Stokiometriya kimyoviy formulalarni topish, kimyoviy reaktsiyalar tenglamalarini tuzish va preparativ kimyo va kimyoviy tahlilda qo'llaniladigan hisoblarni o'z ichiga oladi.
Shu bilan birga, ko'plab noorganik birikmalar turli sabablarga ko'ra o'zgaruvchan tarkibga ega bo'lishi mumkin (bertollidlar). Stokiometriya qonunlaridan chetga chiqish kuzatiladigan moddalar deyiladi stoxiometrik bo'lmagan. Shunday qilib, titanium (II) oksidi o'zgaruvchan tarkibga ega bo'lib, unda bir titan atomida 0,65 dan 1,25 gacha kislorod atomlari bo'lishi mumkin. Natriy volfram bronzasi (natriy volfram oksidi bronzalariga tegishli), undan natriy chiqarilishi bilan rangini oltin sariqdan (NaWO 3) to'q ko'k-yashilga (NaO 3WO 3) o'zgartiradi, oraliq qizil va binafsha ranglardan o'tadi. Va hatto natriy xlorid ham stexiometrik bo'lmagan tarkibga ega bo'lib, metall ortiqcha bo'lganda ko'k rangga ega bo'lishi mumkin. Kondensatsiyalangan fazalar uchun stexiometriya qonunlaridan chetga chiqish kuzatiladi va qattiq eritmalar hosil bo'lishi (kristalli moddalar uchun), ortiqcha reaktsiya komponentining suyuqlikda erishi yoki hosil bo'lgan birikmaning termal dissotsiatsiyasi (suyuq fazada, suyuqlikda) bilan bog'liq. eritma).
Agar boshlang'ich moddalar kirsa kimyoviy reaksiya qat'iy belgilangan nisbatlarda va reaksiya natijasida miqdorini aniq hisoblash mumkin bo'lgan mahsulotlar hosil bo'ladi, keyin bunday reaktsiyalar stokiometrik, ularni tavsiflovchi kimyoviy tenglamalar esa stexiometrik tenglamalar deb ataladi. Turli birikmalarning nisbiy molekulyar og'irliklarini bilish orqali bu birikmalar qanday nisbatda reaksiyaga kirishishini hisoblash mumkin. Reaksiyada ishtirok etuvchi moddalar o'rtasidagi molyar nisbatlar stoxiometrik deb ataladigan koeffitsientlar bilan ko'rsatilgan (ular kimyoviy tenglamalarning koeffitsientlari hamdir, ular kimyoviy reaktsiya tenglamalarining koeffitsientlari hamdir). Agar moddalar 1:1 nisbatda reaksiyaga kirishsa, u holda ularning stexiometrik miqdori deyiladi ekvimolyar.
"Stoxiometriya" atamasi I. Rixter tomonidan "Stoixiometriyaning boshlanishi yoki o'lchov san'ati" kitobida kiritilgan. kimyoviy elementlar"(J.B. Rixter. Anfangsgründe der Stochyometrie yoki Meßkunst chymischer Elemente. Erster, Zweyter va Dritter Theil. Breßlau und Xirshberg, 1792–93), u tuzlarning hosil bo'lishi paytida kislotalar va asoslarning massalarini aniqlash natijalarini jamlagan.
Stokiometriya massalarning saqlanish qonunlari, ekvivalentlar, Avogadro, Gey-Lyussak qonuni, tarkibning doimiylik qonuni, karra nisbatlar qonuniga asoslanadi. Stenxiometriya qonunlarining ochilishi, aniq aytganda, kimyoning aniq fan sifatida boshlanishini belgilab berdi. Stexiometriya qoidalari kimyoviy reaksiya tenglamalari bilan bog'liq barcha hisob-kitoblar asosida yotadi va analitik va preparativ kimyo, kimyoviy texnologiya va metallurgiyada qo'llaniladi.
Stokiometriya qonunlari moddalar formulalari bilan bog'liq hisob-kitoblarda va reaksiya mahsulotlarining nazariy jihatdan mumkin bo'lgan unumini topishda qo'llaniladi. Keling, termit aralashmasining yonish reaktsiyasini ko'rib chiqaylik:
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 l 1 m o l A l) = 28,7 g A l (\displaystyle \mathrm (\chap((\frac (85,0\ g\ Fe_(2)O_(3))(1))\o'ng)\chap((\frac (1\ mol\ Fe_) 2)O_(3))(160\ g\ Fe_(2)O_(3)))\o'ng)\chap((\frac (2\ mol\ Al)(1\ mol\ Fe_(2)O_(3) )))\o'ng)\left((\frac (27\ g\ Al)(1\ mol\ Al))\o'ng)=28,7\ g\ Al))
Shunday qilib, 85,0 gramm temir (III) oksidi bilan reaktsiyani amalga oshirish uchun 28,7 gramm alyuminiy kerak bo'ladi.
