi ilə eyni olmalıdır. Bu qayda istənilən ion tənliklərinə aiddir tam reaksiyalar, və yarım reaksiyalar üçün.
Soldan sağa doldurulur
Qayda 2: Oksidləşdirici yarım reaksiyada itirilən elektronların sayı azaldıcı yarım reaksiyada əldə edilən elektronların sayına bərabər olmalıdır. Məsələn, bu bölmənin əvvəlində verilmiş birinci misalda (dəmir və hidratlı mis ionları arasındakı reaksiya) oksidləşdirici yarım reaksiyada itirilən elektronların sayı ikidir:
Beləliklə, reduksiya yarı reaksiyasında əldə edilən elektronların sayı da ikiyə bərabər olmalıdır:
İki yarım reaksiya üçün tənliklərdən tam redoks reaksiyası üçün tənlik qurmaq üçün aşağıdakı prosedurdan istifadə etmək olar:
1. Yuxarıdakı Qayda 1-i yerinə yetirmək üçün hər bir tənliyin sol və ya sağ tərəfinə müvafiq sayda elektron əlavə edilməklə, iki yarım reaksiyanın hər biri üçün tənliklər ayrıca tarazlaşdırılır.
2. Hər iki yarım reaksiyanın tənlikləri bir-birinə qarşı balanslaşdırılmışdır ki, 2-ci Qaydanın tələb etdiyi kimi bir reaksiyada itirilən elektronların sayı digər yarım reaksiyada alınan elektronların sayına bərabər olsun.
3. Almaq üçün hər iki yarım reaksiyanın tənlikləri cəmlənir tam tənlik redoks reaksiyası. Məsələn, yuxarıdakı iki yarım reaksiyanın tənliklərini toplamaq və nəticədə yaranan tənliyin sol və sağ tərəflərini çıxarmaqla
bərabər sayda elektron tapırıq
Aşağıdakı yarım reaksiyaların tənliklərini tarazlaşdıraq və turşu kalium məhlulundan istifadə edərək istənilən dəmir duzunun sulu məhlulunun dəmir duzuna oksidləşməsinin redoks reaksiyası üçün tənlik yaradaq.
Mərhələ 1. Əvvəlcə iki yarım reaksiyanın hər birinin tənliyini ayrı-ayrılıqda tarazlayırıq. (5) tənliyi üçün bizdə var
Bu tənliyin hər iki tərəfini tarazlaşdırmaq üçün sol tərəfə beş elektron əlavə etmək və ya sağ tərəfdən eyni sayda elektron çıxarmaq lazımdır. Bundan sonra alırıq
Bu, aşağıdakı balanslaşdırılmış tənliyi yazmağa imkan verir:
Tənliyin sol tərəfinə elektronlar əlavə edilməli olduğundan, azalan yarım reaksiyanı təsvir edir.
(6) tənliyi üçün yaza bilərik
Bu tənliyi tarazlaşdırmaq üçün sağ tərəfə bir elektron əlavə edə bilərsiniz. Sonra
Redoks reaksiyasının tənliyini tərtib edərkən reduksiyaedici maddəni, oksidləşdirici maddəni, verilən və qəbul edilən elektronların sayını təyin etmək lazımdır. Redoks reaksiyaları üçün tənliklər yaratmaq üçün əsasən iki üsuldan istifadə olunur:
1) elektron balans- tərif əsasında ümumi sayı elektronların azaldıcıdan oksidləşdirici agentə keçməsi;
2) ion-elektron balansı– oksidləşmə və reduksiya prosesi üçün tənliklərin ayrıca tərtib edilməsini və onların sonrakı ümumi ion tənliyinə - yarım reaksiya metoduna cəmlənməsini təmin edir. Bu üsulda təkcə reduksiyaedici və oksidləşdirici maddə üçün deyil, həm də mühitin molekulları üçün əmsalları tapmaq lazımdır. Mühitin xarakterindən asılı olaraq, oksidləşdirici maddənin qəbul etdiyi və ya reduksiya edənin itirdiyi elektronların sayı dəyişə bilər.
1) Elektron tarazlıq oksidləşmə vəziyyətini dəyişən elementlərin atomları arasında elektron mübadiləsini nəzərdə tutan redoks reaksiyalarının tənliklərində əmsalların tapılması üsuludur. Azaldıcı maddənin verdiyi elektronların sayı oksidləşdirici maddənin əldə etdiyi elektronların sayına bərabərdir.
Tənlik bir neçə mərhələdə tərtib edilir:
1. Reaksiya sxemini yazın.
KMnO 4 + HCl → KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O
2. Dəyişən elementlərin işarələrinin üzərinə oksidləşmə hallarını qoyun.
KMn +7 O 4 + HCl -1 → KCl + Mn +2 Cl 2 + Cl 2 0 + H 2 O
3. Oksidləşmə dərəcələrini dəyişən elementlər müəyyən edilir və oksidləşdirici maddənin aldığı və reduksiyaedicinin verdiyi elektronların sayı müəyyən edilir.
Mn +7 + 5ē = Mn +2
2Cl -1 - 2ē = Cl 2 0
4. Alınan və bağışlanan elektronların sayı bərabərləşdirilir və bununla da oksidləşmə vəziyyətini dəyişən elementləri olan birləşmələr üçün əmsallar müəyyən edilir.
Mn +7 + 5ē = Mn +2 2
2Cl -1 - 2ē = Cl 2 0 5
––––––––––––––––––––––––
2Mn +7 + 10Cl -1 = 2Mn +2 + 5Cl 2 0
5. Reaksiyanın bütün digər iştirakçıları üçün əmsalları seçin. Bu vəziyyətdə 10 HCl molekulu iştirak edir bərpa prosesi, və 6 in - ion mübadiləsi (kalium və manqan ionlarının bağlanması).
2KMn +7 O 4 + 16HCl -1 = 2KCl + 2Mn +2 Cl 2 + 5Cl 2 0 + 8H 2 O
2) İon-elektron balansı üsulu.
1. Reaksiya sxemini yazın.
K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O
2. Məhlulda faktiki mövcud olan hissəciklərdən (molekullar və ionlardan) istifadə edərək yarımreaksiya sxemlərini yazın. Eyni zamanda, biz maddi balansı ümumiləşdiririk, yəni. sol tərəfdə yarım reaksiyada iştirak edən elementlərin atomlarının sayı onların sağdakı sayına bərabər olmalıdır. Oksidləşmiş və azaldılmış formalar Oksidləşdirici agent və reduksiyaedici maddə tez-tez oksigen tərkibində fərqlənir (Cr 2 O 7 2− və Cr 3+ ilə müqayisə edin). Buna görə də, elektron-ion balansı metodundan istifadə edərək yarım reaksiya tənliklərini tərtib edərkən, onlara H + / H 2 O cütləri daxildir (üçün turşulu mühit) və OH - /H 2 O (üçün qələvi mühit). Əgər bir formadan digərinə keçid zamanı ilkin forma (adətən - oksidləşdi) oksid ionlarını itirir (aşağıda kvadrat mötərizədə göstərilmişdir), onda sonuncular sərbəst formada olmadığı üçün turşulu mühit hidrogen kationları ilə bağlıdır və in qələvi mühit - meydana gəlməsinə səbəb olan su molekulları ilə su molekulları(turşu mühitdə) və hidroksid ionları(qələvi mühitdə):
turşu mühit+ 2H + = H 2 O misal: Cr 2 O 7 2− + 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2 O
qələvi mühit
+ H 2 O = 2 OH - misal: MnO 4 - + 2H 2 O = MnO 2 + 4ОH -
Oksigen çatışmazlığı ilkin formada (adətən bərpa olunmuş formada) yekun forma ilə müqayisədə əlavə ilə kompensasiya edilir su molekulları(V turşulu mühit) və ya hidroksid ionları(V qələvi mühit):
turşu mühit H 2 O = + 2H + misal: SO 3 2- + H 2 O = SO 4 2- + 2H +
qələvi mühit 2 OH − = + H 2 O misal: SO 3 2− + 2OH − = SO 4 2− + H 2 O
MnO 4 - + 8H + → Mn 2+ + 4H 2 O azaldılması
SO 3 2- + H 2 O → SO 4 2- + 2H + oksidləşmə
3. Yarım reaksiya tənliklərinin sağ və sol tərəflərindəki ümumi yükün bərabərliyi zərurətindən sonra elektron tarazlığı gətiririk.
