03.08.01 – අම්ල – භෂ්ම ප්‍රතික්‍රියා පදනම් වූ ගණනය කිරීම්

• දන්නා සාන්ද්‍රණයකින් යුත් ද්‍රාවණයක් භාවිතා කරමින් නොදන්නා ද්‍රාව්‍ය ප්‍රමාණයක් අඩංගු ජලීය ද්‍රාවණයක සාන්ද්‍රණය නිර්ණය කිරීම සදහා රසායනික සමීකරණ ප්‍රතික්‍රියා භාවිතයට ගත හැකිය .
• දන්නා සාන්ද්‍රණයෙන් යුත් ද්‍රාවණය (ප්‍රාමාණික ද්‍රාවණය) දන්නා ස්ටොයිකියෝමිතිකයට අනුව නොදන්නා සාන්ද්‍රණයෙන් යුත් ද්‍රාවණයක් සමග ප්‍රතික්‍රියා කරයි .
• නොදන්නා ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයක් අඩංගු ද්‍රාවණය ප්‍රාමාණික ද්‍රාවණයක් සමග සම්පූර්ණයෙන් ප්‍රතික්‍රියා කරන අවස්ථාවේදී ප්‍රාමාණික ද්‍රාවණයේ සාන්ද්‍රණය හා ප්‍රතික්‍රියාවේ ස්ටොයිකියෝමිතිය උපයෝගී කර ගනිමින් නොදන්නා සාන්ද්‍රණය ගණනය කළ හැකිය .
• ස්ටොයිකියෝමිතිය යනු , තුලිත රසායනික සමීකරණයෙන් දැක්වෙන ප්‍රතික්‍රියක අතර හෝ ඵල අතර හෝ ප්‍රතික්‍රියක සහ ඵල අතර හෝ සරලම පූර්ණ සංඛ්‍යාත්මක මවුල අනුපාතයයි .

තුලිත රසායනික සමීකරණ මත පදනම් වූ ගණනය කිරීම් සදහා නිදසුන් පහත දැක්වේ .

1. Ba(OH)₂ ද්‍රාවණයක් සමග සම්පූර්ණයෙන් ප්‍රතික්‍රියා වීමට 0.1moldm^-3 HCl ද්‍රාවණයකින් ක් වැය වේ . ආරම්භක ද්‍රාවණයේ Ba(OH)₂ සාන්ද්‍රණය ගණනය කරන්න .

බේරියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් හා HCl අම්ලය අතර ප්‍රතික්‍රියාව සදහා තුලිත සමීකරණය මෙසේය .

2{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_{2(\mathrm{aq})}\rightarrow{\mathrm{BaCl}}_{2(\mathrm{aq})}+2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}

තුලිත සමීකරණය අනුව HCl මවුල දෙකක් Ba(OH)₂ මවුල එකක් සමග ප්‍රතික්‍රියා කරයි . එබැවින් HCl : Ba(OH)₂ ස්ටොයිකියෝමිතිය 2:1 වේ .

වැය වූ HCl මවුල ප්‍රමාණය ගණනය කිරීම .

\begin{array}{rcl}\mathrm{වැය}\;\mathrm{වූ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රමාණය}\;&=&\;0.1\mathrm{mol}\times\frac{30\mathrm{cm}^3}{1000\mathrm{cm}^3}=0.003\mathrm{mol}\\\mathrm{වැය}\;\mathrm{වූ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රමාණය}&=&\;25\mathrm{cm}^3\;\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රමාණය}\;\times2\\0.003\mathrm{mol}&=&\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{සාන්ද්}‍\mathrm{රණය}\times\frac{25\mathrm{dm}^3}{1000}\times2\\\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{සාන්ද්}‍\mathrm{රණය}&=&0.006\mathrm{moldm}^{-3}\end{array}

1.Ba(OH)₂.xH₂O ස්ඵටික 1.578g ක් ජලයේ දිය කරන ලදී . මේ ද්‍රාවණය සමග මුළුමනින්ම ප්‍රතික්‍රියා වීමට 0.25moldm^-3 HNO₃ 40cm³  වැය විය .x හි අගය සොයන්න .

