"Mitte jahu, vaid teaduse pärast."
(Rahvatarkus)
Arvutused keemiliste reaktsioonide võrrandite abil
Keemiliste reaktsioonide klassifikatsioon. Ühendus-, lagunemis-, asendus-, topeltvahetus-, redoksreaktsioonid. Keemiliste reaktsioonide võrrandid. Stöhhiomeetriliste koefitsientide valik reaktsioonivõrrandites. Arvutused reaktsioonivõrrandite abil. Reaktiivide ja toodete ainekoguse ja massi määramine. Gaasiliste reaktiivide ja saaduste mahu määramine. Reaktsioonisaaduse teoreetiline ja praktiline saagis. Kemikaalide puhtusaste.
Näited tüüpiliste probleemide lahendamisest
Ülesanne 1. Inimkeha röntgenuuringu käigus kasutatakse nn radiokontrastaineid. Seega antakse patsiendile enne mao skaneerimist juua lahustumatu baariumsulfaadi suspensiooni, mis ei edasta röntgenikiirgust. Millises koguses baariumoksiidi ja väävelhapet on vaja 100 baariumsulfaadi tootmiseks?
Lahendus.
BaO + H 2 SO 4 = BaSO 4 + H 2 O
m(BaS04) = 100 g; M(BaS04) = 233 g/mol
n(BaO) = ?
n(H2S04) = ?
Vastavalt reaktsioonivõrrandi koefitsientidele, mis meie puhul on kõik võrdsed 1-ga, on etteantud koguse BaSO 4 saamiseks vaja:
n(BaO) = n(BaSO4) = m(BaSO 4) / M (BaSO 4) = 100:233
[g: (g/mol)] = 0,43 mol
n(H2SO4) = n(BaSO4) = m(BaSO 4) / M(BaS04) = 100:233
[g: (g/mol)] = 0,43 mol
Vastus. 100 g baariumsulfaadi saamiseks on vaja 0,43 mol baariumoksiidi ja 0,43 mol väävelhapet.
2. ülesanne. Enne vesinikkloriidhapet sisaldavate vedelate laborijäätmete kanalisatsiooni valamist tuleb need neutraliseerida leelisega (näiteks naatriumhüdroksiid) või soodaga (naatriumkarbonaat). Määrake NaOH ja Na 2 CO 3 massid, mis on vajalikud 0,45 mol HCl sisaldavate jäätmete neutraliseerimiseks. Kui suur kogus gaasi eraldub (normaalsetes tingimustes), kui määratud kogus jäätmeid neutraliseeritakse soodaga?
Lahendus. Kirjutame reaktsioonivõrrandid ja ülesande tingimused valemi kujul:
(1) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O
(2) 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO 2
n(HCl) = 0,45 mol; M(NaOH) = 40 g/mol;
M(Na2C03) = 106 g/mol; V M = 22,4 l/mol (n.s.)
n(NaOH) = ? m(NaOH) = ?
n(Na2CO3) = ? m(Na2CO3) = ?
V(CO2) = ? (Noh.)
Teatud koguse HCl neutraliseerimiseks vastavalt reaktsioonivõrranditele (1) ja (2) on vaja:
n(NaOH) = n(HCl) = 0,45 mol;
m(NaOH) = n(NaOH). M(NaOH) = 0,45. 40
[mol. g/mol] = 18 g
n(Na2CO3) = n
m(Na2CO3) = n(Na 2 CO 3) / M(Na2CO3) = 0,225. 106
[mol. g/mol] = 23,85 g
Neutraliseerimisel eralduva süsinikdioksiidi mahu arvutamiseks vastavalt reaktsioonile (2) kasutatakse täiendavat võrrandit, mis seob gaasilise aine koguse, selle mahu ja molaarmahu:
n(CO2) = n(HCl)/2 = 0,45:2 [mol] = 0,225 mol;
V(CO2) = n(CO2). V M = 0,225. 22,4 [mol. l/mol] = 5,04 l
Vastus. 18 g NaOH; 23,85 g Na2C03; 5,04 l CO 2
3. ülesanne. Antoine-Laurent Lavoisier avastas pärast oma kuulsat kaheteistkümnepäevast katset hapnikus erinevate ainete põlemise olemuse. Selles katses kuumutas ta esmalt elavhõbedaproovi suletud retordis pikka aega ja hiljem (ja kõrgemal temperatuuril) katse esimeses etapis tekkinud elavhõbe(II)oksiidi. See vabastas hapnikku ja Lavoisier sai koos Joseph Priestley ja Karl Scheelega selle olulise keemilise elemendi avastajaks. Arvutage 108,5 g HgO lagunemisel kogutud hapniku kogus ja maht (normaalsetes tingimustes).
Lahendus. Kirjutame reaktsioonivõrrandi ja probleemitingimuse valemi kujul:
2HgO = 2Hg + O2
m(HgO) = 108,5 g; M(HgO) = 217 g/mol
V M = 22,4 l/mol (n.s.)
V(O2) = ? (Noh.)
Hapniku kogus n(O 2), mis eraldub elavhõbe(II)oksiidi lagunemisel, on:
n(O2) = 1/2 n(HgO) = 1/2 m(HgO) / M(HgO) = 108,5 / (217,2)
[g: (g/mol)] = 0,25 mol,
ja selle maht maapinnal - V(O2) = n(O2). V M = 0,25. 22.4
[mol. l/mol] = 5,6 l
Vastus. 0,25 mol ehk 5,6 liitrit (standardtingimustel) hapnikku.
