STOICHIOMETRIC गणना: चरणों और अभ्यास हल - रसायन विज्ञान - 2025

Stoichiometric गणना उन है कि तत्वों या यौगिकों एक रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल की बड़े पैमाने पर अनुपात के आधार पर किया जाता है।

उन्हें निष्पादित करने के लिए पहला कदम ब्याज की रासायनिक प्रतिक्रिया को संतुलित करना है। इसी तरह, रासायनिक प्रक्रिया में शामिल यौगिकों के सही सूत्रों को जानना चाहिए।

स्रोत: पिक्साबे

Stoichiometric गणना कानूनों के एक सेट के आवेदन पर आधारित हैं, जिनमें से निम्नलिखित हैं: द्रव्यमान के संरक्षण का कानून; निश्चित अनुपात या स्थिर संरचना का नियम; और अंत में, कई अनुपातों का कानून।

द्रव्यमान के संरक्षण का नियम कहता है कि रासायनिक प्रतिक्रिया में अभिकारकों के द्रव्यमान का योग उत्पादों के द्रव्यमान के योग के बराबर होता है। रासायनिक प्रतिक्रिया में कुल द्रव्यमान स्थिर रहता है।

निश्चित अनुपात या स्थिर रचना का नियम बताता है कि किसी भी शुद्ध यौगिक के विभिन्न नमूनों में समान द्रव्यमान अनुपात में समान तत्व होते हैं। उदाहरण के लिए, शुद्ध पानी वही है जो इसका स्रोत है, या यह किस महाद्वीप (या ग्रह) से आता है, कोई फर्क नहीं पड़ता।

और तीसरा नियम, कई अनुपातों में से, यह दर्शाता है कि जब दो तत्व A और B एक से अधिक यौगिक बनाते हैं, तो तत्व B के द्रव्यमान के संयोजन के साथ तत्व B के द्रव्यमान का अनुपात प्रत्येक यौगिक में होता है।, छोटे पूरे संख्याओं के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है। यही है, ए _एन बी _एम एन और एम के लिए पूर्णांक हैं।

स्टोइकोमेट्रिक गणना और उनके चरण क्या हैं?

वे विभिन्न प्रश्नों को हल करने के लिए डिज़ाइन किए गए गणना हैं जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया का अध्ययन करने पर उत्पन्न हो सकते हैं। इसके लिए, आपको रासायनिक प्रक्रियाओं और उन्हें संचालित करने वाले कानूनों का ज्ञान होना चाहिए।

स्टोइकोमेट्रिक गणना के उपयोग के साथ, यह संभव है, उदाहरण के लिए, एक अभिकारक के द्रव्यमान से, दूसरे अभिकारक के अज्ञात द्रव्यमान से। आप एक यौगिक में मौजूद रासायनिक तत्वों की प्रतिशत संरचना को भी जान सकते हैं और इससे यौगिक के अनुभवजन्य सूत्र को प्राप्त कर सकते हैं।

नतीजतन, एक यौगिक के अनुभवजन्य या न्यूनतम सूत्र का ज्ञान इसके आणविक सूत्र की स्थापना की अनुमति देता है।

इसके अलावा, स्टोइकोमेट्रिक गणना एक रासायनिक प्रतिक्रिया में जानने की अनुमति देती है जो सीमित अभिकर्मक है, या यदि कोई अधिशेष अभिकर्मक है, साथ ही साथ इसका द्रव्यमान भी है।

चरणों

चरण समस्या के प्रकार, साथ ही इसकी जटिलता पर निर्भर करेगा।

दो सामान्य स्थितियां हैं:

-Two एलिमेंट्स कंपाउंड बनाने के लिए रिएक्ट करते हैं और रिएक्ट करने वाले तत्वों में से केवल एक का द्रव्यमान ज्ञात होता है।

-हम दूसरे तत्व के अज्ञात द्रव्यमान, साथ ही प्रतिक्रिया से उत्पन्न यौगिक के द्रव्यमान को जानना चाहते हैं।

सामान्य तौर पर, इन अभ्यासों को हल करने में चरणों के निम्नलिखित क्रम का पालन किया जाना चाहिए:

-रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण को स्थापित करना।

-बल समीकरण।

-तीसरी अवस्था है, तत्वों के परमाणु भार और स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के उपयोग के माध्यम से, प्रतिक्रियाशील तत्वों के द्रव्यमान के अनुपात को प्राप्त करने के लिए।

-इसके बाद, परिभाषित अनुपात के कानून का उपयोग करके, एक बार एक प्रतिक्रियाशील तत्व के द्रव्यमान को ज्ञात किया जाता है और दूसरे तत्व के द्रव्यमान को जानने के साथ दूसरे तत्व के साथ प्रतिक्रिया करता है।