(සා. ප. ස් .  H=1 , O=1 ,Ba=137)

\begin{array}{rcl}\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_{2(\mathrm{aq})}+2{\mathrm{HNO}}_{3(\mathrm{aq})}&\rightarrow&\mathrm{Ba}({\mathrm{NO}}_3)_{2(\mathrm{aq})}+2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\end{array}

\;\mathrm{ස්ටොයිකියෝමිතිය}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\underset{\frac12\;\mathrm{mol}}{1\;}\;\;\;\;\;\underset{}∶\;\;\;\;\;\;\underset{\;1\;\mathrm{mol}}{\;2}

\begin{array}{rcl}\mathrm{වැය}\;\mathrm{වූ}\;{\mathrm{HNO}}_3\;\mathrm{මවුල}&=&0.25\mathrm{mol}\times\frac{40\mathrm{cm}^3}{1000\mathrm{cm}^3}=0.01\mathrm{mol}\\\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{වූ}\;\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&0.01\mathrm{mol}\times\frac12=0.005\mathrm{mol}\\\mathrm n&=&\frac{\mathrm m}{\mathrm M}\\0.005\mathrm{mol}&=&\frac{(1.578\mathrm g)}{(137+16\times2+1\times2+18\mathrm x)\mathrm{gmol}^{-1}}\\0.005\mathrm{mol}&=&\frac{(1.578\mathrm g)}{(171+18\mathrm x)\mathrm{gmol}^{-1}}\\0.855+0.09\mathrm x&=&1.578\\0.09\mathrm x&=&0.723\\\mathrm x&=&8\\&&\end{array}

2.ජලීය Ca(OH)₂ ද්‍රාවණයක ක් උදාසීන කිරීමට H₂SO₄ ද්‍රාවණයකින් ක් වැය වේ . ලැබෙන ද්‍රාවණයවාෂ්පීකරණය කළ විට ලැබෙන නිර්ජලීය සං‍යෝගයේ ස්කන්ධය වේ. මේවා සොයන්න .

1. ලැබෙන CaSO₄ මවුල සංඛ්‍යාව
2. Ca(OH)₂ ද්‍රාවණයේ සාන්ද්‍රණය
3. H₂SO₄ ද්‍රාවණයේ සාන්ද්‍රණය

(සා.ප.ස්. H = 1 , N = 14 , O = 16 , S = 32 )

1. CaSO₄ මවුලික ස්කන්ධය

\begin{array}{rcl}{\mathrm{CaSO}}_4\;\mathrm{මවුලික}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;&=&40+32+16\times4\\&=&136\mathrm{gmol}^{-1}\\{\mathrm n}_{{\mathrm{CaSO}}_4}&=&\frac{{\mathrm m}_{{\mathrm{CaSO}}_4}}{{\mathrm M}_{{\mathrm{CaSO}}_4}}=\frac{1.36\mathrm g}{136\mathrm{gmol}^{-1}}=0.01\mathrm{mol}\\&&\end{array}

2.

\begin{array}{rcl}\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_{2(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm{SO}}_{4(\mathrm{aq})}&\rightarrow&{\mathrm{CaSO}}_{4(\mathrm{aq})}+2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{හා}\;{\mathrm{CaSO}}_4\;\mathrm{අතර}\;\mathrm{ස්ටොයිකියෝමිතික}\;\mathrm{අනුපාතය}&=&1∶1\\\therefore\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&0.01\mathrm{mol}\\{\mathrm C}_{(\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2)}&=&\frac{\mathrm n}{\mathrm v}\\&=&\frac{0.01\mathrm{mol}}{{\displaystyle\frac{20}{1000}}\mathrm{dm}^3}=0.5\mathrm{moldm}^{-3}\\&&\end{array}

3.Ca(OH)₂ හා H₂SO₄ අතර ස්ටොයිකියෝමිතික අනුපාතය = 1 : 1

\begin{array}{rcl}\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;{\mathrm H}_2{\mathrm{SO}}_{4\;}\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}\;&=&\;0.01\mathrm{mol}\\{\mathrm C}_{({\mathrm H}_2{\mathrm{SO}}_4)}&=&\frac{\mathrm n}{\mathrm v}\\&=&\frac{0.01\mathrm{mol}}{{\displaystyle\frac{40}{1000}}\mathrm{dm}^3}\;=\;0.25\mathrm{moldm}^{-3}\\&&\\&&\end{array}

3.(NH₄)₂SO₄ ද්‍රාවණයකින් 1cm³ක් වැඩිපුර ජලීය NaOH සමග ප්‍රතික්‍රියා කරවන ලදී . පිටවන NH₃ සියල්ල 0.25moldm^-3 HCl ද්‍රාවණයක 50cm³ ක් තුළට යවන ලදී . වැඩිපුර ඉතිරි වන අම්ලය 0.1moldm^-3 NaOH උදාසීන කිරීමට ද්‍රාවණයකින් 20cm³ ක් වැය විය . මේවා සොයන්න.