Entsiklopedik YouTube
1 / 3
Stokiometriya
Kimyo 11 Stexiometrik kimyoviy qonunlar
Kimyo fanidan muammolar. Moddalarning aralashmalari. Stokiometrik zanjirlar
Subtitrlar
Biz kimyoviy tenglama nima ekanligini bilamiz va uni qanday muvozanatlashni o‘rgandik. Yoki bu molekulalarning 10 grammini va bu molekulalarning 30 grammini bersam, qaysi biri birinchi bo‘lib tugaydi? 85 gramm temir trioksidda qancha mol borligini aniqlash uchun biz hozirgacha yashil va ko‘k rangda ko‘rsatilgan barcha ishlagan narsalarimiz kerak edi.
Yonish jarayonini tashkil qilishning ushbu usuli bilan ortiqcha havo koeffitsienti stokiometrikga yaqin boy aralashmalarga mos kelishi kerak. Bunday holda, alangalanish manbalarining susayishi ehtimoli yuqori bo'lgan, yonishning sezilarli tsiklik notekisligi va oxir-oqibat, noto'g'ri yong'inlar bilan olov jabhasining tarqalish tezligi etarlicha yuqori bo'lmaganligi sababli, yog'siz aralashmalarning samarali yonishini tashkil qilish juda qiyin bo'ladi. Shunday qilib, bu yo'nalishni boy gaz-havo aralashmalarining juda sekin yonishi deb atash mumkin.[...]
Haddan tashqari havo koeffitsienti (a) yonish jarayoniga va yonish mahsulotlarining tarkibiy tarkibiga sezilarli ta'sir qiladi. Shubhasiz, 1,0 da) u tutun gazlarining tarkibiy tarkibiga deyarli ta'sir qilmaydi va faqat yonish jarayonida ishlatilmaydigan havo bilan suyultirish tufayli komponentlar kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladi.[...]
Dialkilxlorotiyofosfat ishlab chiqarish reaksiyasining stexiometrik koeffitsientlari va 2-mezon uchun optimal yechim asosida X3 = -0,26 (1,087 mol/mol) cheklovni qo'yamiz.[...]
| 24.5 |
Bu polifosfat iste'moli uchun stoxiometrik koeffitsientning qiymatini beradi 1/us,p = g P/g COD(NAs).[...]
Jadvalda 24.5-jadvalda sof kulturali uzluksiz partiyali reaktorlarda olib borilgan tajribalarda aniqlangan stoxiometrik rentabellik koeffitsientlari keltirilgan. Turli mikrobiologik o'sish sharoitlariga qaramay, bu qiymatlar juda yaxshi mos keladi.[...]
(3.36) ifodadan biz “sat.p = 0,05 g P/g COD(NAs) stexiometrik koeffitsientini topamiz.[...]
[ ...]
3.2-misoldan siz olib tashlash tenglamasining stexiometrik koeffitsientlarini topishingiz mumkin. sirka kislotasi: 1 mol HA (60 g HA) uchun 0,9 mol 02 va 0,9 32 = 29 g 02 kerak.[...]
| 3.12 |
Ushbu formulalarda birinchi boshlang'ich modda barcha stokiometrik tenglamalarga kiritilgan va ulardagi stexiometrik koeffitsient V/, = -1 ga teng. Ushbu modda uchun har bir stoxiometrik tenglamada lu ning konvertatsiya qilish darajalari berilgan (jami K mavjud). (3.14) va (3.15) tenglamalarda selektivligi va unumdorligi aniqlanadigan mahsulotning i-komponenti faqat 1-stexiometrik tenglamada (keyinchalik E/ = x()) hosil qilingan deb faraz qilinadi. Komponentlar miqdori. bu formulalar mol bilan o'lchanadi (kimyo fanlarida an'anaviy ravishda qabul qilinganidek, LO belgisi...[...]
Oksidlanish-qaytarilish tenglamalarini tuzishda stexiometrik koeffitsientlar elementning reaksiyadan oldin va keyin oksidlanishiga qarab topiladi. Birikmalardagi elementning oksidlanishi atomning qutbli va ionli bog‘lanish hosil bo‘lishiga sarflagan elektronlar soni bilan, oksidlanish belgisi esa bog‘lovchi elektron juftlarining siljish yo‘nalishi bilan aniqlanadi. Masalan, NaCl birikmasidagi natriy ionining oksidlanishi +1, xlorniki esa -I.[...]