Yuxarıdakı misalda, azalma yarım reaksiya tənliyinin sağ tərəfində ionların ümumi yükü +7, solda - +2, yəni sağ tərəfə beş elektron əlavə edilməlidir:
MnO 4 - + 8H + + 5ē → Mn 2+ + 4H 2 O
Oksidləşmənin yarım reaksiyası tənliyində sağ tərəfdəki ümumi yük -2, solda 0-dır, yəni sağ tərəfdə iki elektronu çıxarmaq lazımdır:
SO 3 2- + H 2 O – 2ē → SO 4 2- + 2H +
Beləliklə, hər iki tənlikdə ion-elektron tarazlığına nail olunub və onlara oxlar əvəzinə bərabər işarələr qoymaq mümkündür:
MnO 4 - + 8H + + 5ē = Mn 2+ + 4H 2 O
SO 3 2- + H 2 O – 2ē = SO 4 2- + 2H +
4. Oksidləşdiricinin qəbul etdiyi və reduksiya edənin verdiyi elektronların sayının bərabərliyinə ehtiyac haqqında qaydaya əməl edərək, hər iki tənlikdə elektronların sayı üçün ən kiçik ümumi çoxluğu tapırıq (2∙5 = 10).
5. Əmsallara (2.5) vurun və hər iki tənliyin sol və sağ tərəflərini əlavə edərək hər iki tənliyi cəmləyin.
MnO 4 - + 8H + + 5ē = Mn 2+ + 4H 2 O 2
SO 3 2- + H 2 O – 2ē = SO 4 2- + 2H + 5
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2MnO 4 - + 16H + + 5SO 3 2- + 5H 2 O = 2Mn 2+ + 8H 2 O + 5SO 4 2- + 10H +
2MnO 4 - + 6H + + 5SO 3 2- = 2Mn 2+ + 3H 2 O + 5SO 4 2-
və ya molekulyar formada:
5K 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O
Bu üsul reaksiyanın baş verdiyi mühitin (turşu, qələvi və ya neytral) təbiətini nəzərə alaraq elektronların bir atomdan və ya iondan digərinə keçməsini nəzərdə tutur. Turşu mühitdə, yarım reaksiya tənliklərində hidrogen və oksigen atomlarının sayını bərabərləşdirmək üçün hidrogen ionları H + və su molekullarından istifadə edilməlidir; əsas mühitdə hidroksid ionları OH - və su molekulları istifadə edilməlidir. Müvafiq olaraq, əldə edilən məhsullarda elektron-ion tənliyinin sağ tərəfində hidrogen ionları (hidroksid ionları deyil) və su molekulları (turşu mühit) və ya hidroksid ionları və su molekulları (qələvi mühit) olacaqdır. Məsələn, sağ tərəfdə hidroksid ionlarının olması ilə turşu mühitdə permanqanat ionunun azaldılması üçün yarım reaksiya tənliyi tərtib edilə bilməz:
MnO 4 - + 4H 2 O + 5ē = Mn 2+ + 8ОH - .
Sağ: MnO 4 - + 8H + + 5ē = Mn 2+ + 4H 2 O
Yəni elektron-ion tənliklərini yazarkən məhlulda faktiki mövcud olan ionların tərkibindən çıxış etmək lazımdır. Bundan əlavə, qısaldılmış ion tənliklərinin yazılmasında olduğu kimi, zəif dissosiasiya olunan, zəif həll olunan və ya qaz halında ayrılan maddələr molekulyar formada yazılmalıdır.
Yarım reaksiya metodundan istifadə edərək redoks reaksiyaları üçün tənliklərin tərtib edilməsi elektron balansı metodu ilə eyni nəticəyə gətirib çıxarır.
Hər iki üsulu müqayisə edək. Yarım reaksiya metodunun elektron tarazlıq metodundan üstünlüyü ondan ibarətdir ki: hipotetik ionlardan deyil, əslində mövcud olanlardan istifadə edir.
Yarım reaksiya metodundan istifadə edərkən atomların oksidləşmə vəziyyətini bilmək lazım deyil. Qalvanik hüceyrədə və elektrolizdə baş verən kimyəvi prosesləri başa düşmək üçün fərdi ion yarımreaksiya tənliklərinin yazılması lazımdır. Bu üsulla ətraf mühitin bütün prosesin fəal iştirakçısı kimi rolu görünür. Nəhayət, yarım reaksiya metodundan istifadə edərkən bütün yaranan maddələri bilmək lazım deyil, onlar əldə edildikdə reaksiya tənliyində görünür. Buna görə də, sulu məhlullarda baş verən bütün redoks reaksiyaları üçün tənliklər tərtib edilərkən yarım reaksiya metoduna üstünlük verilməli və istifadə edilməlidir.
Bu üsulda ilkin və son maddələrdə atomların oksidləşmə dərəcələri müqayisə edilir, bu qaydanı rəhbər tutur: reduksiyaedicinin verdiyi elektronların sayı oksidləşdirici maddənin əlavə etdiyi elektronların sayına bərabər olmalıdır. Tənlik yaratmaq üçün reaktivlərin və reaksiya məhsullarının düsturlarını bilmək lazımdır. Sonuncular ya eksperimental olaraq, ya da elementlərin məlum xassələri əsasında müəyyən edilir.
İon-elektron balansı metodu elektron tarazlıq metodu ilə müqayisədə daha universaldır və hətta oksidləşmə vəziyyətlərinin təyin edilməsi prosedurunun çox mürəkkəb olduğu bir çox redoks reaksiyalarında, xüsusən də üzvi birləşmələrin iştirak etdiyi reaksiyalarda əmsalların seçilməsində danılmaz üstünlüyə malikdir.
Məsələn, etilenin kalium permanganatın sulu məhlulundan keçməsi zamanı baş verən oksidləşmə prosesini nəzərdən keçirək. Nəticədə, etilen etilen qlikol HO-CH 2 -CH 2 -OH-a qədər oksidləşir və permanqanat manqan (IV) oksidə qədər azalır, əlavə olaraq, son balans tənliyindən göründüyü kimi, kalium hidroksid də əmələ gəlir. sağ:
KMnO 4 + C 2 H 4 + H 2 O → C 2 H 6 O 2 + MnO 2 + KOH
Reduksiya və oksidləşmə yarımreaksiyaları üçün tənlik:
MnO 4 - + 2H 2 O + 3е = MnO 2 + 4ОH - 2 reduksiya
C 2 H 4 + 2OH - - 2e = C 2 H 6 O 2 3 oksidləşmə
Hər iki tənliyi yekunlaşdırırıq və sol və sağ tərəflərdə mövcud olan hidroksid ionlarını çıxarırıq.
Son tənliyi alırıq:
2KMnO 4 + 3C 2 H 4 + 4H 2 O → 3C 2 H 6 O 2 + 2MnO 2 + 2KOH
Üzvi birləşmələrin iştirak etdiyi reaksiyalarda əmsalları təyin etmək üçün ion-elektron balansı metodundan istifadə edərkən hidrogen atomlarının oksidləşmə dərəcələrini +1, oksigen -2 hesab etmək və karbonun müsbət və mənfi yüklərin balansından istifadə etməklə hesablamaq rahatdır. molekul (ion). Beləliklə, bir etilen molekulunda ümumi yük sıfırdır:
4 ∙ (+1) + 2 ∙ X = 0,
Bu, iki karbon atomunun oksidləşmə vəziyyətinin (-4) və birinin (X) (-2) olması deməkdir.
Eynilə, etilen qlikol molekulunda C 2 H 6 O 2 karbonun oksidləşmə vəziyyətini (X) tapırıq:
2 ∙ X + 2 ∙ (-2) + 6 ∙ (+1) = 0, X = -1
Üzvi birləşmələrin bəzi molekullarında belə bir hesablama karbonun oksidləşmə vəziyyətinin fraksiya dəyərinə gətirib çıxarır, məsələn, bir aseton molekulu üçün (C 3 H 6 O) -4/3-ə bərabərdir. Elektron tənlik karbon atomlarının ümumi yükünü təxmin edir. Aseton molekulunda -4-ə bərabərdir.
Əlaqədar məlumat.
Stokiometrik hesablamaların əsaslandığı ən mühüm kimyəvi anlayışlardan biri də budur maddənin kimyəvi miqdarı. Bəzi X maddənin miqdarı n(X) ilə işarələnir. Maddənin miqdarının ölçü vahididir köstəbək.