4. ülesanne. Väetiste tööstusliku tootmise kõige olulisem probleem on nn fikseeritud lämmastiku tootmine. Praegu lahendatakse see ammoniaagi sünteesimisega lämmastikust ja vesinikust. Millise ruumala ammoniaaki (standardtingimustel) saab selle protsessiga, kui algse vesiniku maht on 300 l ja praktiline saagis (z) on 43%?
Lahendus. Kirjutame reaktsioonivõrrandi ja probleemitingimuse valemi kujul:
N2 + 3H2 = 2NH3
V(H2) = 300 l; z(NH3) = 43% = 0,43
V(NH3) = ? (Noh.)
Ammoniaagi maht V(NH 3), mille võib saada vastavalt probleemseisundile, on:
V(NH 3) praktika = V(NH 3) teoor. z(NH3) = 2/3. V(H2) . z(NH3) =
2/3. 300. 0,45 [l] = 86 l
Vastus. 86 l (nr.) ammoniaaki.
Kui siin antud tüüpilised ülesanded on teile täiesti selged, jätkake nende lahendamisega.
Arvutuskeemiliste ülesannete lahendamisel on vaja osata teha arvutusi keemilise reaktsiooni võrrandi abil. Tund on pühendatud ühe reaktsioonis osaleja massi (maht, kogus) arvutamise algoritmi uurimisele teise reaktsioonis osaleja teadaoleva massi (maht, kogus) põhjal.
Teema: Ained ja nende muundumised
Õppetund:Arvutused keemilise reaktsiooni võrrandi abil
Mõelge lihtsatest ainetest vee moodustumise reaktsioonivõrrandile:
2H2 + O2 = 2H2O
Võime öelda, et kahest vesiniku ja ühest hapniku molekulist moodustub kaks molekuli vett. Teisest küljest ütleb sama kirje, et iga kahe mooli vee moodustamiseks peate võtma kaks mooli vesinikku ja ühe mooli hapnikku.
Reaktsioonis osalejate molaarsuhe aitab teha keemilise sünteesi jaoks olulisi arvutusi. Vaatame selliste arvutuste näiteid.
ÜLESANNE 1. Määrame 3,2 g hapnikus vesiniku põlemisel tekkinud vee massi.
Selle ülesande lahendamiseks peate esmalt looma keemilise reaktsiooni võrrandi ja kirjutama selle kohale ülesande antud tingimused.
Kui me teaksime reageerinud hapniku kogust, saaksime määrata vee koguse. Ja siis arvutaksime vee massi, teades selle aine kogust ja. Hapniku koguse leidmiseks peate jagama hapniku massi selle molaarmassiga.
Molaarmass on arvuliselt võrdne suhtelise massiga. Hapniku puhul on see väärtus 32. Asendame selle valemiga: hapniku aine kogus võrdub suhtega 3,2 g kuni 32 g/mol. Selgus, et see oli 0,1 mol.
Veekoguse leidmiseks jätame proportsiooniks reaktsioonis osalejate molaarsuhte:
Iga 0,1 mooli hapniku kohta on teadmata kogus vett ja iga 1 mooli hapniku kohta 2 mooli vett.
Seega on veekogus 0,2 mol.
Vee massi määramiseks peate korrutama veekoguse leitud väärtuse selle molaarmassiga, s.o. korrutage 0,2 mol 18 g/mol-ga, saame 3,6 g vett.
Riis. 1. Ülesande 1 lühiseisundi ja lahenduse salvestamine
Lisaks massile saate arvutada gaasilise reaktsioonis osaleja ruumala (normaalsetes tingimustes) teile teadaoleva valemi abil, mille järgi gaasi maht normaaltingimustes. võrdne gaasilise aine koguse ja molaarmahu korrutisega. Vaatame probleemi lahendamise näidet.
ÜLESANNE 2. Arvutame 27 g vee lagunemisel vabaneva hapniku mahu (normaalsetes tingimustes).
Kirjutame üles reaktsioonivõrrandi ja antud ülesande tingimused. Vabanenud hapniku mahu leidmiseks tuleb esmalt leida läbi massi veeaine kogus, seejärel reaktsioonivõrrandi abil määrata hapnikuaine kogus, mille järel saab arvutada selle ruumala maapinnal.
Vesiaine kogus on võrdne vee massi ja selle molaarmassi suhtega. Saame väärtuseks 1,5 mol.
Teeme proportsiooni: 1,5 moolist veest tekib teadmata kogus hapnikku, 2 moolist veest 1 mool hapnikku. Seega on hapniku kogus 0,75 mol. Arvutame hapniku mahu normaaltingimustes. See võrdub hapniku koguse ja molaarmahu korrutisega. Mis tahes gaasilise aine molaarmaht ümbritseva keskkonna tingimustes. võrdne 22,4 l/mol. Asendades arvväärtused valemis, saame hapniku mahu, mis on võrdne 16,8 liitriga.
Riis. 2. Ülesande 2 lühiseisundi ja lahenduse salvestamine
Teades selliste ülesannete lahendamise algoritmi, on võimalik arvutada ühe reaktsioonis osaleja aine mass, maht või kogus teise reaktsioonis osaleja aine massist, mahust või kogusest.
1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpikutele. P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (lk 40-48)
2. Ušakova O.V. Keemia töövihik: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (lk 73-75)
3. Keemia. 8. klass. Õpik üldhariduse jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§23)
4. Keemia: 8. klass: õpik. üldhariduse jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§29)
5. Keemia: anorgaaniline. keemia: õpik. 8. klassi jaoks Üldharidus asutamine /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Haridus, OJSC “Moskva õpikud”, 2009. (lk 45-47)
6. Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toim.V.A. Volodin, Ved. teaduslik toim. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.