Mikrobiologik reaksiyaning stoxiometriyasini hosildorlik koeffitsienti qiymatlari jadvallari ko'rinishida emas, balki stoxiometrik muvozanat tenglamasi yordamida ifodalash qulayroqdir. Mikrobiologik hujayra komponentlari tarkibini bunday tavsiflash empirik formuladan foydalanishni talab qildi. C5H702N hujayra moddasining formulasi eksperimental tarzda o'rnatildi, bu ko'pincha stoxiometrik tenglamalarni tayyorlashda qo'llaniladi.[...]
Jadvalda 3.6-bandda kinetik va boshqa konstantalarning tipik qiymatlari, shuningdek, shahar oqava suvlarini tozalashning aerob jarayoni uchun stexiometrik koeffitsientlar keltirilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, alohida konstantalar o'rtasida ma'lum bir bog'liqlik mavjud, shuning uchun turli manbalardan alohida konstantalarni tanlashdan ko'ra, bir manbadan doimiylar to'plamidan foydalanish kerak. Jadvalda 3.7 shunga o'xshash korrelyatsiyalarni ko'rsatadi.[...]
Usul birlikka teng bo'lgan stexiometrik koeffitsientga asoslangan (1 mol ozon 1 mol yod chiqaradi) ozonga aylantirilgan yodning ma'lum miqdori bilan standartlashtiriladi. Ushbu koeffitsient bir qator tadqiqotlar natijalari bilan tasdiqlanadi, ular asosida olefinlar bilan ozon reaktsiyalarining stexiometriyasi o'rnatildi. Boshqa koeffitsient bilan bu natijalarni tushuntirish qiyin bo'ladi. Biroq, ish belgilangan koeffitsient 1,5 ekanligini aniqladi. Bu stoxiometrik koeffitsientga ko'ra ma'lumotlarga mos keladi, birga teng, pH 9 da olinadi va kislotali muhitda neytral va gidroksidi muhitga qaraganda sezilarli darajada ko'proq yod chiqariladi.[...]
Sinovlar to'liq yukda va 1500 min1 doimiy krank mili tezligida o'tkazildi. Haddan tashqari havo koeffitsienti 0,8 [...] oralig'ida o'zgardi.
Tirik tabiatdagi moddiy jarayonlar, biogen elementlarning aylanishlari eng xilma-xil organizmlarda faqat bitta kattalik tartibida o'zgarib turadigan stexiometrik koeffitsientli energiya oqimlari bilan bog'liq. Bundan tashqari, katalizning yuqori samaradorligi tufayli organizmlarda yangi moddalarni sintez qilish uchun energiya sarfi ushbu jarayonlarning texnik analoglariga qaraganda ancha kam [...]
Dvigatel xususiyatlarini va barcha yonish kameralari uchun zararli chiqindilarni o'lchash ortiqcha havo nisbati stexiometrik qiymatdan juda nozik aralashmagacha bo'lgan keng ko'lamli o'zgarishlarda amalga oshirildi. Shaklda. 56 va 57 a ga bog'liq asosiy natijalarni ko'rsatadi, 2000 min aylanish tezligida va to'liq ochiq gaz kelebeği valfida olingan. Ateşleme vaqti burchagining qiymati maksimal momentni olish shartidan tanlangan.[...]
Fosforni olib tashlashning biologik jarayoni murakkab, shuning uchun biz foydalanadigan yondashuv juda soddalashtirilgan. Jadvalda 8.1-rasmda FAO ishtirokida sodir bo'ladigan jarayonlarni tavsiflovchi stexiometrik koeffitsientlar to'plami keltirilgan. Jadval murakkab ko'rinadi, lekin unda soddalashtirish allaqachon qilingan.[...]
Oxirgi ishlardan birida 1 mol N02 0,72 g N07 ionini berishi qabul qilingan. Taqdim etilgan ma'lumotlarga ko'ra Xalqaro tashkilot standartlashtirish, stexiometrik koeffitsient Griess tipidagi reagentlar tarkibiga bog'liq. Ushbu reagentning tarkibiy qismlarining tarkibida farq qiluvchi oltita variant taklif qilingan va barcha turdagi assimilyatsiya eritmalari uchun yutilish samaradorligi 90% ni tashkil etishi va assimilyatsiya samaradorligini hisobga olgan holda stexiometrik koeffitsient 0,8 dan 0,8 gacha o'zgarishi ko'rsatilgan. 1. NEDA miqdorini kamaytirish va sulfanilik kislotani sulfanilamid (oq streptotsid) bilan almashtirish bu koeffitsientning yuqori qiymatini beradi. Ish mualliflari buni HN02 ning nojo'ya reaktsiyalar paytida NO hosil bo'lishi tufayli yo'qolishi bilan izohlaydilar.[...]
