03.04.01 – රසායනික සූත්‍ර භාවිතයෙන් කෙරෙන රසායනික ගණනය

යම් කිසි සංයෝගයක් සෑදි ඇති ඒ ඒ පරමාණු අතර සාපේක්ෂ අනුපාත පෙන්නුම් කරමින් , මූලද්‍රව්‍ය වර්ග හා එම සංයෝගයේ අඩංගු ඒ ඒ මූලද්‍රව්‍යයේ පරමාණු සංඛ්‍යා ( අණුකතා ) සංකේත අනුසාරයෙන් නිරූපණය කරණු පිණිස රසායනික සූත්‍රයක් යොදා ගනී.

උදා – C_xH_yO_z

රසායනික සූත්‍රයක අඩංගු මූලද්‍රව්‍ය වල ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය

සංයෝගයක පවතින දෙන ලද මුලද්‍රව්‍යයක ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය පහත සමීකරණයෙන් ගණනය කළ හැක.

\text{සංයෝගය තුළ A මූලද්‍රව්‍යයේ  ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය}\;=\;\frac{\text{සූත්‍රය‍ෙ  A මවුල ප්‍රමාණය × }\;\mathrm A\;\mathrm{හි}\;\mathrm{පරමාණුක}\;\mathrm{ස්කන්ධය}(\mathrm{gmol}^{-1})\;}{\text{සංයෝගයේ මවුලික ස්කන්ධය}(\mathrm{gmol}^{-1})}100\%

උදා – C₄H₆O සූත්‍රය ඇති කාබනික සංයෝගයේ එක් එක් මූලද්‍රව්‍යයේ ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය සොයන්න.

C₄H₆O මවුල 1ක් සලකමු.

\begin{array}{lll}{\text{C}}_\text{4}{\text{H}}_\text{6}\text{O වල සාපේක්ෂ අණුක ස්කන්ධය}\;&=&\;12\;\times4\;+\;1\;\times\;6\;+\;16\\&=&\;70\\&&\\\text{ C වල ස්කන්ධ  ප්‍රතිශතය}\;&=&\;\frac{4\times12\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}{70\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}\;\;\times\;100\%\\&=&\;68.75\;\%\\&&\\\text{H වල ස්කන්ධ  ප්‍රතිශතය }\;\;&=&\;\frac{6\times1\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}{70\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}\;\times\;100\%\\&=&\;8.57\%\\&&\\\text{O වල ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය}\;\;\;&=&\;\frac{1\times16\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}{70\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}\;\times\;100\%\\&=&\;22.86\%\end{array}

ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය අසුරින් නිර්මාණය වුණු වෙනත් ගැටලු විසදන ආකාරය බලමු.

උදාහරණ -:

1. KNO₃ හා NaNO₃ පමණක් අඩංගු සාම්පලයකින් 10g ක ස්කන්ධයක් ගෙන නියත ස්කන්ධයක් වන තෙක් වැරෙන් රත් කළ විට 17.03% ක ස්කන්ධ අඩු වීමක් දක්නට ලැබුණේ නම් සාම්පලයේ අඩංගු KNO₃ හා NaNO₃ ස්කන්ධ ප්‍රතිශත ගණනය කරන්න ( K = 39 , Na = 23 , N = 14 , O =16 )

පළමුව ගණනයට අවශ්‍ය දත්ත පෙළගස්වා ගමු.

\begin{array}{rcl}{\text{KNO}}_\text{3}\text{ වල අණුක ස්කන්ධය}\;\;&=&\;\;101\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}\\{\mathrm{NaNO}}_3\;\mathrm{වල}\;\mathrm{අණුක}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;&=&\;85\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}\\\mathrm{රත්}\;\mathrm{කලවිට}\;\mathrm{අඩු}\;\mathrm{වූ}\;\mathrm{ස්කන්ධ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතිශතයට}\;\mathrm{අදාල}\;\mathrm{ස්කන්ධ}\;\;&=&\;10\;\mathrm g\times\frac{17.03}{100}\\&=&\;1.703\;\mathrm g\\&&\end{array}

දැන් ප්‍රතික්‍රියා වලට අදාල තුලිත රසායනික සමීකරණ ලියා මවුල ගණන වීජීය පද ඇසුරෙන් ලියා දක්වන්න. (මෙලෙස නොදන්නා සංඛ්‍යා සංකේත ඇසුරින් ලිවීමට හුරු වන්න.)