-और पांचवें और अंतिम चरण में, यदि अभिकारक तत्वों के द्रव्यमान ज्ञात हैं, तो उनका योग हमें प्रतिक्रिया में उत्पन्न यौगिक के द्रव्यमान की गणना करने की अनुमति देता है। इस मामले में, यह जानकारी द्रव्यमान के संरक्षण के कानून के आधार पर प्राप्त की जाती है।

हल किया हुआ व्यायाम

-अभ्यास 1

जब Mg का निर्माण करने के लिए M के 15 ग्राम को S के 15 ग्राम के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है तो शेष अभिकर्मक क्या होता है? और प्रतिक्रिया में कितने ग्राम MgS का उत्पादन होगा?

डेटा:

- एमजी और एस = 15 जी का द्रव्यमान

Mg = 24.3 g / mol का परमाणु भार।

एस = 32.06 ग्राम / मोल का परमाणु भार।

चरण 1: प्रतिक्रिया समीकरण

Mg + S => MgS (पहले से संतुलित)

चरण 2: MgS के उत्पादन के लिए Mg और S के संयोजन के अनुपात को स्थापित करें

सादगी के लिए Mg का परमाणु भार 24 g / mol और S का परमाणु भार 32 g / mol तक हो सकता है। तो जिस अनुपात में S और Mg को मिलाया जाता है वह 32:24 होगा, 2 शब्दों को 8 से विभाजित करते हुए, अनुपात 4 से घटकर 3 हो जाता है।

पारस्परिक रूप से, वह अनुपात जिसमें Mg एस 3 के साथ संयोजन करता है: 4 (Mg / S)

चरण 3: चर्चा और अतिरिक्त अभिकारक और उसके द्रव्यमान की गणना

Mg और S का द्रव्यमान दोनों के लिए 15 g है, लेकिन Mg और S की प्रतिक्रिया का अनुपात 3: 4 है और 1: 1 नहीं है। फिर, यह माना जा सकता है कि अतिरिक्त अभिकारक एमजी है, क्योंकि यह एस के संबंध में कम अनुपात में पाया जाता है।

15 ग्राम एस के साथ प्रतिक्रिया करने वाले एमजी के द्रव्यमान की गणना करके इस निष्कर्ष का परीक्षण किया जा सकता है।

Mg का g = 15 ग्राम S x (Mg का 3 ग्राम) / mol) / (S / mol का 4 ग्राम)

11.25 ग्राम Mg

अतिरिक्त एमजी का द्रव्यमान = 15 ग्राम - 11.25 ग्राम

3.75 ग्राम।

चरण 4: द्रव्यमान के संरक्षण के कानून के आधार पर प्रतिक्रिया में गठित MgS का द्रव्यमान

MgS का द्रव्यमान = Mg का द्रव्यमान + S का द्रव्यमान

११.२५ ग्राम + १५ ग्राम।

26, 25 जी

शैक्षिक उद्देश्यों के लिए एक अभ्यास निम्नानुसार किया जा सकता है:

एस के ग्राम की गणना करें जो 15 ग्राम एमजी के साथ प्रतिक्रिया करता है, इस मामले में 4: 3 के अनुपात का उपयोग करता है।

g का S = 15 ग्राम Mg x (S / mol का 4 g) / (Mg / mol का 3 ग्राम)

20 ग्रा

यदि इस मामले में स्थिति को प्रस्तुत किया गया था, तो यह देखा जा सकता है कि एस के 15 ग्राम पूरी तरह से एमजी के 15 ग्राम के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त नहीं होंगे, जिसमें 5 जी की कमी होगी। यह पुष्टि करता है कि अतिरिक्त अभिकर्मक Mg है और S, MgS के निर्माण में अभिकर्मक अभिकर्मक है, जब दोनों प्रतिक्रियाशील तत्वों का द्रव्यमान समान होता है।

-उपचार 2

सोडियम क्लोराइड (NaCl) के द्रव्यमान की गणना करें और 97.5% की प्रतिशत शुद्धता के साथ NaCl के 52 ग्राम में अशुद्धियों।

डेटा:

-सम्पल मास: 52 ग्राम NaCl

-प्योर प्रतिशत = 97.5%।

चरण 1: NaCl के शुद्ध द्रव्यमान की गणना करें

NaCl मास = 52 gx 97.5% / 100%

50.7 ग्राम

चरण 2: अशुद्धियों के द्रव्यमान की गणना

% अशुद्धियाँ = 100% - 97.5%

2.5%

अशुद्धियों का द्रव्यमान = 52 gx 2.5% / 100%

1.3 ग्रा

इसलिए, नमक के 52 ग्राम में, 50.7 ग्राम शुद्ध NaCl क्रिस्टल, और 1.3 ग्राम अशुद्धियां (जैसे अन्य आयन या कार्बनिक पदार्थ) हैं।

-उपचार ३

नाइट्रिक एसिड (HNO ₃) के 40 ग्राम में ऑक्सीजन (O) का कितना द्रव्यमान है, यह जानकर कि इसका आणविक भार 63 g / mol है और O का परमाणु भार 16 g / mol है?