Täiendavad veebiressursid
2. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().
Kodutöö
1) lk. 73-75 nr 2, 3, 5 keemia töövihikust: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
2) lk 135 nr 3,4õpikust P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova “Keemia: 8. klass”, 2013
Stöhhiomeetria- kvantitatiivsed seosed reageerivate ainete vahel.
Kui reaktiivid satuvad keemilisele vastasmõjule rangelt määratletud kogustes ja reaktsiooni tulemusena tekivad ained, mille kogust saab arvutada, siis nimetatakse selliseid reaktsioone nn. stöhhiomeetriline.
Stöhhiomeetria seadused:
Nimetatakse koefitsiente keemilistes võrrandites enne keemiliste ühendite valemeid stöhhiomeetriline.
Kõik arvutused keemiliste võrrandite abil põhinevad stöhhiomeetriliste koefitsientide kasutamisel ja on seotud aine koguste (moolide arvu) leidmisega.
Aine hulk reaktsioonivõrrandis (moolide arv) = koefitsient vastava molekuli ees.
N A=6,02 × 10 23 mol -1.
η - toote tegeliku massi suhe m p teoreetiliselt võimalikuks m t, väljendatuna ühiku murdosades või protsentides.
Kui reaktsioonisaaduste saagist pole tingimuses näidatud, siis arvutustes võetakse see võrdseks 100% (kvantitatiivne saagis).
Arvutusskeem keemiliste reaktsioonide võrrandite abil:
- Kirjutage keemilise reaktsiooni võrrand.
- Ainete keemiliste valemite kohale kirjutada teadaolevad ja tundmatud suurused koos mõõtühikutega.
- Tuntud ja tundmatute ainete keemiliste valemite alla kirjutage üles reaktsioonivõrrandist leitud nende koguste vastavad väärtused.
- Koostage ja lahendage proportsioon.
Näide. Arvutage 24 g magneesiumi täielikul põlemisel tekkinud magneesiumoksiidi mass ja kogus.
|
Arvestades: m(Mg) = 24 g Leia: ν (MgO) m (MgO) |
Lahendus: 1. Loome keemilise reaktsiooni võrrandi: 2Mg + O 2 = 2MgO. 2. Ainete valemite alla märgime stöhhiomeetrilistele koefitsientidele vastava aine koguse (moolide arvu): 2Mg + O2 = 2MgO 2 mutt 2 mutt 3. Määrake magneesiumi molaarmass: Magneesiumi suhteline aatommass Ar (Mg) = 24. Sest molaarmassi väärtus on võrdne suhtelise aatom- või molekulmassiga, siis M (Mg)= 24 g/mol. 4. Kasutades tingimuses määratud aine massi, arvutame aine koguse:
5. Magneesiumoksiidi keemilise valemi kohal MgO, mille mass on teadmata, määrame xsünnimärk, magneesiumi valemi kohal Mg kirjutame selle molaarmassi: 1 mutt xsünnimärk 2Mg + O2 = 2MgO 2 mutt 2 mutt
Vastavalt proportsioonide lahendamise reeglitele:
Magneesiumoksiidi kogus ν (MgO)= 1 mol. 7. Arvutage magneesiumoksiidi molaarmass: M (Mg)= 24 g/mol, M(O)= 16 g/mol. M (MgO)= 24 + 16 = 40 g/mol. Arvutame magneesiumoksiidi massi: m (MgO) = ν (MgO) × M (MgO) = 1 mol × 40 g/mol = 40 g. Vastus: ν (MgO) = 1 mol; m (MgO) = 40 g. |
Keemiliste võrrandite abil tehtavad arvutused (stöhhiomeetrilised arvutused) põhinevad ainete massi jäävuse seadusel. Reaalsetes keemilistes protsessides on mittetäielike reaktsioonide ja kadude tõttu toodete mass tavaliselt väiksem kui teoreetiliselt arvutatud. Reaktsiooni väljund (ŋ) on toote tegeliku massi (m praktilist) ja teoreetiliselt võimaliku (m teoreetilise) suhe, väljendatuna ühiku murdosades või protsentides:
ŋ= (m praktiline / m teoreetiline) 100%.
Kui reaktsioonisaaduste saagis ei ole probleemtingimustes määratud, võetakse see arvutustes 100% (kvantitatiivne saagis).
Näide 1. Mitu g vaske tekib 8 g vaskoksiidi redutseerimisel vesinikuga, kui reaktsiooni saagis on 82% teoreetilisest?
Lahendus: 1. Arvutage vase teoreetiline saagis reaktsioonivõrrandi abil:
CuO + H2 = Cu + H2O
80 g (1 mol) CuO võib redutseerimisel moodustada 64 g (1 mol) Cu; 8 g CuO võib redutseerimisel moodustada X g Cu
2. Teeme kindlaks, mitu grammi vaske moodustub 82% toote saagise juures:
6,4 g – 100% saagis (teoreetiline)
X g – – 82%
X = (8 82) / 100 = 5,25 g
Näide 2. Määrata reaktsiooni saagis volframi tootmiseks aluminotermia meetodil, kui 33,14 g WO 3 ja mitteredutseerivaid lisandeid sisaldavast maagikontsentraadist (lisandite massiosa 0,3) saadi 12,72 g metalli.