Mole, maddəni təşkil edən 6,02 10 23 molekul, atom, ion və ya digər struktur vahidləri ehtiva edən maddənin miqdarıdır.
Bəzi X maddənin bir molunun kütləsi adlanır molar kütlə Bu maddənin M(X). Bəzi X maddəsinin m(X) kütləsini və onun molyar kütləsini bilməklə bu maddənin miqdarını düsturla hesablaya bilərik:
6.02 10 23 nömrəsi çağırılır Avogadro nömrəsi(Na); onun ölçüsü mol –1.
Avoqadronun N a sayını n(X) maddəsinin miqdarına vurmaqla, struktur vahidlərinin sayını, məsələn, hansısa X maddəsinin N(X) molekullarını hesablaya bilərik:
N(X) = N a · n(X) .
Molar kütlə anlayışına bənzətməklə, molar həcm anlayışı təqdim edilmişdir: molar həcm Bəzi X maddəsinin V m (X) bu maddənin bir molunun həcmidir. V(X) maddəsinin həcmini və onun molyar həcmini bilməklə maddənin kimyəvi miqdarını hesablaya bilərik:
Kimyada biz xüsusilə tez-tez qazların molar həcmi ilə məşğul oluruq. Avoqadro qanununa görə, eyni temperaturda və bərabər təzyiqdə alınan istənilən qazların bərabər həcmləri eyni sayda molekulları ehtiva edir. Bərabər şəraitdə istənilən qazın 1 mol eyni həcmi tutur. Normal şəraitdə (norma) - temperatur 0 ° C və təzyiq 1 atmosfer (101325 Pa) - bu həcm 22,4 litrdir. Beləliklə, yox. V m (qaz) = 22,4 l/mol. Xüsusilə vurğulamaq lazımdır ki, 22,4 l/mol molar həcm dəyərindən istifadə olunur yalnız qazlar üçün.
Bilik molar kütlələr maddələr və Avoqadro nömrəsi hər hansı bir maddənin molekulunun kütləsini qramla ifadə etməyə imkan verir. Aşağıda hidrogen molekulunun kütləsinin hesablanması nümunəsi verilmişdir.
1 mol hidrogen qazının tərkibində 6,02·10 23 H 2 molekulu var və kütləsi 2 q-dır (çünki M(H 2) = 2 q/mol). Beləliklə,
6,02·10 23 H 2 molekulunun kütləsi 2 g;
H 2-nin 1 molekulunun x g kütləsi var; x = 3,32·10 –24 q.
"Mole" anlayışı kimyəvi reaksiya tənlikləri üzrə hesablamalar aparmaq üçün geniş istifadə olunur, çünki reaksiya tənliyindəki stoxiometrik əmsallar maddələrin bir-biri ilə hansı molyar nisbətlərdə reaksiya verdiyini və reaksiya nəticəsində əmələ gəldiyini göstərir.
Məsələn, 4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 O reaksiya tənliyi aşağıdakı məlumatları ehtiva edir: 4 mol ammonyak 3 mol oksigenlə artıq və ya çatışmazlıq olmadan reaksiya verir və nəticədə 2 mol oksigen əmələ gəlir. azot və 6 mol su.
Misal 4.1 Tərkibində 70,2 q kalsium dihidrogen fosfat və 68 q kalsium hidroksid olan məhlulların qarşılıqlı təsiri zamanı əmələ gələn çöküntünün kütləsini hesablayın. Hansı maddə artıq qalacaq? Onun kütləsi nədir?
3 Ca(H 2 PO 4) 2 + 12 KOH ® Ca 3 (PO 4) 2 ¯ + 4 K 3 PO 4 + 12 H 2 O
Reaksiya tənliyindən görünür ki, 3 mol Ca(H 2 PO 4) 2 12 mol KOH ilə reaksiya verir. Məsələnin şərtlərinə uyğun olaraq verilən reaktivlərin kəmiyyətlərini hesablayaq:
n(Ca(H 2 PO 4) 2) = m (Ca(H 2 PO 4) 2) / M (Ca(H 2 PO 4) 2) = 70,2 g: 234 q/mol = 0,3 mol;
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 68 g: 56 q/mol = 1,215 mol.
3 mol Ca(H 2 PO 4) üçün 2 12 mol KOH lazımdır
0,3 mol Ca(H 2 PO 4) üçün 2 x mol KOH tələb olunur
x = 1,2 mol - artıq və ya çatışmazlıq olmadan reaksiyanın baş verməsi üçün nə qədər KOH tələb olunur. Və problemə görə, 1,215 mol KOH var. Buna görə KOH həddindən artıqdır; reaksiyadan sonra qalan KOH miqdarı:
n(KOH) = 1,215 mol – 1,2 mol = 0,015 mol;
onun kütləsi m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,015 mol × 56 q/mol = 0,84 q.
Yaranan reaksiya məhsulunun hesablanması (çöküntü Ca 3 (PO 4) 2) çatışmazlığı olan bir maddə (bu halda Ca(H 2 PO 4) 2) istifadə edilməklə aparılmalıdır, çünki bu maddə tamamilə reaksiya verəcəkdir. . Reaksiya tənliyindən aydın olur ki, əmələ gələn Ca 3 (PO 4) 2 mollarının sayı reaksiyaya girən Ca(H 2 PO 4) 2 mollarının sayından 3 dəfə azdır:
n(Ca 3 (PO 4) 2) = 0,3 mol: 3 = 0,1 mol.
Buna görə də, m(Ca 3 (PO 4) 2) = n (Ca 3 (PO 4) 2) × M (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,1 mol × 310 q/mol = 31 q.
Tapşırıq № 5
a) Cədvəl 5-də verilmiş reaksiyaya girən maddələrin kimyəvi kəmiyyətlərini hesablayın (qaz halında olan maddələrin həcmləri normal şəraitdə verilmişdir);
b) verilmiş reaksiya sxemində əmsalları düzün və reaksiya tənliyindən istifadə edərək maddələrdən hansının artıq, hansının çatışmazlığı olduğunu müəyyənləşdirin;
c) 5-ci cədvəldə göstərilən reaksiya məhsulunun kimyəvi miqdarını tapın;
d) bu reaksiya məhsulunun kütləsini və ya həcmini hesablayın (Cədvəl 5-ə baxın).