Biokimyoviy tozalash inshootlarini loyihalashda chiqindi suv va ularning ishlashini tahlil qilish uchun odatda quyidagi hisoblangan parametrlar qo'llaniladi: biologik oksidlanish tezligi, elektron qabul qiluvchilar uchun stexiometrik koeffitsientlar, o'sish tezligi va jismoniy xususiyatlar faollashtirilgan loy biomassasi. O'qish kimyoviy o'zgarishlar bioreaktorda sodir bo'ladigan biologik o'zgarishlar bilan birgalikda bu strukturaning ishlashi haqida to'liq tasavvurga ega bo'lish imkonini beradi. Anaerob filtrlarni o'z ichiga olgan anaerob tizimlar uchun bunday ma'lumotlar tozalash inshootlarining normal ishlashining asosiy omili bo'lgan muhitning optimal pH qiymatini ta'minlash uchun kerak. Ba'zi aerobik tizimlarda, masalan, nitrifikatsiya sodir bo'ladigan tizimlarda, mikroblarning optimal o'sish sur'atlarini ta'minlash uchun pH nazorati ham zarur. 60-yillarning oxirida amaliyotga kirgan, sof kisloroddan (kislorod tanki) foydalanadigan yopiq tozalash inshootlari uchun kimyoviy o'zaro ta'sirlarni o'rganish nafaqat pH ni tartibga solish, balki gaz quvurlari uskunalarini muhandislik hisoblash uchun ham zarur bo'ldi. ...]
Umumiy holatda katalitik transformatsiya k tezligining konstantasi ma'lum bir haroratda to'g'ridan-to'g'ri, teskari va yon reaktsiyalarning tezlik konstantalari, shuningdek, boshlang'ich reagentlarning diffuziya koeffitsientlari va ularning o'zaro ta'siri mahsulotlarining funktsiyasidir. . Geterogen katalitik jarayonning tezligi, yuqorida aytib o'tilganidek, uning alohida bosqichlarining nisbiy tezligi bilan belgilanadi va ularning eng sekinligi bilan chegaralanadi. Natijada, katalitik reaktsiyaning tartibi deyarli hech qachon ushbu reaksiya tenglamasida stexiometrik nisbatga mos keladigan reaktsiya molekulyarligiga to'g'ri kelmaydi va katalitik transformatsiyaning tezlik konstantasini hisoblash uchun ifodalar aniq bosqichlar va shartlarga xosdir. uning amalga oshirilishi haqida.[...]
Neytrallanish reaktsiyasini nazorat qilish uchun kerakli pH qiymatini olish uchun eritmaga qancha kislota yoki gidroksidi qo'shilishi kerakligini bilishingiz kerak. Ushbu muammoni hal qilish uchun stexiometrik koeffitsientlarni empirik baholash usulidan foydalanish mumkin, bu titrlash yordamida amalga oshiriladi.[...]
Kameradagi yonish mahsulotlarining muvozanat tarkibi massa ta'siri qonuni bilan belgilanadi. Ushbu qonunga ko'ra, kimyoviy reaktsiyalarning tezligi boshlang'ich reagentlarning konsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lib, ularning har biri moddaning tenglamaga kiradigan stexiometrik koeffitsientiga teng darajaga olinadi. kimyoviy reaksiya. Yoqilg'i tarkibiga asoslanib, biz, masalan, suyuq raketa yoqilg'ilarining kameradagi yonish mahsulotlari CO2, H20, CO, N0, OH, Li2, H2, N. H, O dan iborat bo'ladi deb taxmin qilishimiz mumkin. qattiq raketa yoqilg'isi - A1203, N2, H2, HC1, CO, C02, H20 dan T = 1100...2200 K. [...]
Ikki bosqichli yonishdan foydalanish imkoniyatini oqlash tabiiy gaz amalga oshirildi eksperimental tadqiqotlar yondirgich orqali etkazib beriladigan ortiqcha havo nisbatiga qarab, mahalliy haroratni, azot oksidi va yonuvchi moddalarning kontsentratsiyasini mash'al uzunligi bo'ylab taqsimlash. Tajribalar gaz oqimlarini aylanma ko‘ndalang havo oqimiga periferik yetkazib beruvchi VTI vorteks gorelkasi bilan jihozlangan PTVM-50 qozonining pechida tabiiy gazni yoqish yo‘li bilan o‘tkazildi. Aniqlanishicha, ag O.bb da yoqilg'ining yonish jarayoni 1ph/X>Out = 4,2, ag=1,10 da - bph10out = 3,6 masofada tugaydi. Bu stoxiometriklardan sezilarli darajada farq qiladigan sharoitlarda kengaytirilgan yonish jarayonini ko'rsatadi.[...]