डेटा:

-MNO का HNO ₃ = 40 ग्राम

O = 16 ग्राम / मोल का परमाणु भार।

-HNO ₃ का आणविक भार

चरण 1: HNO के मोल्स की संख्या की गणना करें

मोल्स HNO ₃ = 40 HNO के जी ₃ की HNO एक्स 1 मोल ₃ HNO के / 63 ग्राम ₃

0.635 मोल

चरण 2: ओ वर्तमान के मोल्स की संख्या की गणना करें

HNO ₃ का सूत्र बताता है कि HNO ₃ के प्रत्येक मोल के लिए O के 3 मोल हैं _।

हे के मोल = HNO की 0.635 मोल ₃ HNO के ओ / तिल के एक्स 3 मोल्स ₃

ओ के 1.905 मोल

चरण 3: HNO के 40 ग्राम में मौजूद O के द्रव्यमान की गणना करें

O का g = O का 1.905 मोल O 16 का O / तिल का

30.48 ग्रा

दूसरे शब्दों में, HNO ₃ के 40g में, 30.48g विशेष रूप से ऑक्सीजन परमाणुओं के मोल्स के वजन के कारण होते हैं। ऑक्सीज़न या उनके तृतीयक लवण (उदाहरण के लिए NaNO ₃) में ऑक्सीजन का यह बड़ा अनुपात विशिष्ट है ।

-उपाय 4

पोटेशियम क्लोरेट (KClO ₃) के 20 ग्राम होने पर कितने ग्राम पोटैशियम क्लोराइड (KCl) का उत्पादन होता है ? यह जानते हुए कि KCl का आणविक भार 74.6 g / mol और KClO ₃ का आणविक भार है। 122.6 ग्राम / मोल

डेटा:

-क्लो के ₃ = 20 ग्राम

-KCl का आणविक भार = 74.6 ग्राम / मोल

-क्लो ₃ = 122.6 ग्राम / मोल का आणविक भार

चरण 1: प्रतिक्रिया समीकरण

2KClO ₃ => 2KCl + 3O ₂

चरण 2: KClO के द्रव्यमान की गणना करें

KClO ₃ = 2 मोल x 122.6 g / मोल का छ

245.2 ग्रा

चरण 3: KCl के द्रव्यमान की गणना करें

KCl = 2 मोल्स x 74.6 ग्राम / मोल

149.2 ग्रा

चरण 4: अपघटन द्वारा उत्पादित KCl के द्रव्यमान की गणना करें

KClO _{3 के} 245 ग्राम KCl के 149.2 g के अपघटन द्वारा निर्मित होते हैं। फिर इस अनुपात (स्टोइकोमेट्रिक गुणांक) का उपयोग KCl के द्रव्यमान को खोजने के लिए किया जा सकता है जो KCl _{3 के} 20 ग्राम से उत्पन्न होता है:

KCl = 20 ग्राम KClO ₃ x 149 g का KCl / 245.2 ग्राम KClO _{3 का}

12.17 जी

ध्यान दें कि KClO _{3 के} भीतर O ₂ का द्रव्यमान अनुपात कैसा है । KClO ₃ के 20 ग्राम में से आधे से कम ऑक्सीजन के कारण होता है जो कि ऑक्जेनियन क्लोरेट का हिस्सा होता है।

-उपाय 5

निम्नलिखित पदार्थों की प्रतिशतता ज्ञात कीजिए: a) dopa, C ₉ H ₁₁ NO ₄ और b) वानीलिन, C ₈ H ₈ O ₃ ।

a) डोपा

चरण 1: डोपा सी के आणविक भार का पता लगाएं

ऐसा करने के लिए, शुरू में यौगिक में मौजूद तत्वों के परमाणु भार को उनके ग्राहकों द्वारा दर्शाए गए मोल्स की संख्या से गुणा किया जाता है। आणविक भार का पता लगाने के लिए, विभिन्न तत्वों द्वारा योगदान दिया गया ग्राम जोड़ा जाता है।