Lahendus 1) Määrake WO 3 mass (g) 33,14 g maagikontsentraadis:
ω(WO3) = 1,0-0,3 = 0,7
m(WO 3) = ω(WO 3) m maak = 0,7 33,14 = 23,2 g
2) Määrame volframi teoreetilise saagise 23,2 g WO 3 redutseerimisel alumiiniumipulbriga:
WO 3 + 2Al = Al 2 O 3 + W.
Kui 232 g (1 g-mol) WO 3 redutseeritakse, moodustub 187 g (1 g-mol) W ja 23,2 g WO 3 - X g W
X = (23,2 187) / 232 = 18,7 g W
3) Arvutame volframi praktilise saagise:
18,7 g W –– 100%
12,72 g W –– Y%
Saagis = (12,72 100) / 18,7 = 68%.
Näide 3. Mitu grammi baariumsulfaadi sadet tekib 20,8 g baariumkloriidi ja 8,0 g naatriumsulfaati sisaldavate lahuste ühendamisel?
Lahendus. Reaktsiooni võrrand:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl.
Reaktsioonisaaduse kogus arvutatakse defitsiidina võetud algse aine põhjal.
1). Kõigepealt tehakse kindlaks, milline kahest lähteainest napib.
Tähistame g Na 2 SO 4 –– X kogust.
208 g (1 mol) BaCl2 reageerib 132 g (1 mol) Na2S04-ga; 20,8 g –– koos X g
X = (20,8 132) / 208 = 13,2 g Na2S04.
Oleme kindlaks teinud, et reaktsiooniks 20,8 g BaCl 2-ga on vaja 13,2 g Na 2 SO 4 ja saadakse 18,0 g. Seega võetakse reaktsioonis liigselt naatriumsulfaati ja edasised arvutused tuleks teha BaCl 2 abil. defitsiidiks võetud.
2). Määrame sademe BaSO 4 grammide arvu. 208 g (1 mol) BaCl2 moodustab 233 g (1 mol) BaSO4; 20,8 g –– Y g
Saagis = (233 ± 20,8) / 208 = 23,3 g.
Kompositsiooni püsivuse seadus
Selle sõnastas esmakordselt J. Proust (1808).
Kõigil üksikutel molekulaarstruktuuriga keemilistel ainetel on olenemata valmistamismeetodist konstantne kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis ning spetsiifiline keemiline struktuur.
Koostise püsivuse seadusest järeldub, et keemilised elemendid kombineeritakse teatud kvantitatiivsetes suhetes.
Näiteks süsinik ja hapnik moodustavad ühendeid, mille elementide süsiniku ja hapniku massisuhted on erinevad. CO C: O = 3: 4 CO2 C: O = 3: 8 Süsinik ja hapnik ei ühine mingil muul viisil. See tähendab, et CO ja CO2 ühenditel on konstantne koostis, mille määravad ühendite süsiniku valentsi oksüdatsiooniastmed. Iga elemendi valentsusel on teatud väärtused (neid võib olla mitu, muutuv valents), seetõttu on ühendite koostis kindel.
Kõik eelnev kehtib molekulaarstruktuuriga ainete kohta. Kuna molekulidel on teatud keemiline valem (koostis), on nendest moodustuval ainel konstantne koostis (ilmselgelt kattub iga molekuli koostisega). Erandiks on polümeerid (koosnevad erineva pikkusega molekulidest).
Keerulisem on olukord mittemolekulaarse struktuuriga ainetega. Jutt käib kondenseerunud (tahkes ja vedelas) olekus ainetest. Sest NaCl – ioonne ühend tahkes olekus (vahelduvalt Na+ ja Cl-) gaasilises olekus – esindab üksikuid NaCl molekule. Üksikuid molekule on võimatu eraldada vedelikutilgast või kristallist. Näiteks FeO
Fe 2+ O 2– Fe 2+ O 2– jne. täiuslik kristall
Konstantse koostise seadus nõuab, et Fe2+ ioonide arv oleks täpselt võrdne O2– ioonide arvuga. Ja need numbrid on tohutud isegi väga väikeste kristallide puhul (kuubik, 0,001 mm serv on 5 × 1011). See on tõelise kristalli jaoks võimatu. Päris kristallis on regulaarsuse rikkumised vältimatud. Raud(II)oksiid võib sõltuvalt tootmistingimustest sisaldada erinevas koguses hapnikku. Oksiidi tegelik koostis on väljendatud valemiga Fe1 – xO, kus 0,16 ³ x ³ 0,04. See on bertolliid, muutuva koostisega ühend, erinevalt daltoniididest, mille x = 0. Ioonse ühendi mittestöhhiomeetrilise koostisega on elektriline neutraalsus tagatud. Puuduva Fe 2+ iooni asemel esineb Fe 3+
Aatomis (mitteioonses) aines võivad mõned aatomid puududa ja mõned võivad üksteist asendada. Sellised ühendid klassifitseeritakse ka daltoniidideks. Vase ja tsingi, mis on messingi komponendiks oleva metallidevahelise ühendi valemi koostises 40–55 at% Zn võib kirjutada järgmiselt: (Cu0,9 – 1,0Zn0,1 – 0)(Cu0) –.0,2Zn0 – 0 ,8) vase aatomeid saab asendada tsingi aatomitega ja vastupidi.
Seega järgitakse molekulaarse struktuuriga ainete puhul rangelt koostise püsivuse seadust (erandiks on suur molekulmass) ja seda on piiratud mittemolekulaarsete ainete puhul.
Elemendi massiosa ω(E)– See on ühe elemendi osakaal aine kogumassist. Arvestatakse protsentides või aktsiates. Tähistatakse kreeka tähega ω (oomega). ω näitab, milline osa antud elemendi massist moodustab aine kogumassist:
ω(E) = (n Ar(E)) / hr
kus n on aatomite arv; Ar(E) - elemendi suhteline aatommass; Mr on aine suhteline molekulmass.