Nitrifikatsiyasiz faollashtirilgan loy bilan texnologik parametrlarning soddalashtirilgan matritsasi Jadvalda keltirilgan. 4.2. Bu erda konversiya jarayoniga uchta asosiy omil yordam beradi deb taxmin qilinadi: biologik o'sish, degradatsiya va gidroliz. Reaktsiya tezligi o'ng ustunda ko'rsatilgan va jadvalda keltirilgan koeffitsientlar stokiometrikdir. Jadval ma'lumotlaridan foydalanib, siz massa balansi tenglamasini yozishingiz mumkin, masalan, oson parchalanadigan uchun organik moddalar Ideal aralashtirish reaktorida bo'ling. Transport iboralari o'z-o'zidan tushunarli. Jadvalning o'ng ustunidan (bu holda) "komponent" ustunlaridan stexiometrik koeffitsientlarni mos keladigan reaktsiya tezligiga ko'paytirish orqali moddaning o'zgarishini tavsiflovchi ikkita iborani topamiz. 4.2.[...]
Shaklda. 50-rasmda aralashmaning tarkibiga va yonish vaqtiga qarab yonish mahsulotlaridagi Shx tarkibining o'zgarishi (g / kVt) ko'rsatilgan. Chunki NOx ning hosil bo'lishi ko'p jihatdan gaz haroratiga bog'liq bo'lib, erta yonish bilan NOx emissiyasi ortadi; 1 Yux hosil bo'lishining ortiqcha havo koeffitsientiga bog'liqligi murakkabroq, chunki qarama-qarshi ikkita omil mavjud. 1Ox hosil bo'lishi yonish aralashmasidagi kislorod konsentratsiyasiga va haroratga bog'liq. Aralashmaning egilishi kislorod kontsentratsiyasini oshiradi, lekin maksimal yonish haroratini pasaytiradi. Bu stexiometriklardan bir oz kambag'al aralashmalar bilan ishlashda maksimal tarkibga erishilishiga olib keladi. Haddan tashqari havo koeffitsientining bir xil qiymatlarida samarali samaradorlik maksimalga ega.[...]
Shaklda. 7.2-rasmda metanol konsentratsiyasining to'liq joy almashuvchi biofiltrning chiqish joyidagi NO3-N konsentratsiyasiga eksperimental bog'liqligi ko'rsatilgan. Tajriba nuqtalarini birlashtiruvchi chiziqlar moddaning turli Smc/Sn- nisbatlarda taqsimlanishini tavsiflaydi: 3,1 kg CH3OH/kg NO -N. ]
Reaktivlarning kontsentratsiyasini muvozanat konstantasi bilan bog'lovchi munosabatlar massa ta'siri qonunining matematik ifodasi bo'lib, uni quyidagicha shakllantirish mumkin: holatdagi ma'lum teskari reaktsiya uchun. kimyoviy muvozanat reaktsiya mahsulotlarining muvozanat konsentrasiyalari mahsulotining ma'lum bir haroratda boshlang'ich moddalarning muvozanat konsentrasiyalari mahsulotiga nisbati doimiy qiymat bo'lib, har bir moddaning konsentratsiyasini uning stexiometrik koeffitsienti kuchiga ko'tarish kerak. [...]
Sovet Ittifoqida atmosferadagi NO¡¡ ni aniqlash uchun Polezhaev va Girina usuli qo'llaniladi. Bu usul azot dioksidini ushlash uchun 8% KJ eritmasidan foydalanadi. Olingan eritmadagi nitrit ionlarini aniqlash Griss-Ilosvay reaktivi yordamida amalga oshiriladi. Kaliy yodid eritmasi gidroksidi eritmasidan sezilarli darajada samaraliroq NO2 absorber hisoblanadi. Uning hajmi (faqat 6 ml) va havo o'tkazish tezligi (0,25 l / min) bilan 2% dan ko'p bo'lmagan NO2 g'ovakli shisha plastinka bilan yutuvchi qurilmadan o'tadi. Olingan namunalar yaxshi saqlanadi (taxminan bir oy). KJ eritmasi bilan NOa ning yutilishi uchun stoxiometrik koeffitsient yutuqni hisobga olgan holda 0,75 ga teng. Bizning ma'lumotlarimizga ko'ra, bu usul NO: NOa 3: 1 konsentratsiyasi nisbatida NO ga to'sqinlik qilmaydi.[...]