Cədvəl 5 – 5 nömrəli tapşırığın şərtləri
| Seçim №. | Reaksiyaya girən maddələr | Reaksiya sxemi | Hesablayın |
| m(Fe)=11,2 q; V(Cl 2) = 5,376 l | Fe+Cl 2 ® FeCl 3 | m(FeCl 3) | |
| m(Al)=5,4 q; m(H 2 SO 4) = 39,2 q | Al+H 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 +H 2 | V(H2) | |
| V(CO)=20 l; m(O 2)=20 q | CO+O 2 ® CO 2 | V(CO2) | |
| m(AgNO 3)=3,4 q; m(Na 2 S)=1,56 q | AgNO 3 +Na 2 S®Ag 2 S+NaNO 3 | m(Ag2S) | |
| m(Na 2 CO 3)=53 q; m(HCl)=29,2 q | Na 2 CO 3 +HCl®NaCl+CO 2 +H 2 O | V(CO2) | |
| m(Al 2 (SO 4) 3) = 34,2 g; m(BaCl 2) = 52 q | Al 2 (SO 4) 3 +BaCl 2 ®AlCl 3 +BaSO 4 | m(BaSO 4) | |
| m(KI)=3,32 q; V(Cl 2)=448 ml | KI+Cl 2 ® KCl+I 2 | m(I 2) | |
| m(CaCl 2) = 22,2 g; m(AgNO 3)=59,5 q | CaCl 2 + AgNO 3 ®AgCl + Ca(NO 3) 2 | m(AgCl) | |
| m(H 2)=0,48 q; V(O 2)=2,8 l | H 2 +O 2 ® H 2 O | m(H2O) | |
| m(Ba(OH) 2)=3,42q; V(HCl)=784ml | Ba(OH) 2 +HCl ® BaCl 2 +H 2 O | m(BaCl2) |
Cədvəl 5-in davamı
| Seçim №. | Reaksiyaya girən maddələr | Reaksiya sxemi | Hesablayın |
| m(H 3 PO 4)=9,8 q; m(NaOH)=12,2 q | H 3 PO 4 +NaOH ® Na 3 PO 4 +H 2 O | m(Na 3 PO 4) | |
| m(H 2 SO 4) = 9,8 q; m(KOH)=11,76 q | H 2 SO 4 +KOH ® K 2 SO 4 +H 2 O | m(K 2 SO 4) | |
| V(Cl 2) = 2,24 l; m(KOH)=10,64 q | Cl 2 +KOH ® KClO+KCl+H 2 O | m(KClO) | |
| m((NH 4) 2 SO 4)=66 q;m(KOH)=50 q | (NH 4) 2 SO 4 +KOH®K 2 SO 4 +NH 3 +H 2 O | V(NH 3) | |
| m(NH 3)=6,8 q; V(O 2)=7,84 l | NH 3 +O 2 ® N 2 +H 2 O | V(N 2) | |
| V(H 2 S)=11,2 l; m(O 2)=8,32 q | H 2 S+O 2 ® S+H 2 O | Xanım) | |
| m(MnO 2)=8,7 q; m(HCl)=14,2 q | MnO 2 +HCl ® MnCl 2 +Cl 2 +H 2 O | V(Cl2) | |
| m(Al)=5,4 q; V(Cl 2)=6,048 l | Al+Cl 2 ® AlCl 3 | m(AlCl 3) | |
| m(Al)=10,8 q; m(HCl)=36,5 q | Al+HCl ® AlCl 3 +H 2 | V(H2) | |
| m(P)=15,5 q; V(O 2)=14,1 l | P+O 2 ® P 2 O 5 | m(P 2 O 5) | |
| m(AgNO 3) = 8,5 q;m(K 2 CO 3) = 4,14 q | AgNO 3 +K 2 CO 3 ®Ag 2 CO 3 +KNO 3 | m(Ag 2 CO 3) | |
| m(K 2 CO 3)=69 q; m(HNO 3)=50,4 q | K 2 CO 3 +HNO 3 ®KNO 3 +CO 2 +H 2 O | V(CO2) | |
| m(AlCl 3)=2,67 q; m(AgNO 3)=8,5 q | AlCl 3 + AgNO 3 ®AgCl + Al(NO 3) 3 | m(AgCl) | |
| m(KBr)=2,38 q; V(Cl 2)=448 ml | KBr+Cl 2 ® KCl+Br 2 | m(Br 2) | |
| m(CaBr 2)=40 q; m(AgNO 3)=59,5 q | CaBr 2 + AgNO 3 ®AgBr + Ca(NO 3) 2 | m(AgBr) | |
| m(H 2)=1,44 q; V(O 2)=8,4 l | H 2 +O 2 ® H 2 O | m(H2O) | |
| m(Ba(OH) 2)=6,84 q;V(HI)=1,568 l | Ba(OH) 2 +HI ® BaI 2 +H 2 O | m(BaI 2) | |
| m(H 3 PO 4)=9,8 q; m(KOH)=17,08 q | H 3 PO 4 +KOH ® K 3 PO 4 +H 2 O | m(K 3 PO 4) | |
| m(H 2 SO 4) = 49 q; m(NaOH)=45 q | H 2 SO 4 +NaOH ® Na 2 SO 4 +H 2 O | m(Na2SO4) | |
| V(Cl 2) = 2,24 l; m(KOH)=8,4 q | Cl 2 +KOH ® KClO 3 +KCl+H 2 O | m(KClO3) | |
| m(NH4Cl)=43 q; m(Ca(OH) 2)=37 q | NH 4 Cl+Ca(OH) 2 ®CaCl 2 +NH 3 +H 2 O | V(NH 3) | |
| V(NH 3) = 8,96 l; m(O 2)=14,4 q | NH 3 +O 2 ® NO+H 2 O | V(NO) | |
| V(H 2 S)=17,92 l; m(O 2)=40 q | H 2 S+O 2 ® SO 2 +H 2 O | V(SO2) | |
| m(MnO 2)=8,7 q; m(HBr)=30,8 q | MnO 2 +HBr ® MnBr 2 +Br 2 +H 2 O | m(MnBr 2) | |
| m(Ca)=10 q; m(H 2 O)=8,1 q | Ca+H 2 O ® Ca(OH) 2 +H 2 | V(H2) |
Məhlulların konsentrasiyası
Kurs daxilində ümumi kimya tələbələr məhlulların konsentrasiyasını ifadə etməyin 2 yolunu öyrənirlər - kütlə payı və molyar konsentrasiya.
Məhlulun kütlə payı X bu maddənin kütləsinin məhlulun kütləsinə nisbəti kimi hesablanır:
,
burada ω(X) həll olunmuş X maddənin kütlə payıdır;
m(X) – həll olunmuş X maddənin kütləsi;
m məhlul – məhlulun kütləsi.
Yuxarıdakı düsturla hesablanan maddənin kütlə payı vahidin fraksiyaları ilə ifadə olunan ölçüsüz kəmiyyətdir (0)< ω(X) < 1).
Kütləvi hissə yalnız vahidin kəsrləri ilə deyil, həm də faizlə ifadə edilə bilər. Bu vəziyyətdə hesablama düsturu belə görünür:
Faizlə ifadə olunan kütlə hissəsi çox vaxt adlanır faiz konsentrasiyası . Aydındır ki, faiz konsentrasiyası 0% -dir.< ω(X) < 100%.
Faiz konsentrasiyası məhlulun 100 kütlə hissəsində məhlulun neçə kütlə hissəsinin olduğunu göstərir. Əgər kütlə vahidi kimi qramı seçsək, onda bu tərifi belə də yazmaq olar: faiz konsentrasiyası 100 qram məhlulda neçə qram məhlulun olduğunu göstərir.
Aydındır ki, məsələn, 30% həll həll olunmuş maddənin 0,3-ə bərabər kütlə payına uyğun gəlir.
Məhlulun məhlulun tərkibini ifadə etməyin başqa bir yolu molar konsentrasiyadır (molyarlıq).
Maddənin molar konsentrasiyası və ya məhlulun molyarlığı 1 litr (1 dm3) məhlulda neçə mol həll olunmuş maddənin olduğunu göstərir.
burada C(X) həll olunmuş X maddənin molar konsentrasiyasıdır (mol/l);
n(X) – həll olunmuş X maddənin kimyəvi miqdarı (mol);
V məhlul – məhlulun həcmi (l).
Misal 5.1 H 3 PO 4-ün kütlə payının 60%, məhlulun sıxlığının isə 1,43 q/ml olduğu məlumdursa, məhlulda H 3 PO 4-ün molyar konsentrasiyasını hesablayın.
Faiz konsentrasiyasının tərifi ilə
100 q məhlulda 60 q fosfor turşusu var.
n(H 3 PO 4) = m (H 3 PO 4) : M (H 3 PO 4) = 60 q: 98 q/mol = 0,612 mol;
V məhlulu = m məhlul: ρ məhlul = 100 q: 1,43 q/sm 3 = 69,93 sm 3 = 0,0699 l;
C(H 3 PO 4) = n(H 3 PO 4) : V məhlulu = 0,612 mol: 0,0699 l = 8,755 mol/l.
Misal 5.2 H 2 SO 4-ün 0,5 M məhlulu var. Bu məhlulda sulfat turşusunun kütlə payı neçədir? 1 q/ml-ə bərabər olan məhlulun sıxlığını götürün.
Molar konsentrasiyanın tərifi ilə
1 litr məhlulda 0,5 mol H 2 SO 4 var
(“0,5 M məhlul” girişi C(H 2 SO 4) = 0,5 mol/l deməkdir).
m məhlul = V məhlul × ρ məhlul = 1000 ml × 1 q/ml = 1000 q;
m(H 2 SO 4) = n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4) = 0,5 mol × 98 q/mol = 49 q;
ω(H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4) : m məhlul = 49 q: 1000 q = 0,049 (4,9%).
Misal 5.3 Sıxlığı 1,5 q/ml olan 60%-li H 2 SO 4 məhlulundan 2 litr hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 1,84 q/ml sıxlığı olan 96%-li H 2 SO 4 məhlulu götürülməlidir.
