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स्टोइकीयोमेट्री कैसे करें

सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं (और इस प्रकार सभी रासायनिक समीकरण) संतुलित होना चाहिए। बात नहीं बनाया जा सकता है या नष्ट कर दिया ताकि अभिकर्मकों के लिए एक समीकरण बराबर से उत्पन्न सभी उत्पादों की प्रतिक्रिया में दर्ज करना होगा, भले ही वे अलग ढंग से पुन: व्यवस्थित कर रहे हैं। स्टोइकीओमेट्री एक विशेष कौशल है जो कि रसायनज्ञों यह सुनिश्चित करने के लिए उपयोग करते हैं कि एक रासायनिक समीकरण पूरी तरह से संतुलित है। स्टोइकीओमेट्री में आधा गणित, रसायन शास्त्र का आधा हिस्सा है, और फिर भी ऊपर उल्लिखित एक साधारण सिद्धांत के चारों ओर घूमती है - यह मामला कभी नहीं होता है खोया

या जीत प्रतिक्रिया के दौरान आरंभ करने के लिए नीचे चरण 1 देखें!

चरणों

भाग 1
बुनियादी कदम सीखना

पटकथा का नाम दो स्टोइचीओमेट्री चरण 1
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रासायनिक समीकरण के कुछ हिस्सों को जानें Stoichiometry बनाना कुछ रासायनिक बुनियादी बातों को समझना आवश्यक है इनमें से सबसे महत्वपूर्ण विचार है रासायनिक समीकरण. एक रासायनिक समीकरण मूल रूप से अक्षरों, संख्याओं और प्रतीकों के संदर्भ में रासायनिक प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करने का एक तरीका है। सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, एक या अधिक अभिकर्मकों एक या अधिक के लिए टूटी हुई, संयुक्त या संसाधित हैं उत्पादों. अभिकर्मकों को "प्रारंभिक सामग्री" के रूप में और उत्पादों को रासायनिक प्रतिक्रिया के "अंतिम परिणाम" के रूप में सोचें एक रासायनिक अभिक्रिया के साथ एक प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करने के लिए, बाएं से शुरू, शुरू में अभिकारकों, हम तो एक तुल्यता संकेत डाल (प्रत्येक के बीच प्लस के साथ) ने लिखा है (साधारण समस्याओं में, सही करने के लिए आमतौर पर एक तीर की ओर इशारा करते) और, अंत में, हम उत्पादों को लिखते हैं (जैसा कि हमने अभिकर्मकों के साथ किया था)।
  • उदाहरण के लिए, यहां एक रासायनिक समीकरण है: एचएनओ3 + कोह → नोवा3 + एच2ओ। यह रासायनिक समीकरण हमें बताता है कि दो अभिकर्मकों, एचएनओ3 और कोह, दो उत्पाद बनाने के लिए संयुक्त है, कोनो3 और एच2ओ
  • ध्यान दें कि समस्या के मध्य में तीर केवल कैमिस्ट द्वारा उपयोग किए जाने वाले तुल्यता प्रतीकों में से एक है। एक और बार इस्तेमाल किया जाने वाला प्रतीक दोहरा तीर है, जो दो क्षैतिज दिशाओं में इंगित करता है। साधारण स्टोइकीओमेट्री प्रयोजनों के लिए, उपयोग किए जाने वाले तुल्यता प्रतीकों में आमतौर पर कोई अंतर नहीं होता है।