Teades ühendi kvantitatiivset elementaarset koostist, on võimalik kindlaks teha selle kõige lihtsam molekulaarvalem. Lihtsaima molekulaarvalemi loomiseks:
1) Määrake ühendi A x B y C z valem
2) Arvutage elementide massiosade kaudu suhe X:Y:Z:
ω (A) = (x Ar(A)) / Hr(A x B y C z)
ω (B) = (y Ar(B)) / Hr(A x B y C z)
ω (C) = (z Ar(C)) / Hr(A x B y C z)
X = (ω (A) Mr) / Ar(A)
Y = (ω (B) Mr) / Ar (B)
Z = (ω (C) Mr) / Ar(C)
x: y: z = (ω (A) / Ar (A)) : (ω (B) / Ar (B)) : (ω (C) / Ar (C))
3) Saadud arvud jagatakse väikseimaga, et saada täisarvud X, Y, Z.
4) Kirjutage üles ühendi valem.
Mitmikute seadus
(D. Dalton, 1803)
Kui kaks keemilist elementi annavad mitu ühendit, siis nendes ühendites olevad sama elemendi massiosad, mis langevad teise elemendi samale massiosale, on omavahel seotud väikeste täisarvudena.
N 2 O N 2 O 3 NO 2 (N 2 O 4) N 2 O 5
Hapnikuaatomite arv nende ühendite molekulides kahe lämmastikuaatomi kohta on vahekorras 1:3:4:5.
Mahuliste suhete seadus
(Gay-Lussac, 1808)
"Keemilistesse reaktsioonidesse sisenevate gaaside mahud ja reaktsiooni tulemusena tekkivate gaaside mahud on omavahel seotud väikeste täisarvudena."
Tagajärg. Stöhhiomeetrilised koefitsiendid gaasiliste ainete molekulide keemiliste reaktsioonide võrrandites näitavad, millistes ruumalasuhetes gaasilised ained reageerivad või saadakse.
Näited.
a) 2CO + O 2 = 2CO 2
Kahe mahuosa süsinik(II)oksiidi oksüdeerimisel ühe mahuosa hapnikuga tekib 2 mahuosa süsinikdioksiidi, s.o. esialgse reaktsioonisegu mahtu vähendatakse 1 mahu võrra.
b) Ammoniaagi sünteesi ajal elementidest:
N2 + 3H2 = 2NH3
Üks kogus lämmastikku reageerib kolme mahuosa vesinikuga; Sel juhul moodustub 2 mahtu ammoniaaki - esialgse gaasilise reaktsioonimassi maht väheneb 2 korda.
"Mool võrdub aine kogusega süsteemis, mis sisaldab sama arvu struktuurielemente kui süsinikus on aatomeid - 12 (12 C), mis kaalub 0,012 kg (täpselt). Mooli kasutamisel peavad struktuurielemendid olema täpsustatud ja need võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid ja muud osakesed või teatud osakeste rühmad. Me ei räägi süsinikust üldiselt, vaid selle isotoobist 12 C, nagu aatommassiühiku kasutuselevõtu puhul. Kuna 12 g süsinikku 12 C sisaldab 6,02 × 10 23 aatomit, siis võib öelda, et mool on aine hulk, mis sisaldab 6,02 × 10 23 selle struktuurielemente (aatomeid või aatomite rühmi, molekule, ioonide rühmi (Na 2 SO) 4), kompleksrühmad jne). Arv N A = 6,02 × 10 23 on nimetatud Avogadro konstant. Aine molaarmass on ühe mooli mass. Selle tavaline ühik on g/mol, sümbol M.
Tuletame meelde, et suhteline molekulmass (M r) on ühe molekuli massi ja aatommassiühiku massi suhe, mis on võrdne 1/N A g.
Olgu aine suhteline molekulmass võrdne M r-ga. Arvutame selle molekulmassi M.
Ühe molekuli mass: m = M r a.m.u. = M r × g
Ühe mooli mass (N A molekulid): M = m N A = M r × = M r. Näeme, et arvuline molaarmass grammides langeb kokku suhtelise molekulmassiga. See on teatud aatommassiühiku (1/12 süsiniku isotoobi massist 12 C) valiku tagajärg.
I JAGU. ÜLDKEEMIA
4. Keemiline reaktsioon
Näited tüüpiliste probleemide lahendamisest
II.Arvutused keemiliste reaktsioonide võrrandite abil
Ülesanne 7. Kui suur ruumala vesinikku (n.s.) kulub 0,4 mol kroom(III)oksiidi redutseerimiseks?
Arvestades:
Lahendus
Kirjutame reaktsioonivõrrandi:
1. Kirjutatud võrrandist on selge, et
2. Vesiniku ruumala leidmiseks kasutame valemit
Vastus: V (H 2 ) = 26,88 l.
Ülesanne 8. Kui suur alumiiniumi mass reageeris kloriidhappega, kui vabanes 2688 ml (n.s.) vesinikku?
Arvestades:
Lahendus
Kirjutame reaktsioonivõrrandi:
Teeme proportsiooni: 54 g alumiiniumi vastab 67,2 liitrile vesinikule ja x g alumiiniumi vastab 2,688 liitrile vesinikule:
Vastus: m (A l) = 2,16 g.
Ülesanne 9. Millise mahuga hapnikku tuleb kasutada 120 m 3 lämmastiku ja süsinik(II)oksiidi segu põletamiseks, kui lämmastiku mahuosa segus on 40%?