Chiqindilarni yuqori haroratda qayta ishlash amaliyotida keng qo‘llaniladigan bu usulning kamchiliklari qimmat ishqoriy reagentlardan (NaOH va Na2CO3) foydalanish zaruratidir. Shunday qilib, kichik miqdordagi suyuq chiqindilarni keng turdagi komponentlar bilan qayta ishlashga muhtoj bo'lgan ko'plab sohalarning ehtiyojlarini qondirish mumkin. kimyoviy tarkibi va xlororganik birikmalarning har qanday tarkibi. Shu bilan birga, xlor o'z ichiga olgan erituvchilarning yonishiga ehtiyotkorlik bilan yondashish kerak, chunki ma'lum sharoitlarda (1 > 1200 ° C, ortiqcha havo nisbati > 1,5) chiqindi gazlar tarkibida fosgen, juda zaharli uglerod xloroksid yoki karbonat kislotasi xlorid bo'lishi mumkin ( COC12). Ushbu moddaning hayot uchun xavfli kontsentratsiyasi 1 m3 havo uchun 450 mg ni tashkil qiladi.[...]
Kam eriydigan minerallarni yoki ularning birlashmalarini yuvish yoki kimyoviy nurash jarayonlari yangi qattiq fazalarning shakllanishi bilan tavsiflanadi; ular va erigan komponentlar orasidagi muvozanat termodinamik faza diagrammalari yordamida tahlil qilinadi. Bu erda asosiy qiyinchiliklar odatda jarayonlarning kinetikasini tavsiflash zarurati bilan bog'liq holda yuzaga keladi, ularsiz ularni ko'rib chiqish ko'pincha oqlanmaydi. Tegishli kinetik modellar aniq shaklda kimyoviy o'zaro ta'sirlarni aks ettirishni talab qiladi - o'ziga xos reaktsiyalarning stexiometrik koeffitsientlari V.ni hisobga olgan holda reaksiyaga kirishuvchi moddalar cx qisman konsentratsiyalari orqali.
Stokiometriya- reaksiyaga kirishuvchi moddalar orasidagi miqdoriy munosabatlar.
Agar reagentlar qat'iy belgilangan miqdorda kimyoviy o'zaro ta'sirga kirsa va reaksiya natijasida miqdorini hisoblash mumkin bo'lgan moddalar hosil bo'lsa, bunday reaktsiyalar deyiladi. stoxiometrik.
Stokiometriya qonunlari:
Kimyoviy tenglamalardagi kimyoviy birikmalar formulalaridan oldingi koeffitsientlar deyiladi stoxiometrik.
Barcha hisob-kitoblar bo'yicha kimyoviy tenglamalar stexiometrik koeffitsientlardan foydalanishga asoslangan va moddaning miqdorini (mollar soni) topish bilan bog'liq.
Reaksiya tenglamasidagi moddaning miqdori (mollar soni) = mos keladigan molekula oldidagi koeffitsient.
N A=6,02×10 23 mol -1.
η - mahsulotning haqiqiy massasining nisbati m p nazariy jihatdan mumkin m t, birlikning kasrlarida yoki foizda ifodalangan.
Agar sharoitda reaksiya mahsulotlarining unumi ko'rsatilmagan bo'lsa, u holda hisob-kitoblarda u 100% ga (miqdoriy rentabellik) teng qabul qilinadi.
Kimyoviy reaksiya tenglamalari yordamida hisoblash sxemasi:
- Kimyoviy reaksiya tenglamasini yozing.
- Moddalarning kimyoviy formulalari ustiga o'lchov birliklari bilan ma'lum va noma'lum miqdorlarni yozing.
- Ma'lum va noma'lum bo'lgan moddalarning kimyoviy formulalari ostida, reaksiya tenglamasidan topilgan ushbu miqdorlarning tegishli qiymatlarini yozing.
- Proporsiyani tuzing va yeching.