  • दो स्टीकीइओमेट्री चरण 2 के शीर्षक वाला चित्र
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    समीकरण में अलग-अलग अणुओं को निर्दिष्ट करने के लिए गुणांक का उपयोग करें। उपरोक्त उदाहरण समीकरण में, सभी अभिकर्मकों और उत्पादों का उपयोग अनुपात 1: 1 में किया गया था। यही है, हम उपयोग करते हैं एक प्रत्येक अभिकर्मक के फार्म के लिए एक प्रत्येक उत्पाद का हालांकि, यह हमेशा मामला नहीं होता है। कभी-कभी, उदाहरण के लिए, एक समीकरण को एक से अधिक अभिकर्मक या उत्पाद की ज़रूरत होती है - वास्तव में, यह समीकरण में प्रत्येक परिसर के लिए एक से अधिक बार उपयोग किए जाने के लिए असामान्य नहीं है। इसके लिए, हम उपयोग करते हैं गुणांक - अभिकर्मकों या उत्पादों के करीब पूरी संख्या गुणांक प्रतिक्रिया (या खपत) प्रतिक्रिया से उत्पन्न प्रत्येक संबंधित अणु की संख्या निर्दिष्ट करते हैं।
    • उदाहरण के लिए, हम मीथेन के दहन के लिए समीकरण का निरीक्षण करते हैं: सीएच4 + 2The2 → सीओ2 + 2H2ओ। गुणांक "2" को ओ से आगे रखें2 और एच2यह समीकरण हमें बताता है कि सीएच का एक अणु4 और दो ओ से2 एक सीओ बनाने के लिए गठबंधन2 और दो एच का2ओ
  • डू स्टोइचीओमेट्री स्टेप 3 नामक छवि
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    पता है कि समीकरण को "द्वारा" गुणा करना संभव है। आप गुणन के वितरण गुण से परिचित हो सकते हैं: ए (बी + सी) = एबी + एसी. रासायनिक समीकरणों के लिए यह मूल रूप से सच है। यदि आप एक संख्यात्मक स्थिरांक से समीकरण को गुणा करते हैं, तो आपको एक समीकरण मिलेगा, हालांकि, इसका सरलतम संदर्भ में, समान रूप से मान्य नहीं है। जब एक समीकरण को गुणा करते हैं तो समीकरण के प्रत्येक तरफ प्रत्येक गुणांक (कभी भी सबस्क्रिप्ट नंबर नहीं, जिसका अर्थ अणु में मौजूद परमाणुओं की मात्रा है) को गुणा करें। यह तकनीक कुछ और उन्नत स्टीकीइमेट्रिक स्थितियों में उपयोगी हो सकती है।
    • उदाहरण के लिए, यदि हम ऊपर समीकरण लेते हैं (सीएच4 + 2The2 → सीओ2 + 2H2ओ) 2 तक, हमारे पास 2CH होगा4 + 4The2 → 2CO2 + 4H2ओ एक परिणाम के रूप में दूसरे शब्दों में, हम 2 से प्रत्येक अणु के गुणांक को गुणा करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप समीकरणों में सभी रसायनों के दोगुने होते हैं। एक बार मूल अनुपात बनाए रखा गया है, समीकरण अभी भी मान्य है।
      • ध्यान दें कि "1" के निहित गुणांक के रूप में गुणांक के बिना अणुओं के बारे में सोचना उपयोगी हो सकता है इसलिए, हमारे मूल उदाहरण में, सीएच4 1CH हो जाता है4 और इतने पर।