Qatılaşdırılmış məhluldan seyreltilmiş məhlulun hazırlanması məsələlərini həll edərkən nəzərə almaq lazımdır ki, ilkin məhlul (konsentratlaşdırılmış), suyun və əldə edilən məhlulun (seyreltilmiş) müxtəlif sıxlıqları var. Bu zaman nəzərə almaq lazımdır ki, ilkin məhlulun V + V su ≠ V nəticədə olan məhlulun,
çünki qatılaşdırılmış məhlulun su ilə qarışdırılması zamanı bütün sistemin həcmində dəyişiklik (artırma və ya azalma) baş verir.
Bu cür problemlərin həlli seyreltilmiş məhlulun parametrlərini (yəni hazırlanmalı olan məhlul) tapmaqdan başlamalıdır: onun kütləsi, həll olunan maddənin kütləsi və lazım olduqda həll olunan maddənin miqdarı.
M 60% həll = V 60% həll ∙ ρ 60% həll = 2000 ml × 1,5 q/ml = 3000 q.
m(H 2 SO 4) 60%-li məhlulda = m 60%-li məhlul w(H 2 SO 4) 60%-li məhlulda = 3000 q 0,6 = 1800 q.
Hazırlanmış məhluldakı təmiz sulfat turşusunun kütləsi seyreltilmiş məhlul hazırlamaq üçün götürülməli olan 96%-li məhlulun həmin hissəsindəki sulfat turşusunun kütləsinə bərabər olmalıdır. Beləliklə,
m(H 2 SO 4) 60%-li məhlulda = m(H 2 SO 4) 96%-li məhlulda = 1800 q.
m 96% məhlul = m (H 2 SO 4) 96% məhlulda: w(H 2 SO 4) 96% məhlulda = 1800 q: 0,96 = 1875 q.
m (H 2 O) = m 40% məhlul – m 96% məhlul = 3000 q – 1875 q = 1125 q.
V 96% məhlul = m 96% məhlul: ρ 96% məhlul = 1875 q: 1,84 q/ml = 1019 ml » 1,02 l.
V su = m su: ρ su = 1125q: 1 q/ml = 1125 ml = 1,125 l.
Misal 5.4 100 ml 0,1 M CuCl 2 məhlulu və 150 ml 0,2 M Cu(NO 3) məhlulu 2 qarışdırılır. Nəticədə məhlulda Cu 2+, Cl – və NO 3 – ionlarının molyar konsentrasiyasını hesablayın.
Seyreltilmiş məhlulların qarışdırılması ilə bağlı oxşar problemi həll edərkən, seyreltilmiş məhlulların təxminən eyni sıxlığa, təxminən suyun sıxlığına bərabər olduğunu başa düşmək lazımdır. Onlar qarışdırıldıqda sistemin ümumi həcmi praktiki olaraq dəyişmir: seyreltilmiş məhluldan V 1 + seyreltilmiş məhluldan V 2 +..." nəticədə olan məhluldan V.
Birinci həlldə:
n(CuCl 2) = C(CuCl 2) CuCl 2-nin V məhlulu = 0,1 mol/l × 0,1 l = 0,01 mol;
CuCl 2 – güclü elektrolit: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2Cl – ;
Buna görə də n(Cu 2+) = n(CuCl 2) = 0,01 mol; n(Cl –) = 2 × 0,01 = 0,02 mol.
İkinci həlldə:
n(Cu(NO 3) 2) = C(Cu(NO 3) 2) × V məhlulu Cu(NO 3) 2 = 0,2 mol/l × 0,15 l = 0,03 mol;
Cu(NO 3) 2 – güclü elektrolit: CuCl 2 ® Cu 2+ + 2NO 3 –;
Buna görə də n(Cu 2+) = n(Cu(NO 3) 2) = 0,03 mol; n(NO 3 –) = 2×0,03 = 0,06 mol.
Məhlulları qarışdırdıqdan sonra:
n(Cu 2+) cəmi. = 0,01 mol + 0,03 mol = 0,04 mol;
V cəmi » V məhlulu CuCl 2 + V məhlulu Cu(NO 3) 2 = 0,1 l + 0,15 l = 0,25 l;
C(Cu 2+) = n(Cu 2+) : V cəmi. = 0,04 mol: 0,25 l = 0,16 mol/l;
C(Cl –) = n(Cl –) : Vtot. = 0,02 mol: 0,25 l = 0,08 mol/l;
C(NO 3 –) = n(NO 3 –) : Vtot. = 0,06 mol: 0,25 l = 0,24 mol/l.
Misal 5.5 Kolbaya 684 mq alüminium sulfat və 1 ml sıxlığı 1,1 q/ml olan 9,8%-li sulfat turşusu məhlulu əlavə edildi. Nəticədə qarışıq suda həll edildi; Məhlulun həcmi su ilə 500 ml-ə çatdırılır. Nəticədə məhlulda H +, Al 3+ SO 4 2- ionlarının molar konsentrasiyalarını hesablayın.
Həll olunmuş maddələrin miqdarını hesablayaq:
n(Al 2 (SO 4) 3)=m(Al 2 (SO 4) 3) : M(Al 2 (SO 4) 3)=0,684 q: 342 q mol=0,002 mol;
Al 2 (SO 4) 3 – güclü elektrolit: Al 2 (SO 4) 3 ® 2Al 3+ + 3SO 4 2– ;
Buna görə də n(Al 3+)=2×0,002 mol=0,004 mol; n(SO 4 2–)=3×0,002 mol=0,006 mol.
m H 2 SO 4 məhlulu = V H 2 SO 4 × ρ məhlulu H 2 SO 4 = 1 ml × 1,1 q/ml = 1,1 q;
m(H 2 SO 4) = m H 2 SO 4 × w (H 2 SO 4) məhlulu = 1,1 q 0,098 = 0,1078 q.
n(H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4) : M(H 2 SO 4) = 0,1078 q: 98 q/mol = 0,0011 mol;
H 2 SO 4 güclü elektrolitdir: H 2 SO 4 ® 2H + + SO 4 2– .
Buna görə də n(SO 4 2–) = n(H 2 SO 4) = 0,0011 mol; n(H+) = 2 × 0,0011 = 0,0022 mol.
Məsələnin şərtlərinə görə, əldə edilən məhlulun həcmi 500 ml (0,5 l) təşkil edir.
n(SO 4 2–) tot. = 0,006 mol + 0,0011 mol = 0,0071 mol.
C(Al 3+) = n(Al 3+): V məhlulu = 0,004 mol: 0,5 l = 0,008 mol/l;
C(H +) = n(H +): V məhlulu = 0,0022 mol: 0,5 l = 0,0044 mol/l;
С(SO 4 2–) = n(SO 4 2–) cəmi. : V məhlulu = 0,0071 mol: 0,5 l = 0,0142 mol/l.
Misal 5.6 Dəmir (II) sulfatın 3 litr 10%-li məhlulunu hazırlamaq üçün dəmir sulfatın (FeSO 4 ·7H 2 O) hansı kütləsi və hansı həcmdə su götürmək lazımdır. Məhlulun sıxlığını 1,1 q/ml götürün.
Hazırlanması lazım olan məhlulun kütləsi:
m məhlul = V məhlul ∙ ρ məhlul = 3000 ml ∙ 1,1 q/ml = 3300 q.
Bu məhlulda təmiz dəmir (II) sulfatın kütləsi:
m(FeSO 4) = m məhlul × w(FeSO 4) = 3300 g × 0,1 = 330 q.
Susuz FeSO 4-ün eyni kütləsi məhlul hazırlamaq üçün götürülməli olan kristal hidrat miqdarında olmalıdır. Molyar kütlələrin müqayisəsindən M(FeSO 4 7H 2 O) = 278 q/mol və M (FeSO 4) = 152 q/mol,
nisbətini alırıq:
278 q FeSO 4 ·7H 2 O 152 q FeSO 4 ehtiva edir;
x g FeSO 4 ·7H 2 O 330 q FeSO 4 ehtiva edir;
x = (278·330) : 152 = 603,6 q.
m su = m məhlul – m dəmir sulfat = 3300 q – 603,6 q = 2696,4 q.
Çünki suyun sıxlığı 1 q/ml, onda məhlul hazırlamaq üçün götürülməli olan suyun həcmi bərabərdir: V su = m su: ρ su = 2696,4 q: 1 q/ml = 2696,4 ml.
Misal 5.7 15% Na 2 SO 4 məhlulu əldə etmək üçün 500 ml 10%-li natrium sulfat məhlulunda (məhlulun sıxlığı 1,1 q/ml) hansı kütlə Qlauber duzunu (Na 2 SO 4 ·10H 2 O) həll etmək lazımdır?