कार्बन (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g

हाइड्रोजन (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g

नाइट्रोजन (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g

ऑक्सीजन (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g

डोपा आणविक भार = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 जी

चरण 2: डोपा में मौजूद तत्वों की प्रतिशत संरचना का पता लगाएं

इसके लिए, इसका आणविक भार (197 ग्राम) 100% के रूप में लिया जाता है।

C का% = 108 g / 197g x 100%

54.82%

% H = 11 g / 197g x 100%

5.6%

N = 14 g / 197 gx 100% का%

7.10%

% O = 64 g / 197 g

32.48%

बी) वानीलिन

भाग 1: वैनिलिन सी के आणविक भार की गणना

ऐसा करने के लिए, प्रत्येक तत्व के परमाणु भार को उसके मोल्स की संख्या से गुणा किया जाता है, विभिन्न तत्वों द्वारा योगदान किए गए द्रव्यमान को जोड़ते हुए।

C: 12 g / mol x 8 mol = 96 g

H: 1 g / mol x 8 mol = 8 g

या: 16 g / mol x 3 mol = 48 g

आणविक भार = 96 ग्राम + 8 ग्राम + 48 ग्राम

152 जी

भाग 2: वैनिलिन में विभिन्न तत्वों का% ज्ञात कीजिए

इसका आणविक भार (152 ग्राम / मोल) 100% का प्रतिनिधित्व करने के लिए माना जाता है।

C का% = 96 g / 152 gx 100%

63.15%

H = 8 g / 152 gx 100% का%

5.26%

% O = 48 ग्राम / 152 gx 100%

31.58%

-उपचार 6

एक अल्कोहल के द्रव्यमान द्वारा प्रतिशत संरचना इस प्रकार है: कार्बन (C) 60%, हाइड्रोजन (H) 13% और ऑक्सीजन (O) 27%। अपने न्यूनतम सूत्र या अनुभवजन्य सूत्र प्राप्त करें।

डेटा:

परमाणु भार: C 12 g / mol, H 1g / mol और ऑक्सीजन 16 g / mol।

चरण 1: शराब में मौजूद तत्वों के मोल्स की संख्या की गणना करना

शराब का द्रव्यमान 100 ग्राम माना जाता है। नतीजतन, सी का द्रव्यमान 60 ग्राम है, एच का द्रव्यमान 13 ग्राम है, और ऑक्सीजन का द्रव्यमान 27 ग्राम है।

मोल्स की संख्या की गणना:

मोल्स की संख्या = तत्व का द्रव्यमान / तत्व का परमाणु भार

C के मोल्स = 60 g / (12 g / mol)

5 मोल

H = 13 g / / (1 g / mol) के मोल्स

13 मोल

ओ = 27 ग्राम / (16 ग्राम / मोल) के मोल

1.69 मोल

चरण 2: न्यूनतम या अनुभवजन्य सूत्र प्राप्त करें

ऐसा करने के लिए, मोल्स की संख्याओं के बीच पूरे संख्याओं के अनुपात का पता लगाएं। यह न्यूनतम सूत्र में तत्वों के परमाणुओं की संख्या प्राप्त करने का कार्य करता है। इस उद्देश्य के लिए, विभिन्न तत्वों के मोल्स को तत्व के मोल्स की संख्या से कुछ हद तक विभाजित किया जाता है।

सी = 5 मोल / 1.69 मोल

सी = 2.96

एच = 13 मोल / 1.69 मोल

एच = 7.69

ओ = 1.69 मोल / 1.69 मोल

ओ = १

इन आंकड़ों को गोल करते हुए, न्यूनतम सूत्र है: C ₃ H ₈ O. यह सूत्र प्रोपेनोल, CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH से मेल खाता है । हालाँकि, यह सूत्र भी यौगिक CH ₃ CH ₂ OCH ₃, एथिल मिथाइल ईथर का है।

संदर्भ

1. डोमिंग्यूज़ एरियस एमजे (एसएफ)। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में गणना। से पुनर्प्राप्त: uv.es
2. रासायनिक सूत्र और समीकरणों के साथ गणना। । से लिया गया: 2. रसायन शास्त्र ।msu.edu
3. स्पार्नोट्स। (2018)। स्टोइकोमेट्रिक गणना। से पुनर्प्राप्त: sparknotes.com
4. केमपेज नेटिवर्ल्स। (एस एफ)। स्टोइकोमेट्री मॉड्यूल: जनरल स्टोइकोमेट्री। से बरामद: chem.wisc.edu
5. फ्लोर्स, जे। क्यूमिका (2002) संपादकीय शांतिना।
6. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।