    • भाग 2
    स्टोइकीयोमेट्री के साथ एक समीकरण को संतुलित करना

    डॉट स्टोइचीयोमेट्री चरण 4 नामक चित्र
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    अपना समीकरण लिखें जिस तरह से स्टोइकीओमेट्री किया जाता है वह एक गणितीय समस्या को हल करने की तरह है। सभी समीकरणों के लिए, सरलतम को छोड़कर, इसका मतलब यह है कि यह मुश्किल है, यदि लगभग असंभव नहीं है, यह सिर में करना है इसलिए, आरंभ करने के लिए, अपना समीकरण लिखें (और गणना के लिए नीचे की जगह छोड़ें)।
    • उदाहरण के लिए, हम एक सरल समीकरण बनाते हैं: एच2अतः4 + Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2
  • डू स्टोइकीओमेट्री चरण 5 नामक चित्र
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    देखें और पता करें कि समीकरण पहले से संतुलित है या नहीं। Stoichiometry के माध्यम से एक समीकरण संतुलन की प्रक्रिया शुरू करने से पहले, जो कुछ समय लग सकता है, यह जानना बुद्धिमान है कि क्या तथ्य का समीकरण आपको ज़रूरत है संतुलन। एक बार एक रासायनिक प्रतिक्रिया कभी नहीं बना सकते हैं या नई सामग्री नष्ट कर सकते हैं, किसी दिए गए समीकरण असंतुलित हो सकता है अगर समीकरण के प्रत्येक पक्ष पर परमाणुओं की संख्या (और प्रकार) पूरी तरह से बराबर नहीं है।
    • चलो देखते हैं कि ऊपर समीकरण संतुलित है या नहीं। ऐसा करने के लिए, हम तीर के प्रत्येक तरफ प्रत्येक प्रकार के परमाणुओं की संख्या जोड़ देंगे।
      • तीर के बाईं ओर, हमारे पास 2 एच, 1 एस, 4 ओ और 1 फ़े हैं।
      • तीर के दाईं ओर, हमारे पास 2 Fe, 3 S, 12 O और 2 H है।
      • लोहा, सल्फर और ऑक्सीजन परमाणुओं के विभिन्न मात्राएं हैं, इसलिए समीकरण निश्चित तौर पर है असंतुलित. Stoichiometry हमें यह संतुलन में मदद मिलेगी!
  • डू स्टोइचीओमेट्री चरण 6 के शीर्षक वाला चित्र
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    प्रारंभ में किसी भी जटिल (बहुआयामी) आयनों को शेष रखें किसी भी polyatomic आयनों (उन एक से अधिक परमाणु के शामिल) प्रतिक्रिया में समीकरण के दोनों किनारों पर दिखाई देते हैं, यह आम तौर पर, सब से पहले उन्हें मैच के लिए के बाद से ऐसा करने से आप एक से अधिक परमाणुओं "छुटकारा मिलता है" की अनुमति देता है एक अच्छा विचार है केवल एक बार अपने समीकरण के कुछ हिस्सों को संतुलित करने के लिए, पूर्णांक गुणांक के लिए समीकरण के एक पक्ष (या दोनों) पर इसी अणुओं गुणा ऐसी है कि आयन, परमाणु या कार्यात्मक समूह आप चाहते हैं कि संतुलन समीकरण के दोनों किनारों पर एक ही राशि में है ।
    • यह उदाहरण के साथ समझने में आसान हो जाता है। हमारे समीकरण में, एच2अतः4 + Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2, अतः4 एकमात्र बहुआयामी आयन मौजूद है चूंकि यह समीकरण के दोनों किनारों पर बरकरार है, इसलिए हम पूरे आयन को संतुलित कर सकते हैं, न कि अकेले परमाणु।
      • 3 एसओ हैं4 तीर के दाईं ओर और केवल 1 एसओ4 बाईं तरफ इस प्रकार, एसओ के संतुलन के लिए4, हम उस अणु को गुणा करेंगे, जिसमें से SO4 समीकरण के बाईं ओर 3 से भाग है, इस प्रकार: 3एच2अतः4 + Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2.
  • डू स्टोइकीओमेट्री चरण 7 के शीर्षक वाला चित्र
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    धातुओं का संतुलन यदि आपके समीकरण में कोई भी धातु है, तो उन्हें संतुलन दें पूर्णांक गुणांक द्वारा किसी भी पृथक धातु परमाणुओं या अणुओं को गुणा करें ताकि समीकरण के दोनों तरफ समान धातुएं दिखाई दें। यदि आपको यकीन नहीं है कि कौन परमाणु धातु हैं, तो आवधिक तालिका देखें - आम तौर पर धातुएं स्तंभ (कॉलम) 12 / IIB में शेष तत्व हैं, एच को छोड़कर, साथ ही निचले बाएं कोने में तत्व तालिका के दाईं ओर "वर्ग" भाग।
    • हमारे समीकरण में, 3 एच2अतः4 + Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2, विश्वास केवल एकमात्र धातु है, इसलिए हम इसे अगले समय में संतुलित करेंगे
      • समीकरण के दायीं तरफ 2 फी और बाईं तरफ केवल 1 फी है। इसलिए, हम संतुलन के लिए समीकरण के बाईं ओर Fe को 2 के एक गुणांक दे देंगे। हमारा समीकरण अब इस तरह दिखता है: 3 एच2अतः4 + 2Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2.
  • डू स्टोइचीओमेट्री चरण 8 के शीर्षक वाला चित्र