KNO₃ ආරම්භක මවුල ගණන 2x යැයි ගනිමු.

NaNO₃ ආරම්භක මවුල ගණන 2y යැයි ගනිමු.

\begin{array}{rcl}&&\underset{2\mathrm x}{2{\mathrm{KNO}}_{3(\mathrm s)}}\;\;\xrightarrow\triangle\;\;2{\mathrm{KNO}}_{2(\mathrm s)}\;+\;{\mathrm O}_{2(\mathrm g)}\\&&\\&&\underset{2\mathrm y}{2{\mathrm{NaNO}}_{3(\mathrm s)}}\;\xrightarrow\triangle\;\;2{\mathrm{NaNO}}_{2(\mathrm s)}\;+\;{\mathrm O}_{2(\mathrm g)}\\&&\end{array}

මෙහිදී අපට පැහැදිලි වන්නේ අඩු වී ඇති ස්කන්ධය වන්නේ පිටවූ O₂ ස්කන්ධය බවයි.

\begin{array}{rcl}\therefore\;\frac{1.703\;\mathrm g}{32\;\mathrm g\;\mathrm{mol}^{-1}}\;&=&\;\;\mathrm x\;+\;\mathrm y\\&&\\\frac{1.703}{32}\mathrm{mol}\;&=&\;\;\mathrm x\;+\;\mathrm y\;----(1)\end{array}

ආරම්භක ස්කන්ධය ඇසුරෙන්,

\begin{array}{rcl}(\;2\mathrm x\;\times\;101\;+\;2\mathrm y\;\times\;85\;)\;\mathrm g\;&=&\;\;10\;\mathrm g\\&&\\202\mathrm x\;+\;170\mathrm y\;\;&=&\;10\;----(2)\end{array}

\begin{array}{l}(1)\;\times\;170\\\\\frac{170\;\times\;1.703}{32}\;=\;170x\;+\;170y\;----(3)\\\end{array}

\begin{array}{rcl}&&(2)-(3)\;\mathrm{න්},\\&&\\202\mathrm x\;+\;170\mathrm y\;-\;(170\mathrm x\;+\;170\mathrm y\;)\;&=&\;10\;-\;\frac{(1.703\times170)}{32}\\&&\\32\mathrm x\;&=&\;\frac{320-(1.703\times170)}{32}\\&&\\32\mathrm x\;&=&\;\frac{320\;-\;289.51}{32}\\&&\\\mathrm x\;&=&\;0.0298\;\mathrm{mol}\\&&\end{array}

\begin{array}{l}\begin{array}{rcl}&&\left[\begin{array}{l}\mathrm x\;=0.0298\;\mathrm{mol},\;\;(1)\;\mathrm{ආදේශයෙන්}\;,\\\frac{1.703}{32}\;=\mathrm x\;+\mathrm y\\\\0.0532\;\mathrm{mol}\;=0.0298\;\mathrm{mol}\;+\;\mathrm y\\\mathrm y\;=\;0.0234\;\mathrm{mol}\end{array}\right]\;\;\\&&\\&&\end{array}\\\\\end{array}

මෙම සංයෝග මිශ්‍රණයේ වෙනත් අපද්‍රව්‍ය නොමැති බැවින් මෙම කොටස ගණනය ද අවශ්‍ය නොවේ. නමුත් සාම්පලයට අපද්‍රව්‍ය මිශ්‍ර වී ඇත්නම් මෙම ගණනය ද අනිවාර්ය වේ.

\begin{array}{rcl}{\text{ඒ ඇසුරෙන්  KNO}}_\text{3}\text{ ස්කන්ධය}\;\;&=&2\mathrm x\;\times\;101\mathrm g\\&=&\;2\;\times\;0.0298\;\times\;101\\&=&\;6.0196\;\mathrm g\\&&\\{\mathrm{KNO}}_3\;\mathrm{ස්කන්ධ}\;\;\mathrm{ප්රතිශතය}\;\;&=&\;\frac{\;6.0196\;\mathrm g}{10\;\mathrm g}\;\times\;100\%\\&=&\;60.196\;\%\\&&\\\mathrm ඒ\;\mathrm{ඇසුරෙන්}\;\;{\mathrm{NaNO}}_3\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;\;\;&=&\;10\;\mathrm g\;-\;6.0196\;\mathrm g\\&=&\;3.9804\;\mathrm g\\&&\\{\mathrm{NaNO}}_3\;\mathrm{ස්කන්ධ}\;\;\text{ප්‍රතිශතය}\;&=&\;\frac{3.9804}{10}\times100\%\\&=&\;39.804\;\%\\&&\\&&\end{array}