Arvestades:
Lahendus
1. Algses segus põleb ainult süsinik(II)oksiid, mille mahuosa on:
2. Valemi järgi 
Arvutame süsinik(II)oksiidi mahu segus:
3. Kirjutame üles reaktsioonivõrrandi ja arvutame mahusuhete seadust kasutades:
Vastus: V (O 2 ) = 3 6 m 3.
Ülesanne 10. Arvutage 75,2 g vask(II)nitraadi termilise lagunemise tulemusena tekkiva gaasisegu maht.
Arvestades:
Lahendus
Kirjutame reaktsioonivõrrandi:
1. Arvutame välja vask(II)nitraadi koguse. M (Cu (NO 3 ) 2) = 188 g/mol:
2. Arvutame moodustunud gaasiliste ainete koguse vastavalt reaktsioonivõrranditele:
3. Arvutame gaasisegu mahu. V M = 22,4 l/mol:
Vastus: V (segu) = 22,4 l.
Ülesanne 11. Milline väävli maht (I V ) oksiidi saab 2,425 tonni tsingisegu röstimisel, milles tsinksulfiidi massiosa on 80%?
Arvestades:
Lahendus
1. Arvutame massi ZnS tsingi segus:
2. Koostame reaktsioonivõrrandi, mille abil arvutame ruumala SO2. M (ZnS) = 97 g/mol, V M = 22,4 l/mol:
Vastus: V (SO 2 ) = 448 m 3 .
Ülesanne 12. Arvutage hapniku maht, mida on võimalik saada 34 g H 2 massiosaga divesinikperoksiidi lahuse täielikul termilisel lagunemisel O 2 30%.
Arvestades:
Lahendus
1. Arvutame lahuses oleva divesinikperoksiidi massi. M(H 2 O 2 ) = 34 g/mol:
2. Koostame reaktsioonivõrrandi ja teeme selle põhjal arvutused. V M = 22,4 l/mol:
Vastus: V (O 2 ) = 3,36 l.
Ülesanne 13. Millise massi tehnilist alumiiniumi, mille lisandite massiosa on 3%, tuleb kasutada 2,5 mol raua eraldamiseks rauast katlakivist?
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame reaktsioonivõrrandi ja arvutame reaktsioonis kasutatava puhta alumiiniumi massi:
2. Kuna alumiinium sisaldab 3% lisandeid, siis
3. Valemist 
Arvutame tehnilise alumiiniumi massi (st koos lisanditega):
Vastus: m (A l) Tehn. = 61,9 g.
Ülesanne 14. 107,2 g kaaliumsulfaadi ja kaaliumnitraadi segu kuumutamisel eraldus 0,1 mol gaasi. Arvutage kaaliumsulfaadi mass algses soolade segus.
Arvestades:
Lahendus
1. Kaaliumsulfaat on termiliselt stabiilne aine. Järelikult laguneb kuumutamisel ainult kaaliumnitraat. Kirjutame reaktsiooni üles, paneme proportsiooni, määrame lahustunud aine kaaliumnitraadi kogus:
2. Arvutame 0,2 mol kaaliumnitraadi massi. M (KNO 3 ) = 101 g/mol:
3. Arvutame kaaliumsulfaadi massi esialgses segus:
Vastus: m(K2SO4) = 87 g.
Ülesanne 15. 0,8 mol alumiiniumnitraadi täielikul termilisel lagunemisel saadi 35,7 g tahket jääki. Arvutage tahkes jäägis sisalduva aine suhteline saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles alumiiniumnitraadi lagunemisreaktsiooni võrrandi. Teeme proportsiooni, määrame aine koguse n (A l 2 O 3):
2. Arvutame moodustunud oksiidi massi. M(A l 2 O 3 ) = 102 g/mol:
3. Arvutame suhtelise väljundi A l 2 O 3 vastavalt valemile:
Vastus: η (A l2O3) = 87,5%.
Ülesanne 16. 0,4 mol ferum(III)hüdroksiidi kuumutati kuni täieliku lagunemiseni. Saadud oksiid redutseeriti vesinikuga, saades 19,04 g rauda. Arvutage suhteline raua saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles reaktsioonivõrrandid:
2. Kasutades võrrandeid koostame stöhhiomeetrilise skeemi ja määrame proportsiooni abil raua teoreetilise saagise. n(Fe)t rünnak. :
3. Arvutame raua massi, mida teoreetiliselt saaks läbiviidud reaktsioonide põhjal saada(M(Fe) = 56 g/mol):
4. Arvutage raua suhteline saagis:
Vastus: η (Fe) = 85%.
Ülesanne 17. Kui vees lahustada 23,4 g kaaliumi, saadakse 5,6 liitrit gaasi (n.o.). Arvutage selle gaasi suhteline saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles reaktsioonivõrrandi ja arvutame vesiniku ruumala, mis teoreetiliselt, s.o. vastavalt reaktsioonivõrrandile võib antud kaaliumi massist saada:
Teeme proportsiooni:
2. Arvutame vesiniku suhtelise saagise:
Vastus: η (H 2) = 83,3%.
Ülesanne 18. 0,0168 m 3 atsetüleeni põletamisel saadi 55 g süsinik(I) V ) oksiid. Arvutage süsinikdioksiidi suhteline saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutage üles atsetüleeni põlemisreaktsiooni võrrand, koostage proportsioon ja arvutage süsiniku mass (ja V ) oksiid, mida saab teoreetiliselt saada. V M = 22,4 l/mol, M(CO2) = 44 g/mol:
2. Arvutame süsiniku suhtelise saagise (Ja V) oksiid:
Vastus: η (CO 2 ) = 83,3%.