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    बैलेंस गैर धातु (ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के अतिरिक्त) इसके बाद, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को छोड़कर किसी गैर-धातु वाले समीकरण को संतुलित करें, जो आम तौर पर पिछले संतुलित होते हैं। संतुलन प्रक्रिया का यह हिस्सा अक्सर कुछ हद तक अस्पष्ट है, क्योंकि सही समीकरण में गैर धातु तत्व काफी हद तक प्रतिक्रिया के प्रकार आप प्रदर्शन कर रहे हैं के आधार पर अलग-अलग हो सकता है। उदाहरण के लिए, कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में सी, एन, एस और पी की बड़ी संख्या में अणु हो सकते हैं जो कि संतुलन की आवश्यकता होती है। इन अणुओं को ऊपर वर्णित अनुसार शेष करें
    • हमारा उदाहरण-समीकरण (3 एच2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + एच2) एस तत्व हैं, लेकिन वे पहले से ही उनको गणना करते हैं, जिसमें वे बहुआयामी आयनों का संतुलन रखते हैं, जिनमें वे हिस्सा हैं। तो हम इस कदम को छोड़ सकते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि कई रासायनिक समीकरणों को इस आलेख में वर्णित संतुलन प्रक्रिया के प्रत्येक चरण की प्राप्ति की आवश्यकता नहीं है।
  • डू स्टोइचीओमेट्री चरण 9 के शीर्षक वाला चित्र
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    ऑक्सीजन परमाणु शेष। फिर समीकरण में कोई ऑक्सीजन परमाणु संतुलन। रासायनिक समीकरणों को समेकित करते समय, परमाणु ओ और एच आमतौर पर प्रक्रिया के अंत में छोड़ देते हैं। इसका कारण यह है कि उनके समीकरण के प्रत्येक तरफ एक से अधिक अणु में प्रकट होने के लिए यह आम बात है, जिससे यह पता चलाना मुश्किल हो जाता है कि अन्य भागों का संतुलन शुरू होने तक कहाँ शुरू होना चाहिए।
    • सौभाग्य से, हमारे समीकरण में, 3 एच2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + एच2, हमने पहले से ही बहुआयामी आयनों को संतुलित करके ऑक्सीजन को संतुलित किया है।
  • डू स्टोइकीओमेट्री चरण 10 नामक चित्र
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    हाइड्रोजन परमाणु शेष। अंत में, किसी भी शेष एच परमाणुओं को संतुलित करके प्रक्रिया को समाप्त करें। अक्सर, लेकिन हमेशा नहीं, इसका मतलब यह हो सकता है कि एक डायटोमिक हाइड्रोजन अणु (एच2) समीकरण के दूसरी तरफ एच परमाणुओं की संख्या से मेल खाने के लिए।
    • हमारे उदाहरण समीकरण का मामला ऐसा है, 3 एच2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + एच2.
      • इस बिंदु पर, हमारे पास तीर के बाईं ओर 6 एच और दाईं ओर 2 एच है, इसलिए हम एच दे देंगे2 तीर के दाईं ओर 3 पर गुणक के बराबर एक गुणांक एच। यह हमें 3 एच के साथ छोड़ देता है2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + 3एच2.
  • डू स्टोइचीओमेट्री स्टेप 11 नामक चित्र
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    समीकरण और उसके बैलेंस शीट की जांच करें जब यह खत्म हो जाएगा, वापस जाने के लिए और समीकरण के समग्र संतुलन की जांच करने के लिए स्मार्ट है। यह उसी तरीके से किया जा सकता है कि समीकरण सभी के पहले असंतुलित पाया गया - समीकरण के प्रत्येक तरफ सभी परमाणुओं को जोड़ दें और देखें कि क्या उनके पास पूर्ण समानता है या नहीं।
    • चलो हमारे समीकरण का संतुलन देखते हैं, 3 ह2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + 3H2.
      • तीर के बाईं ओर 6 एच, 3 एस, 12 ओ और 2 फी हैं
      • तीर के दाईं ओर, 2 Fe, 3 S, 12 O और 6 H हैं।
      • सफलता! हमारा समीकरण अब है संतुलित.
  • डू स्टोइचीओमेट्री स्टेप 12 नामक चित्र
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    समीकरण को केवल गुणांक संशोधित करके, और सबस्क्रिप्ट नंबरों को कभी भी संशोधित न करें। रसायन विज्ञान में छात्रों की शुरुआत की गई एक आम गलती को बदलना है सदस्यता ली संख्याएं, नहीं गुणांक समीकरण में अणुओं का संतुलन जब उन्हें संतुलित करने की कोशिश कर रहा है। यह प्रतिक्रिया में अणुओं की संरचना को बदलता है, इसमें शामिल अणुओं की संख्या नहीं है, जो आपको प्रारंभिक प्रतिक्रिया से एक बिल्कुल अलग परिणाम दे रही है। बिल्कुल स्पष्ट होने के लिए, जब स्टोइकीओमेट्री प्रदर्शन करते हैं, तो प्रत्येक अणु के बाईं ओर बड़ी संख्या में टॉगल करते हैं - उनमें से किसी के मध्य में कभी भी छोटे नहीं होते.
    • मान लीजिए कि हम इस दोषपूर्ण दृष्टिकोण के माध्यम से हमारे समीकरण में Fe परमाणुओं को संतुलित करना चाहते हैं। हम इस समय समीकरण देख सकते हैं (एच2अतः4 + Fe → आस्था2(अतः4)3 + एच2) और सोचें: "दाहिने ओर दो और दो तरफ बाईं ओर एक और इसलिए मैं बाएं से विश्वास को बदलूंगा2"।
      • इस के साथ समस्या यह है कि ऐसा करने से अभिकर्मक खुद ही बदल जाता है विश्वास2 नहीं है अधिक मौलिक Fe - यह एक पूरी तरह से अलग अणु है इसके अतिरिक्त, क्योंकि लौह धातु है, यह डायटोमिक रूप में कभी लिखा नहीं है (Fe2) क्योंकि ऐसा करने से ऐसा लगता है कि यह दो परमाणुओं के अणुओं में स्वाभाविक रूप से अलग हो सकता है - कुछ अन्य तत्व जो गैसीय अवस्था में होते हैं (यानी, एच2, 2, 2, आदि), लेकिन धातुओं नहीं