Misol. 24 g magniyning toʻliq yonishi natijasida hosil boʻlgan magniy oksidining massasi va miqdorini hisoblang.
|
Berilgan: m(Mg) = 24 g Toping: ν (MgO) m (MgO) |
Yechim: 1. Kimyoviy reaksiya tenglamasini tuzamiz: 2Mg + O 2 = 2MgO. 2. Moddalar formulalari ostida biz stexiometrik koeffitsientlarga mos keladigan moddaning miqdorini (mollar sonini) ko'rsatamiz: 2Mg + O2 = 2MgO 2 mol 2 mol 3. Keling, aniqlaymiz molyar massa magniy: Magniyning nisbiy atom massasi Ar (Mg) = 24. Chunki molyar massa qiymati nisbiy atom yoki molekulyar massaga teng, keyin M (Mg)= 24 g/mol. 4. Shartda ko'rsatilgan moddaning massasidan foydalanib, moddaning miqdorini hisoblaymiz:
5. Yuqorida kimyoviy formula magniy oksidi MgO, kimning massasi noma'lum, biz o'rnatdik xmol, magniy formulasidan yuqori Mg uning molyar massasini yozamiz: 1 mol xmol 2Mg + O2 = 2MgO 2 mol 2 mol
Proportsiyalarni yechish qoidalariga ko'ra:
Magniy oksidi miqdori n (MgO)= 1 mol. 7. Magniy oksidining molyar massasini hisoblang: M (Mg)=24 g/mol, M(O)=16 g/mol. M(MgO)= 24 + 16 = 40 g / mol. Biz magniy oksidining massasini hisoblaymiz: m (MgO) = n (MgO) × M (MgO) = 1 mol × 40 g / mol = 40 g. Javob: n (MgO) = 1 mol; m (MgO) = 40 g. |
Hisoblashda barcha miqdoriy munosabatlar kimyoviy jarayonlar reaksiyalar stoxiometriyasiga asoslanadi. Bunday hisob-kitoblarda moddaning miqdorini mollarda yoki hosila birliklarida (kmol, mmol va boshqalar) ifodalash qulayroqdir. Mol SI asosiy birliklaridan biridir. Har qanday moddaning bir moli uning molekulyar og'irligiga son jihatdan teng bo'lgan miqdoriga to'g'ri keladi. Shuning uchun, bu holda molekulyar og'irlik birliklari bilan o'lchovli qiymat sifatida ko'rib chiqilishi kerak: g / mol, kg / km, kg / mol. Masalan, azotning molekulyar massasi 28 g/mol, 28 kg/kmol, lekin 0,028 kg/mol.
Moddaning massasi va molyar miqdori ma'lum munosabatlar bilan bog'liq
N A = m A / M A; m A = N A M A,
bu erda N A - A komponentining miqdori, mol; m A - bu komponentning massasi, kg;
M A - A komponentining molekulyar og'irligi, kg / mol.
Uzluksiz jarayonlarda A moddaning oqimi uning molida ifodalanishi mumkin
vaqt birligi uchun miqdor
bu erda W A - A komponentining molyar oqimi, mol/s; t - vaqt, s.
Amalda qaytarib bo'lmaydigan oddiy reaktsiya uchun, odatda stoichiomet
rik tenglamasi shaklida yoziladi
v A A + v B B = v R R + v S S.
Biroq, stexiometrik tenglamani algebraik ko'rinishda yozish qulayroqdir
th, agar reaktivlarning stexiometrik koeffitsientlari manfiy, reaksiya mahsulotlari esa ijobiy bo'lsa:
Keyin har bir oddiy reaksiya uchun quyidagi tengliklarni yozishimiz mumkin:
"0" indeksi komponentning boshlang'ich miqdorini bildiradi.
Bu tengliklar oddiy reaksiya uchun komponent uchun moddiy muvozanatning quyidagi tenglamalarini keltirib chiqaradi:
7.1-misol. Fenolning siklogeksanolga gidrogenlash reaksiyasi tenglamaga muvofiq davom etadi
C 6 H 5 OH + ZH 2 = C 6 H 11 OH yoki A + ZV = R.
A komponentining dastlabki miqdori 235 kg, yakuniy miqdori esa 18,8 kg bo'lsa hosil bo'lgan mahsulot miqdorini hisoblang.
Yechish: Reaksiyani shaklda yozamiz
R - A - ZV = 0.
Komponentlarning molekulyar massalari: M A = 94 kg/kmol, M B = 2 kg/kmol va
M R = 100 kg/kmol. Keyin reaksiya boshida va oxirida fenolning molyar miqdori quyidagicha bo'ladi:
N A 0 = 235/94 = 2,5; N A 0 = 18,8/94 =0,2; n = (0,2 - 2,5)/(-1) = 2,3.
Hosil bo'lgan siklogeksanol miqdori teng bo'ladi
N R = 0 +1∙2,3 = 2,3 kmol yoki m R = 100∙2,3 = 230 kg.
Reaksiya apparatlarining moddiy va issiqlik hisoblari paytida ularning tizimidagi stexiometrik jihatdan mustaqil reaktsiyalarni aniqlash ularning ba'zilarining yig'indisi yoki farqi bo'lgan reaktsiyalarni istisno qilish uchun zarurdir. Ushbu baholash Gram mezoni yordamida eng oson amalga oshirilishi mumkin.