Ülesanne 19. 5,8 mol ammoniaagi katalüütilise oksüdeerimise tulemusena saadi 0,112 m 3 lämmastik(II)oksiidi. Arvutage saadud oksiidi suhteline saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles ammoniaagi katalüütilise oksüdatsiooni reaktsiooni võrrandi, koostame suhte ja arvutame lämmastiku mahu (ja V ) oksiid, mida on teoreetiliselt võimalik saada ( V M = 22,4 l/mol):
2. Arvutage lämmastik(II)oksiidi suhteline saagis:
Vastus: η(NO) = 86,2%.
Ülesanne 20. 1,2 mol lämmastikku (I) juhiti läbi liigse kaaliumhüdroksiidi lahuse V ) oksiid. Saime 0,55 mol kaaliumnitraati. Arvutage saadud soola suhteline saagis (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles keemilise reaktsiooni võrrandi, arvutame osakaalu ja arvutame teoreetiliselt saadava kaaliumnitraadi massi:
2. Arvutame kaaliumnitraadi suhtelise saagise:
Vastus: η(KNO 3 ) = 91,7%.
Ülesanne 2 1 . Millise massi ammooniumsulfaati saab ekstraheerida 56 liitrist ammoniaagist, kui soola suhteline saagis on 90%.
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutage üles reaktsioonivõrrand ja koostage proportsioon ning arvutage soola mass, mida teoreetiliselt võib saada 56 liitrist NH3. VM = 22,4 l/mol M((NH4)2S04) = 132 g/mol:
2. Arvutame välja praktiliselt saadava soola massi:
Vastus: m ((NH 4 ) 2 S O 4 ) = 148,5 g.
Probleem 22. Kloor oksüdeeris täielikult 1,4 mol rauda. Millise massi soola saadi, kui selle saagis oli 95%?
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles reaktsioonivõrrandi ja arvutame välja teoreetiliselt saadava soola massi. M (FeCl3) = 162,5 g/mol:
2. Arvutage mass FeCl3, mille me praktiliselt saime:
Vastus: m (FeCl 3) pr. ≈ 216
Ülesanne 23. Lahusele, mis sisaldas 0,15 mol kaaliumortofosfaati, lisati lahus, mis sisaldas 0,6 mol argentum(I) nitraati. Määrake tekkinud sette mass.
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame üles reaktsioonivõrrandi ( M (Ag3P04) = 419 g/mol):
See näitab, et reaktsiooniks 0,15 mol K3PO4-ga on vaja 0,45 mol (0,15 · 3 = 0,45) argentum(I) nitraati. Kuna vastavalt probleemi tingimustele aine kogus AgN B 3 on 0,6 mol, just seda soola võetakse üle, see tähendab, et osa sellest jääb kasutamata. Kaaliumortofosfaat reageerib täielikult ja seetõttu arvutatakse toodete saagis selle koguse järgi.
2. Koostame proportsiooni:
Vastus: m (Ag 3 P O 4). = 62,85 g.
Ülesanne 24. 16,2 g alumiiniumi pandi lahusesse, mis sisaldas 58,4 g vesinikkloriidi. Kui suur maht gaasi (nr.) vabanes?
Arvestades:
Lahendus
1. Arvutame alumiiniumi ja vesinikkloriidi koguse. M(A l) = 27 g/mol, M(HC l) = 36,5 g/mol:
2. Kirjutame reaktsioonivõrrandi ja määrame aine, mida võetakse üleliigselt:
Arvutame alumiiniumaine koguse, mida saab lahustada antud koguses vesinikkloriidhappes:
Järelikult võetakse alumiiniumi liiga palju: selle aine kogus (0,6 mol) on suurem kui vajalik. Vesiniku ruumala arvutatakse vesinikkloriidi koguse järgi.
3. Arvutame eralduva vesiniku mahu. V M = 22,4 l/mol:
Vastus: V (H 2 ) = 17,92 l.
Ülesanne 25. Segu, mis sisaldas 0,4 liitrit atsetüleeni ja 1200 ml hapnikku, viidi reaktsioonitingimustesse. Milline maht süsinik (I V ) tekkis oksiid?
Arvestades:
Lahendus
Kirjutame reaktsioonivõrrandi:
Mahuliste seoste seaduse kohaselt tuleneb ülaltoodud võrrandist, et iga 2 ruumala C 2 H 2 kohta tarbitakse 5 mahtu O2 4 mahuosa süsiniku moodustumisega (I V ) oksiid. Seetõttu määrame kõigepealt kindlaks aine, mida on üleliigne - kontrollime, kas atsetüleeni põletamiseks on piisavalt hapnikku:
Kuna atsetüleeni põletamise ülesande tingimuste kohaselt võeti 1,2 liitrit ja vaja on 1 liitrit, järeldame, et hapnikku võeti üle ja süsiniku maht (I V ) oksiid arvutatakse atsetüleeni mahu järgi, kasutades gaasi mahusuhte seadust:
Vastus: V (CO 2 ) = 0,8 l.
Ülesanne 26. Segu, mis sisaldab 80 ml vesiniksulfiidi ja 120 ml O2 , viidi reaktsioonitingimusteni ja saadi 70 ml väävlit (I V ) oksiid. Gaasi mahtude mõõtmine viidi läbi samadel tingimustel. Arvutage väävli suhteline saagis(IV) oksiid (%).