X qram Qlauber duzu Na 2 SO 4 10H 2 O tələb olunsun, onda alınan məhlulun kütləsi bərabərdir:
m 15% məhlul = m orijinal (10%) məhlul + m Qlauber duzu = 550 + x (q);
orijinal (10%) məhlulun m = V 10% məhlul × ρ 10% məhlul = 500 ml × 1,1 q/ml = 550 q;
m(Na 2 SO 4) ilkin (10%) məhlulda = m 10% məhlulda a · w(Na 2 SO 4) = 550 g · 0,1 = 55 q.
Na 2 SO 4 10H 2 O-nun x qramında olan təmiz Na 2 SO 4 kütləsini x vasitəsilə ifadə edək.
M(Na 2 SO 4 · 10H 2 O) = 322 q/mol; M(Na 2 SO 4) = 142 q/mol; deməli:
322 q Na 2 SO 4 ·10H 2 O tərkibində 142 q susuz Na 2 SO 4 var;
x g Na 2 SO 4 ·10H 2 O m q susuz Na 2 SO 4 ehtiva edir.
m(Na 2 SO 4) = 142 x: 322 = 0,441 x x.
Nəticədə məhlulda natrium sulfatın ümumi kütləsi bərabər olacaq:
m(Na 2 SO 4) 15% həllində = 55 + 0,441 × x (g).
Nəticə həllində: 
= 0,15
, buradan x = 94,5 g.
Tapşırıq № 6
Cədvəl 6 – 6 nömrəli tapşırığın şərtləri
| Seçim №. | Şərt mətni |
| 5 q Na 2 SO 4 × 10H 2 O suda həll edildi və əldə edilən məhlulun həcmi su ilə 500 ml-ə çatdırıldı. Bu məhluldakı Na 2 SO 4-ün kütlə payını (ρ = 1 q/ml) və Na + və SO 4 2– ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 100 ml 0,05 M Cr 2 (SO 4) 3 və 100 ml 0,02 M Na 2 SO 4. Nəticədə məhlulda Cr 3+, Na + və SO 4 2- ionlarının molar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Sıxlığı 1,2 q/ml olan 2 litr 30%-li məhlul hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 98%-li məhlulu (sıxlığı 1,84 q/ml) sulfat turşusu götürmək lazımdır? | |
| 50 q Na 2 CO 3 × 10H 2 O 400 ml suda həll edildi Na + və CO 3 2- ionlarının molyar konsentrasiyası və nəticədə məhlulda Na 2 CO 3 kütlə payı neçədir (ρ = 1,1). q/ml)? | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 150 ml 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 və 100 ml 0,01 M NiSO 4. Yaranan məhlulda Al 3+, Ni 2+, SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| 500 ml 4 M məhlul (sıxlıq 1,1 q/ml) hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 60%-li məhlul (sıxlıq 1,4 q/ml) azot turşusu tələb olunacaq? | |
| Sıxlığı 1,05 q/ml olan mis sulfatın 5%-li 500 ml məhlulunu hazırlamaq üçün hansı kütlə mis sulfat (CuSO 4 × 5H 2 O) lazımdır? | |
| Kolbaya 1 ml 36%-li (ρ = 1,2 q/ml) HCl məhlulu və 10 ml 0,5 M ZnCl 2 məhlulu əlavə edildi. Nəticədə məhlulun həcmi su ilə 50 ml-ə çatdırıldı. Nəticədə məhlulda H + , Zn 2+ , Cl – ionlarının molyar konsentrasiyaları nə qədərdir? | |
| Bu məhlulda sulfat ionlarının molyar konsentrasiyasının 0,06 mol/l olduğu məlumdursa, məhlulda (ρ » 1 q/ml) Cr 2 (SO 4) 3-ün kütlə payı neçəyə bərabərdir? | |
| 2 litr 10%-li NaOH məhlulu (ρ=1,1 q/ml) hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 10 M məhlulu (ρ=1,45 q/ml) natrium hidroksid tələb olunacaq? | |
| 10 litr dəmir (II) sulfatın 10%-li məhlulundan (məhlulun sıxlığı 1,2 q/ml) suyu buxarlandırmaqla neçə qram dəmir sulfat FeSO 4 × 7H 2 O əldə etmək olar? | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 100 ml 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 və 50 ml 0,2 M CuSO 4. Yaranan məhlulda Cr 3+, Cu 2+, SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. |
Cədvəl 6-nın davamı
| Seçim №. | Şərt mətni |
| Sıxlığı 1,05 q/ml olan H 3 PO 4-ün 5%-li məhlulundan 1 m 3 hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 1,35 q/ml sıxlığı olan 40%-li fosfor turşusu məhlulu tələb olunacaq? | |
| 16,1 q Na 2 SO 4 × 10H 2 O suda həll edildi və əldə edilən məhlulun həcmi su ilə 250 ml-ə çatdırıldı. Yaranan məhlulda Na 2 SO 4-ün kütlə payını və molyar konsentrasiyasını hesablayın (məhlulun sıxlığını 1 q/ml qəbul edin). | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 150 ml 0,05 M Fe 2 (SO 4) 3 və 100 ml 0,1 M MgSO 4. Yaranan məhlulda Fe 3+, Mg 2+, SO 4 2– ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Sıxlığı 1,05 q/ml olan 500 ml 10%-li məhlul hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 36%-li xlorid turşusu (sıxlığı 1,2 q/ml) lazımdır? | |
| 20 q Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O 200 ml suda həll edildi.Sıxlığı 1,1 q/ml olan məhlulda həll olunan maddənin kütlə payı nə qədərdir? Bu məhlulda Al 3+ və SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 100 ml 0,05 M Al 2 (SO 4) 3 və 150 ml 0,01 M Fe 2 (SO 4) 3. Yaranan məhlulda Fe 3+, Al 3+ və SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Turşunun kütlə payı 7% olan 0,5 litr süfrə sirkəsi hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 80%-li sirkə turşusu məhlulu (sıxlığı 1,07 q/ml) tələb olunacaq? Masa sirkəsinin sıxlığını 1 q/ml-ə bərabər götürün. | |
| 100 ml dəmir sulfatın 3%-li məhlulunu hazırlamaq üçün hansı kütlə dəmir sulfat (FeSO 4 × 7H 2 O) lazımdır? Məhlulun sıxlığı 1 q/ml-dir. | |
| Kolbaya 2 ml 36%-li HCl məhlulu (sıxlığı 1,2 q/sm 3) və 20 ml 0,3 M CuCl 2 məhlulu əlavə edildi. Nəticədə məhlulun həcmi su ilə 200 ml-ə çatdırıldı. Nəticədə məhlulda H +, Cu 2+ və Cl – ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Sulfat ionlarının molyar konsentrasiyası 0,6 mol/l olan məhlulda Al 2 (SO 4) 3-ün konsentrasiyası neçə faizdir. Məhlulun sıxlığı 1,05 q/ml təşkil edir. | |
| Sıxlığı 1,1 q/ml olan 500 ml 10%-li KOH məhlulunu hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və 10 M KOH məhlulu (məhlulun sıxlığı 1,4 q/ml) tələb olunacaq? | |
| Sıxlığı 1,1 q/ml olan 15 litr 8%-li mis sulfat məhlulundan suyu buxarlandırmaqla neçə qram mis sulfat CuSO 4 × 5H 2 O əldə etmək olar? | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 200 ml 0,025 M Fe 2 (SO 4) 3 və 50 ml 0,05 M FeCl 3. Yaranan məhlulda Fe 3+, Cl –, SO 4 2– ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| H 3 PO 4-ün 10%-li məhlulunun 0,25 m 3 (sıxlığı 1,1 q/ml) hazırlamaq üçün hansı həcmdə su və H 3 PO 4-ün 70%-li məhlulu (sıxlığı 1,6 q/ml) tələb olunacaq? | |
| 6 q Al 2 (SO 4) 3 × 18H 2 O 100 ml suda həll edildi Al 2 (SO 4) 3-ün kütlə payını və Al 3+ və SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. nəticədə sıxlığı 1 q/ml olan məhlul. | |
| Məhlullar qarışdırıldı: 50 ml 0,1 M Cr 2 (SO 4) 3 və 200 ml 0,02 M Cr (NO 3) 3. Yaranan məhlulda Cr 3+, NO 3 –, SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. | |
| Sıxlığı 1,05 q/ml olan 1 litr 8%-li məhlul hazırlamaq üçün hansı həcmdə 50%-li perklor turşusu məhlulu (sıxlığı 1,4 q/ml) və su lazımdır? | |
| 5%-li natrium sulfat məhlulu əldə etmək üçün 200 ml suda neçə qram Qlauber duzu Na 2 SO 4 × 10H 2 O həll edilməlidir? | |
| Kolbaya 1 ml 80%-li H 2 SO 4 məhlulu (məhlulun sıxlığı 1,7 q/ml) və 5000 mq Cr 2 (SO 4) 3 əlavə edildi. Qarışıq suda həll edildi; məhlulun həcmi 250 ml-ə çatdırıldı. Nəticədə məhlulda H +, Cr 3+ və SO 4 2- ionlarının molyar konsentrasiyalarını hesablayın. |
Cədvəl 6-nın davamı
KİMYİ TARAZILIQ
Bütün kimyəvi reaksiyaları 2 qrupa bölmək olar: geri dönməz reaksiyalar, yəni. reaksiya verən maddələrdən ən azı biri tamamilə tükənənə qədər davam edir və reaksiya verən maddələrdən heç birinin tamamilə istehlak edilmədiyi geri çevrilən reaksiyalar. Bu, həm irəli, həm də əks istiqamətdə geri dönən reaksiyanın baş verə biləcəyi ilə bağlıdır. Geri dönən reaksiyanın klassik nümunəsi azot və hidrogendən ammonyakın sintezidir:
N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 .