Keraksiz hisob-kitoblarga yo'l qo'ymaslik uchun tizimning stoxiometrik jihatdan bog'liqligini baholash kerak. Ushbu maqsadlar uchun quyidagilar zarur:
Reaksiya tizimining dastlabki matritsasini ko'chiring;
Asl matritsani ko'chirilganga ko'paytiring;
Olingan kvadrat matritsaning determinantini hisoblang.
Agar bu determinant nolga teng bo'lsa, u holda reaksiya tizimi stoxiometrik jihatdan bog'liqdir.
7.2-misol. Bizda reaktsiyalar tizimi mavjud:
FeO + H 2 = Fe + H 2 O;
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O;
FeO + Fe 2 O 3 + 4H 2 = 3Fe + 4H 2 O.
Bu tizim stoxiometrik jihatdan bog'liq, chunki uchinchi reaktsiya qolgan ikkitasining yig'indisidir. Keling, matritsa yarataylik
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari uchun tenglamalarni tuzishda quyidagi ikkita muhim qoidaga rioya qilish kerak:
1-qoida: Har qanday ionli tenglamada zaryadlarning saqlanishi kuzatilishi kerak. Bu tenglamaning chap tomonidagi ("chap") barcha zaryadlarning yig'indisi tenglamaning o'ng tomonidagi ("o'ng") barcha zaryadlarning yig'indisi bilan bir xil bo'lishi kerakligini anglatadi. Bu qoida har qanday ionli tenglamalar uchun amal qiladi to'liq reaktsiyalar, va yarim reaksiyalar uchun.
Zaryadlar chapdan o'ngga
2-qoida: Oksidlanish yarim reaksiyasida yo‘qolgan elektronlar soni qaytaruvchi yarim reaksiyada olingan elektronlar soniga teng bo‘lishi kerak. Masalan, ushbu bo'limning boshida keltirilgan birinchi misolda (temir va gidratlangan ko'k ionlari o'rtasidagi reaktsiya) oksidlanish yarim reaksiyasida yo'qolgan elektronlar soni ikkitadir:
Shunday qilib, qaytarilish yarim reaksiyasida olingan elektronlar soni ham ikkitaga teng bo'lishi kerak:
Ikki yarim reaksiyalar tenglamalaridan toʻliq oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi tenglamasini tuzish uchun quyidagi protseduradan foydalanish mumkin:
1. Ikki yarim reaksiyaning har biri uchun tenglamalar alohida muvozanatlanadi, yuqoridagi 1-qoidani bajarish uchun har bir tenglamaning chap yoki o'ng tomoniga tegishli elektronlar soni qo'shiladi.
2. Har ikkala yarim reaksiya tenglamalari bir-biriga nisbatan muvozanatlangan bo‘lib, 2-qoidaga ko‘ra, bir reaksiyada yo‘qolgan elektronlar soni ikkinchi yarim reaksiyada olingan elektronlar soniga teng bo‘ladi.
3. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining to‘liq tenglamasini olish uchun ikkala yarim reaksiyaning tenglamalari yig‘iladi. Masalan, yuqoridagi ikki yarim reaksiya tenglamalarini yig’ish va hosil bo’lgan tenglamaning chap va o’ng tomonlarini olib tashlash orqali
elektronlar soni teng, biz topamiz
Quyidagi yarim reaksiyalar tenglamalarini muvozanatlashtiramiz va oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi tenglamasini yozamiz. suvli eritma kislotali kaliy eritmasi yordamida har qanday temir tuzini temir tuziga aylantiring.
Bosqich 1. Birinchidan, ikkita yarim reaksiyaning har birining tenglamasini alohida-alohida muvozanatlashtiramiz. (5) tenglama uchun bizda mavjud
Ushbu tenglamaning ikkala tomonini muvozanatlash uchun siz chap tomonga beshta elektron qo'shishingiz yoki o'ng tomondan bir xil miqdordagi elektronni ayirishingiz kerak. Shundan so'ng biz olamiz
Bu bizga quyidagi muvozanatli tenglamani yozishga imkon beradi:
Elektronlarni tenglamaning chap tomoniga qo'shish kerak bo'lganligi sababli, u kamaytiruvchi yarim reaktsiyani tasvirlaydi.
(6) tenglama uchun biz yozishimiz mumkin
Ushbu tenglamani muvozanatlash uchun siz o'ng tomonga bitta elektron qo'shishingiz mumkin. Keyin