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame vesiniksulfiidi põlemisreaktsiooni võrrandi:
2. Kontrollime, kas hapnikku on piisavalt 80 ml vesiniksulfiidi põletamiseks:
Seetõttu on hapnikku piisavalt, sest seda võeti stöhhiomeetrilistes kogustes 120 ml. Ühest üle alates aineid pole. Ja seega ka maht SO 2 saab arvutada kasutades mõnda neist:
3. Arvutame väävli suhtelise saagise (I V) oksiid:
Vastus: η (SO 2 ) = 87,5%.
Ülesanne 27. Kui vees lahustati 0,28 g leelismetalli, eraldus 0,448 liitrit vesinikku (n.s.). Nimetage metallja märkige selle prootoninumber.
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame reaktsioonivõrrandi(V M = 22,4 l/mol):
Teeme proportsiooni ja arvutame metallaine koguse:
2. Arvutame reageerinud metalli molaarmassi:
See on liitium. Liitiumi prootonite arv on 3.
Vastus: Z(Mina) = 3.
Ülesanne 28. Kolmevalentse metallelemendi 42,8 g hüdroksiidi täieliku termilise lagunemise tulemusena saadi 32 g tahket jääki. Andke metallelemendi molaarmass.
Arvestades:
Lahendus
1. Kirjutame reaktsioonivõrrandi üldkujul:
Kuna selle reaktsiooni ainus teadaolev aine on vesi, teeme arvutused tekkiva vee massi põhjal. Ainete massi jäävuse seaduse alusel määrame selle massi:
2. Reaktsioonivõrrandi abil arvutame metallelemendi hüdroksiidi molaarmassi. MolarnusMe(OH)3 hüdroksiidi massi tähistatakse x g/mol (M(H 2) O ) =18 g/mol):
3. Arvutame metallielemendi molaarmassi:
See on Ferum.
Vastus: M(Me) = 56 g/mol.
Ülesanne 29. Cuprum(II) oksiid oksüdeeriti 13,8 g küllastunud ühehüdroksüülse alkoholiga ja saadi 9,9 g aldehüüdi, mille suhteline saagis oli 75%. Nimetage alkohol ja märkige selle molaarmass.
Arvestades:
Lahendus
Kõige optimaalsem variant küllastunud ühehüdroksüülse alkoholi valemi kirjutamiseks selle oksüdatsioonireaktsiooni võrrandi kirjutamiseks on R - CH2OH, kus R - alküülasendaja, mille üldvalem on C n H2 n +1 . See on tingitud asjaolust, et see on CH2OH rühmmuutub oksüdatsioonireaktsiooni käigus, see tähendab, et see läheb aldehüüdrühma-CHO.
1. Kirjutame alkoholi aldehüüdiks oksüdeerumise reaktsioonivõrrandi üldkujul:
2. Arvutame aldehüüdi teoreetilise massi:
Selle probleemi edasiseks lahendamiseks võite kasutada kahte meetodit.
JA meetod (matemaatiline meetod, mis hõlmab teatud arvu aritmeetilisi tehteid).
Tähistame alküülasendaja molaarmassi HÄRRA) läbi x g/mol. Seejärel:
Teeme proportsiooni ja arvutame alküülasendaja molaarmassi:
Niisiis, alküülasendaja on metüül-CH3 ja alkohol on etanool CH3-CH2-OH; M(C2H5OH) = 46 g/mol.
II meetod.
Arvutame mahetoodete molaarmasside erinevuse võrrandi järgi:
Vastavalt tingimusele Δ mr = 13,8-13,2 = 0,6 (g).
Teeme proportsiooni: kui reageerib 1 mool RCH2OH, siis massivahe on 2 g ja kui moolides RCH2OH, siis on massivahe 0,6 g.
Vastavalt valemile 
Arvutame alkoholi molaarmassi:
Nii et tulemus on sama.
Vastus: M(C2H5OH) = 46 g/mol.
Ülesanne 30 . 87,5 g ferrum(III)-nitraadi kristalse hüdraadi täielikul dehüdratsioonil saadi 1,5 mol veeauru. Määrake lähteaine valem.
Arvestades:
Lahendus
1. Arvutame reaktsiooni tulemusena saadud 1,5 mol vee massi. M(H 2 O ) =18 g/mol:
2. Massi jäävuse seaduse alusel arvutame soola massi, mis saadi kristalse hüdraadi kuumutamisel:
3. Arvutame aine koguse Fe(NO3)3. M (Fe (NO 3 ) 3 ) = 242 g/mol:
4. Arvutame veevaba soola ja vee koguste suhte:
0,25 mooli soola kohta on 1 mooli soola x mooli kohta 1,5 mooli vett:
Vastus: kristallhüdraadi valem - Fe(NO3)36H2O.
Ülesanne 31. Arvutage hapniku maht, mis kulub 160 m 3 süsinik(II)oksiidi, lämmastiku ja etaani segu põletamiseks, kui segu komponentide mahuosad on vastavalt 50,0, 12,5 ja 37,5%.
Arvestades:
Lahendus
1. Valemi järgi 
Arvutame välja tuleohtlike komponentide mahud, nimeltsüsinik(II)oksiid ja etaan (pange tähele, et lämmastik ei põle):
2. Kirjutame üles CO ja C 2 H 6 põlemisreaktsioonide võrrandid:
3. Kasutame gaaside mahusuhete seadust ja arvutame hapniku ruumala igaühe tagareaktsioonivõrranditest:
4. Arvutage hapniku kogumaht:
Vastus: V (O 2) = 250 m 3.