Reaksiya başlandığı anda sistemdəki başlanğıc maddələrin konsentrasiyaları maksimumdur; bu anda irəli reaksiyanın sürəti də maksimumdur. Reaksiya başladığı anda sistemdə hələ də reaksiya məhsulları yoxdur (bu nümunədə ammonyak), buna görə də əks reaksiyanın sürəti sıfırdır. Başlanğıc maddələr bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərdikcə onların konsentrasiyası azalır, buna görə də birbaşa reaksiyanın sürəti azalır. Reaksiya məhsulunun konsentrasiyası tədricən artır, buna görə də əks reaksiyanın sürəti də artır. Bir müddət sonra irəli reaksiyanın sürəti əks reaksiyanın sürətinə bərabər olur. Sistemin bu vəziyyətinə deyilir kimyəvi tarazlıq vəziyyəti. Kimyəvi tarazlıq vəziyyətində olan bir sistemdəki maddələrin konsentrasiyası deyilir tarazlıq konsentrasiyaları. Kimyəvi tarazlıq vəziyyətində olan sistemin kəmiyyət xarakteristikasıdır tarazlıq sabiti.
İstənilən geri dönən reaksiya üçün a A + b B+ ... ⇆ p P + q Q + ... kimyəvi tarazlıq sabitinin (K) ifadəsi kəsr kimi yazılır, onun payı reaksiya məhsullarının tarazlıq konsentrasiyalarını ehtiva edir. , və məxrəc başlanğıc maddələrin tarazlıq konsentrasiyalarını ehtiva edir, Üstəlik, hər bir maddənin konsentrasiyası reaksiya tənliyində stokiometrik əmsala bərabər gücə qaldırılmalıdır.
Məsələn, N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 reaksiyası üçün.
Nəzərə almaq lazımdır ki tarazlıq sabitinin ifadəsinə yalnız qaz halında olan maddələrin və ya həll olunmuş vəziyyətdə olan maddələrin tarazlıq konsentrasiyaları daxildir . Bərk konsentrasiyanın sabit olduğu qəbul edilir və tarazlıq sabiti ifadəsinə daxil edilmir.
CO 2 (qaz) + C (bərk) ⇆ 2CO (qaz)
CH 3 COOH (məhlul) ⇆ CH 3 COO – (məhlul) + H + (məhlul)
Ba 3 (PO 4) 2 (bərk) ⇆ 3 Ba 2+ (doymuş məhlul) + 2 PO 4 3– (doymuş məhlul) K=C 3 (Ba 2+) C 2 (PO 4 3–)
Tarazlıq sisteminin parametrlərinin hesablanması ilə bağlı ən vacib iki problem növü var:
1) başlanğıc maddələrin ilkin konsentrasiyaları məlumdur; məsələnin şərtlərindən tarazlığın yarandığı vaxta qədər reaksiya vermiş (və ya əmələ gəlmiş) maddələrin konsentrasiyalarını tapmaq olar; məsələ bütün maddələrin tarazlıq konsentrasiyalarının və tarazlıq sabitinin ədədi qiymətinin hesablanmasını tələb edir;
2) başlanğıc maddələrin ilkin konsentrasiyaları və tarazlıq sabiti məlumdur. Şərtdə reaksiyaya girən və ya əmələ gələn maddələrin konsentrasiyası haqqında məlumat yoxdur. Bütün reaksiya iştirakçılarının tarazlıq konsentrasiyalarını hesablamaq tələb olunur.
Belə problemləri həll etmək üçün hər hansı bir tarazlıq konsentrasiyasının olduğunu başa düşmək lazımdır orijinal Reaksiyaya girən maddənin konsentrasiyasını ilkin konsentrasiyadan çıxarmaqla maddələri tapmaq olar:
Tarazlıq C = reaksiyaya girən maddənin ilkin C – C.
Tarazlıq konsentrasiyası reaksiya məhsulu tarazlıq zamanı əmələ gələn məhsulun konsentrasiyasına bərabərdir:
C tarazlığı = əmələ gələn məhsulun C.
Beləliklə, tarazlıq sisteminin parametrlərini hesablamaq üçün tarazlıq zamanı başlanğıc maddənin nə qədər reaksiya verdiyini və nə qədər reaksiya məhsulunun əmələ gəldiyini müəyyən edə bilmək çox vacibdir. Reaksiyaya girən və əmələ gələn maddələrin miqdarını (və ya konsentrasiyasını) müəyyən etmək üçün reaksiya tənliyindən istifadə etməklə stokiometrik hesablamalar aparılır.
Misal 6.1 N 2 + 3H 2 ⇆ 2 NH 3 tarazlıq sistemində azot və hidrogenin ilkin konsentrasiyaları müvafiq olaraq 3 mol/l və 4 mol/l-dir. Kimyəvi tarazlıq yarandıqda, hidrogenin ilkin miqdarının 70%-i sistemdə qalır. Bu reaksiya üçün tarazlıq sabitini təyin edin.
Problemin şərtlərindən belə çıxır ki, tarazlıq yaranan zaman hidrogenin 30%-i reaksiya verib (1-ci tip problem):
4 mol/l H 2 – 100%
x mol/l H 2 – 30%
x = 1,2 mol/l = C reaksiyası. (H2)
Reaksiya tənliyindən göründüyü kimi, reaksiyaya hidrogendən 3 dəfə az azot daxil olmalı idi, yəni. Proreak ilə. (N 2) = 1,2 mol/l: 3 = 0,4 mol/l. Ammonyak azotla reaksiya verəndən 2 dəfə çox əmələ gəlir:
Şəkillərdən. (NH 3) = 2 × 0,4 mol/l = 0,8 mol/l
Bütün reaksiya iştirakçılarının tarazlıq konsentrasiyası aşağıdakı kimi olacaqdır:
Bərabər ilə (H 2)= C başlanğıc (H 2) - C reaksiyası. (H 2) = 4 mol/l – 1,2 mol/l = 2,8 mol/l;
Bərabər ilə (N 2)= C başlanğıc (N 2) – C reaksiyası. (N 2) = 3 mol/l – 0,4 mol/l = 2,6 mol/l;
Bərabər ilə (NH 3) = C şəkli. (NH 3) = 0,8 mol/l.
Tarazlıq sabiti = 
.
Misal 6.2 H 2 və I 2-nin ilkin konsentrasiyalarının müvafiq olaraq 5 mol/l və 3 mol/l olduğu məlumdursa, H 2 + I 2 ⇆ 2 HI sistemində hidrogen, yod və hidrogen yodidin tarazlıq konsentrasiyalarını hesablayın, və tarazlıq sabiti 1-dir.