අභ්‍යාස

1. හිමොග්ලෝබින් යනු ඔක්සිජන් පරිවහනය සඳහා දායක වන රුධිරයේ පවතින ප්‍රෝටීනයකි. එක් හිමොග්ලෝබින් අණුවක යකඩ පරමාණු හතරක් අඩංගු වේ. හිමොග්ලෝබින් තුළ ස්කන්ධය අනුව 0.335% ක් යකඩ අඩංගු වේ. මෙම දත්ත පදනම් කරගෙන හිමොග්ලෝබින් ප්‍රෝටීනයේ මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කරන්න.(සා.ප.ස් Fe = 55.85 )

1. Na₂CO₃ අඩංගු එක්තරා මිශ්‍රණයක නිර්ජලීය ලවණ හා සජල ලවණ පමණක් ( Na₂CO₃.10H₂O ) අඩංගු වේ. මිශ්‍රණයෙන් 5 g ස්කන්ධයක් නියත බරක් ලැබෙන තෙක් රත් කලවිට 36% ක ස්කන්ධය අඩුවීම්ක් දක්නට ලැබුණි. මිශ්‍රණයේ නිර්ජල ලවණයේ ස්කන්ධය හා සජල ලවණයේ ස්කන්ධය සොයන්න. (සා.ප.ස්. Na = 23 , C = 12 , O =16 , H = 1 )

පිළිතුරු

1. හිමොග්ලොබින් ශ්‍රේණියේ මවුලික ස්කන්ධය M නම්,

\begin{array}{rcl}\text{එහි යකඩ පරමාණු හතරෙහි ස්කන්ධ ප්‍රතිශතය}\;&=&\;\frac{55.85}{\mathrm M}\times4\times100\\&&\\\frac{(55.85\times4)\mathrm{gmol}^{-1}}{\mathrm M}\times100\;&=&\;0.335\\&&\\\mathrm M\;&=&\;\frac{{(55.85\times4)\mathrm{gmol}^{-1}}\;\times\;100}{0.335}\\&&\\\mathrm M\;&=&\;6.67\;\times\;10^4\;\mathrm{gmol}^{-1}\end{array}

2.මිශ්‍රණයෙන් අඩු වන්නේ ජල ස්කන්ධයයි. හේතුව Na₂CO₃ තාප වියෝජනය නොවීමයි.

\begin{array}{rcl}\text{සජල ලවණයේ ජල  ස්කන්ධය}\;&=&\;\frac{\mathrm m}{5\;\mathrm g}\;\times\;100\\&=&\;1.8\;\mathrm g\\&&\\\text{ජල මවුල}\;&=&\;\frac{1.8\;\mathrm g}{18\;\mathrm{gmol}^{-1}}\\&=&\;0.1\;\mathrm{mol}\\&&\\{\text{ස්ටොයිකියෝමිතිය අනුව සජල  ලවණයේ Na}}_\text{2}{\text{CO}}_\text{3}\text{ මවුල}\;&=&\;\frac{0.1}1\\&=&\;0.01\;\mathrm{mol}\\&&\\\text{සජල ලවණයේ ජල  ස්කන්ධය}\;&=&\;\mathrm n\;\times\;\mathrm m\\&=&\;0.01\mathrm{mol}\;\times\;106\;\mathrm{gmol}^{-1}\\&=&\;1.06\;\mathrm g\\&&\\\text{මුළු සජල ලවණයේ ස්කන්ධය}\;&=&\;1.8\;\mathrm g\;+\;1.06\;\mathrm g\\&=&\;2.86\;\mathrm g\\&&\\{\text{නිර්ජල  Na}}_\text{2}{\text{CO}}_\text{3}\text{ වල ස්කන්ධය}\;&=&\;2.14\;\mathrm g\\&&\\&&\\&&\end{array}

ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.