    • भाग 3
    संतुलित समीकरण के व्यावहारिक अनुप्रयोगों का उपयोग करना

    डू स्टोइचीओमेट्री चरण 13 के शीर्षक वाला चित्र
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    स्टोइचीओमेट्री का उपयोग करने के लिए एक प्रतिक्रिया के सीमित प्रोएन्टेंट को ढूंढें. रासायनिक समीकरण को संतुलित करने के लिए बहुत अधिक दरवाजे खोलते हैं। उदाहरण के लिए, स्टोइकीओमेट्री के साथ अपने समीकरण को संतुलित करके, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि आपके अभिकर्मकों में से कौन सा है सीमित. अभिकर्मकों को सीमित करना अनिवार्य रूप से उन है जो पहले "रन आउट" करेंगे - एक बार वे समाप्त हो जाने के बाद, प्रतिक्रिया बंद हो जाती है।
    • अपने संतुलित समीकरण के सीमित अभिकर्मक को खोजने के लिए, उत्पादक गुणांक के अनुपात से अभिकर्मक गुणांक में प्रत्येक अभिकर्मक (मॉल में) की मात्रा को बढ़ाएं। इससे उत्पाद की मात्रा में प्रत्येक अभिकर्मक उत्पादन करने में सक्षम होता है - जो कुछ भी अभिकर्मक पैदा करता है, सबसे छोटा उत्पाद सीमित अभिकर्मक होगा
  • डॉट स्टोइचिओमेट्री स्टेप 14 नामक चित्र
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    निर्मित उत्पाद की मात्रा निर्धारित करने के लिए स्टोइकीओमेट्री का उपयोग करें. एक बार जब आप अपना समीकरण संतुलित कर लेते हैं और सीमित अभिकर्मक निर्धारित करते हैं, तो पता लगाएं कितने उत्पाद को प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित किया जाएगा, केवल पहली जगह में सीमित अभिकर्मक को खोजने के लिए प्राप्त प्रतिक्रिया का उपयोग करने का मामला है। अर्थात्, किसी दिए गए उत्पाद की राशि (मोल में) प्रत्यारोपण गुणांक को उत्पाद गुणांक के अनुपात के द्वारा रिएक्टर (मॉल में) को सीमित करने की मात्रा को गुणा करके पाया जाता है।
  • पॉट स्टेचोइओमेट्री स्टेप 15 नामक चित्र
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    बनाने के लिए संतुलित समीकरणों का उपयोग करें रूपांतरण कारकउनकी प्रतिक्रिया में एक समतुल्य समीकरण में प्रत्येक परिसर के वर्तमान गुणांक के लिए सही गुणांक होता है, जिसका उपयोग किसी दूसरे की प्रतिक्रिया में लगभग किसी भी रूप में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। शुरू से (आम तौर पर मोल या अभिकर्मक के ग्राम) अंत (आम तौर पर उत्पाद के मोल्स या ग्राम) से एक रूपांतरण प्रणाली से शुरू करने के लिए प्रतिक्रिया में यौगिकों के गुणांक का उपयोग करें।
    • उदाहरण के लिए, हम अपने संतुलित समीकरण का उपयोग ऊपर (3 एच2अतः4 + 2Fe → विश्वास2(अतः4)3 + 3H2) यह निर्धारित करने के लिए कि फ़े के कितने मॉल2(अतः4)3 सैद्धांतिक रूप से 3 एच के 1 तिल से उत्पादित किया जाएगा2अतः4.
      • आइए संतुलित समीकरण में गुणांक देखें। एच के 3 moles हैं2अतः4 Fe के प्रत्येक 1 तिल के लिए2(अतः4)3. हम इसे इस प्रकार बदल देंगे:
        • एच का 1 तिल2अतः4 × (1 mol Fe2(अतः4)3) / (3 मोल्स एच2अतः4) = 0.33 तिल फे2(अतः4)3.
        • ध्यान दें कि हमारे पास सही इकाइयां हैं क्योंकि हमारे रूपांतरण कारक के दावे हमारे आरंभिक उत्पाद की इकाइयों को रद्द कर देते हैं।

    • आवश्यक सामग्री

    • तत्वों की आवधिक वर्गीकरण सारणी
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