Qeyd etmək lazımdır ki, bu problemin şərtlərində (2-ci tip problem) şərt reaksiyaya girən başlanğıc maddələrin və nəticədə yaranan məhsulların konsentrasiyaları haqqında heç nə demir. Buna görə də belə məsələlərin həlli zamanı reaksiyaya girən bəzi maddələrin konsentrasiyası adətən x kimi qəbul edilir.
Tarazlığın yarandığı vaxta qədər x mol/l H 2 reaksiya versin. Sonra reaksiya tənliyindən aşağıdakı kimi x mol/l I 2 reaksiya verməli və 2x mol/l HI əmələ gəlməlidir. Bütün reaksiya iştirakçılarının tarazlıq konsentrasiyası aşağıdakı kimi olacaqdır:
Bərabər ilə (H 2) = C yalvarmaq. (H 2) – C reaksiyası. (H 2) = (5 – x) mol/l;
Bərabər ilə (I 2) = C başlanğıc (I 2) – C reaksiyası. (I 2) = (3 – x) mol/l;
Bərabər ilə (HI) = Şəkillərdən. (HI) = 2x mol/l.
4x 2 = 15 – 8x + x 2
3x 2 + 8x – 15 = 0
x 1 = –3,94 x 2 = 1,27
Fiziki məna yalnız müsbət kökə malikdir x = 1.27.
Beləliklə, C bərabərdir. (H 2) = (5 – x) mol/l = 5 – 1,27 = 3,73 mol/l;
Bərabər ilə (I 2) = (3 – x) mol/l = 3 – 1,27 = 1,73 mol/l;
Bərabər ilə (HI) = 2x mol/l = 2·1,27 = 2,54 mol/l.
Tapşırıq № 7
Cədvəl 7 – 7 nömrəli tapşırığın şərtləri
Cədvəl 7-nin davamı
Reaksiyaya daxil olan maddələrlə onun zamanı əmələ gələn maddələr arasında kəmiyyət əlaqələrini öyrənir (qədim yunan dilindən “stoichion” - “element tərkibi”, “maitren” - “ölçürəm”).
Stokiometriya material və enerji hesablamaları üçün ən vacibdir, onsuz heç bir kimyəvi istehsalı təşkil etmək mümkün deyil. Kimyəvi stoxiometriya tələb olunan məhsuldarlığı və mümkün itkiləri nəzərə alaraq müəyyən bir istehsal üçün tələb olunan xammalın miqdarını hesablamağa imkan verir. İlkin hesablamalar aparılmadan heç bir müəssisə açıla bilməz.
Bir az tarix
“Stoixiometriya” sözünün özü alman kimyaçısı Yeremya Benjamin Rixterin ixtirasıdır, onun kitabında təklif etdiyi, ilk dəfə kimyəvi tənliklərdən istifadə edərək hesablamalar aparmaq imkanı ideyasını təsvir etmişdir. Sonralar Avoqadro (1811), Gey-Lussak (1802), kompozisiyanın sabitlik qanunu (J.L.Prust, 1808), çoxsaylı nisbətlər (C.Dalton, 1803) qanunlarının kəşfi ilə Rixterin ideyaları nəzəri cəhətdən əsaslandırıldı. atom-molekulyar elmin inkişafı. İndi bu qanunlar, eləcə də Rixterin özü tərəfindən tərtib edilmiş ekvivalentlər qanunu stoxiometriya qanunları adlanır.
“Stoxiometriya” anlayışı həm maddələrə, həm də kimyəvi reaksiyalara münasibətdə istifadə olunur.
Stokiometrik tənliklər
Stokiometrik reaksiyalar, başlanğıc maddələrin müəyyən nisbətdə reaksiya verdiyi və məhsulların miqdarının nəzəri hesablamalara uyğun olduğu reaksiyalardır.
Stokiometrik tənliklər stoxiometrik reaksiyaları təsvir edən tənliklərdir.
Stokiometrik tənliklər) reaksiyanın bütün iştirakçıları arasında mollarla ifadə olunan kəmiyyət əlaqələrini göstərir.
Əksər qeyri-üzvi reaksiyalar stoxiometrikdir. Məsələn, kükürddən sulfat turşusu əmələ gətirən üç ardıcıl reaksiya stoxiometrikdir.
S + O 2 → SO 2
SO 2 + ½O 2 → SO 3
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
Bu reaksiya tənliklərindən istifadə edərək hesablamalar apararaq müəyyən miqdarda sulfat turşusu əldə etmək üçün hər bir maddədən nə qədər götürülməli olduğunu müəyyən edə bilərsiniz.
Əksər üzvi reaksiyalar stoxiometrik deyil. Məsələn, etanın krekinq reaksiyasının tənliyi belə görünür:
C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2.
Halbuki, reallıqda reaksiya həmişə nəticə verəcəkdir müxtəlif miqdarlarəlavə məhsullar - nəzəri cəhətdən hesablanması mümkün olmayan asetilen, metan və başqaları. Bəzi qeyri-üzvi reaksiyalar da hesablana bilməz. Məsələn, ammonium nitrat:
NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.
Bir neçə istiqamətdə gedir, buna görə də müəyyən miqdarda azot oksidi (I) əldə etmək üçün başlanğıc maddənin nə qədər alınması lazım olduğunu müəyyən etmək mümkün deyil.
Stokiometriya kimyəvi istehsalın nəzəri əsasını təşkil edir
İstehsalda və ya istehsalda istifadə olunan bütün reaksiyalar stoxiometrik olmalıdır, yəni dəqiq hesablamalara tabe olmalıdır. Zavod və ya fabrik gəlirli olacaqmı? Stokiometriya bizə bunu öyrənməyə imkan verir.
Stokiometrik tənliklər əsasında nəzəri tarazlıq tərtib edilir. Maraqlanan məhsulun tələb olunan miqdarını əldə etmək üçün nə qədər başlanğıc material tələb olunduğunu müəyyən etmək lazımdır. Sonra, başlanğıc materialların faktiki istehlakını və məhsulların məhsuldarlığını göstərəcək əməliyyat təcrübələri aparılır. Nəzəri hesablamalarla praktiki məlumatlar arasındakı fərq istehsalı optimallaşdırmağa və müəssisənin gələcək iqtisadi səmərəliliyini qiymətləndirməyə imkan verir. Stokiometrik hesablamalar, əlavə olaraq, avadanlıq seçmək, çıxarılmalı olan əlavə məhsulların kütlələrini müəyyən etmək və s. üçün prosesin istilik balansını tərtib etməyə imkan verir.
Stokiometrik maddələr
Zh.L tərəfindən təklif olunan kompozisiyanın sabitliyi qanununa görə. Prust, kimyəvi cəhətdən hər şey hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq sabit tərkibə malikdir. Bu o deməkdir ki, məsələn, sulfat turşusu H 2 SO 4 molekulunda, onun hansı üsulla alınmasından asılı olmayaraq, hər iki hidrogen atomu üçün həmişə bir kükürd atomu və dörd oksigen atomu olacaqdır. Molekulyar quruluşa malik olan bütün maddələr stokiometrikdir.
Lakin maddələr təbiətdə geniş yayılmışdır, onların tərkibi istehsal üsulundan və ya mənşə mənbəyindən asılı olaraq fərqlənə bilər. Onların böyük əksəriyyəti belədir kristal maddələr. Hətta deyə bilər ki, bərk cisimlər üçün stexiometriya qayda deyil, istisnadır.
Nümunə olaraq yaxşı öyrənilmiş titan karbid və oksidin tərkibini nəzərdən keçirək. Titan oksidində TiO x X = 0,7-1,3, yəni titan atomunda 0,7-dən 1,3-ə qədər oksigen atomu var, karbiddə TiC x X = 0,6-1,0.
Bərk cisimlərin stoikiometrik təbiəti düyünlərdə interstisial qüsurla izah olunur kristal qəfəs və ya əksinə, qovşaqlarda boş yerlərin görünüşü. Belə maddələrə oksidlər, silisidlər, boridlər, karbidlər, fosfidlər, nitridlər və s. qeyri-üzvi maddələr, həmçinin yüksək molekullu üzvi.
Dəyişən tərkibli birləşmələrin mövcudluğuna dair sübutlar yalnız 20-ci əsrin əvvəllərində İ.S.Kurnakov tərəfindən təqdim edilsə də, bu cür maddələr çox vaxt alim K.L.-nin adına görə bertollidlər adlanır. Hər hansı bir maddənin tərkibinin dəyişdiyini fərz edən Berthollet.