1. NH₃ සමග ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසු ඉතිරි වන HCl ප්‍රමාණය
2. NH₃ සමග ප්‍රතික්‍රියා කළ HCl ප්‍රමාණය
3. නිදහස් වූ NH₃ ප්‍රමාණය
4. ද්‍රාවණයේ වූ (NH₄)₂SO₄ වල සාන්ද්‍රණය

1.NH₃ සමග ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසු ඉතිරි වන HCl , NaOHසමග ප්‍රතික්‍රියා කරයි .

\begin{array}{rcl}\underset:{{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{NaOH}}_{(\mathrm{aq})}}&\rightarrow&{\mathrm{NaCl}}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\\&&1\;\;\;\;\;\;\;\;:\;\;\;\;\;1\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{NaOH}\;\mathrm{හෙවත්}\;\mathrm{ඉතිරි}\;\mathrm{වන}\;\mathrm{HClප්}‍\mathrm{රමාණය}&=&0.1\mathrm{mol}\times\frac{20\mathrm{cm}^3}{1000\mathrm{cm}^3}\\&=&0.002\mathrm{mol}\\&&\\&&\end{array}

2.

\begin{array}{rcl}\mathrm{ආරම්භයේදී}\;\mathrm{එකතු}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{මුළු}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&0.1\mathrm{mol}\times\frac{50\mathrm{cm}^3}{1000\mathrm{cm}^3}\\&=&0.005\mathrm{mol}\\\mathrm{මුළු}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&{\mathrm{NH}}_3\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කල}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}+\mathrm{ඉතිරි}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}\\0.005\mathrm{mol}&=&{\mathrm{NH}}_3\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කල}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}+0.002\mathrm{mol}\\&&\\\mathrm{NH}3\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කල}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&0.003\mathrm{mol}\\&&\\&&\end{array}

3.\begin{array}{rcl}{\mathrm{NH}}_{3(\mathrm g)}+\;{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}\;&\rightarrow&\;{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{Cl}}_{(\mathrm g)}\\&&1\;\;\;\;\;\;\;\;\;:\;\;\;\;\;1\\&&\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{නිදහස්}\;\mathrm{වූ}\;{\mathrm{NH}}_3\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රමාණය}&=&\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}\\&=&0.003\mathrm{mol}\\&&\\&&\end{array}

4.  \begin{array}{rcl}({\mathrm{NH}}_4)_2{\mathrm{SO}}_{4(\mathrm{aq})}+2{\mathrm{NaOH}}_{(\mathrm{aq})}&\rightarrow&2{\mathrm{NH}}_{3(\mathrm g)}+{\mathrm{Na}}_2{{\mathrm{SO}}_4}_{(\mathrm{aq})}+2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\\&&\\&&\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}({\mathrm{NH}}_4)_2{\mathrm{SO}}_4\;\mathrm{හා}\;{\mathrm{NH}}_3\;\mathrm{අතර}\;\mathrm{ස්ටොයිකියෝමිතික}\;\mathrm{අනුපාතය}&=&1∶2\\\mathrm{එම}\;\mathrm{නිසා}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{වූ}\;\;({\mathrm{NH}}_4)_2{\mathrm{SO}}_4\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&0.003\mathrm{mol}\times\frac12\\&=&0.0015\mathrm{mol}\\&&\\&&\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\mathrm c&=&\frac{\mathrm n}{\mathrm v}\;\;\mathrm{අනුව}\;,\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;\lbrack\;({\mathrm{NH}}_4)_{2\;}{\mathrm{SO}}_{4(\mathrm{aq})}\;\rbrack&=&\frac{0.0015\;\mathrm{mol}}{{\displaystyle\frac{1\;}{1000}}\mathrm{dm}3}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;&=&1.5\;\mathrm{mol}\;\mathrm{dm}^{-3}\end{array}

4.Na₂CO₃ හා K₂CO₃ මිශ්‍රණයකින් 1.20g ක් ජලයේ දිය කර ද්‍රාවණ 100cm³ ක් පිළියෙළ කරන ලදී . මෙම ද්‍රාවණයේ 20cm³ ක් සමග මුළුමනින්ම ප්‍රතික්‍රියා 0.1moldm^-3 වීමට  ද්‍රාවණයකින් 40cm³  වැය විය . මිශ්‍රණයෙහි වූ Na₂CO₃  හා K₂CO₃ ස්කන්ධ සොයන්න .

(සා.ප.ස්. Na = 23 , K = 39 , C = 12 , O = 16)

\begin{array}{l}{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{හි}\;\mathrm{මවුලික}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;=\;23\times2+12+16\times3\\=106\mathrm{gmol}^{-1}\\\;{\mathrm K}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{හි}\;\mathrm{මවුලික}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;=39\times2+12+16\times3\\=138\mathrm{gmol}^{-1}\end{array}

\begin{array}{l}\mathrm{මිශ්}‍\mathrm{රණයේ}\;{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{හි}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;{\mathrm m}_1\;\mathrm{හා}\;\;{\mathrm K}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{හි}\;\mathrm{ස්කන්ධය}\;{\mathrm m}_2\;\mathrm{නම්},\\{\mathrm m}_1\;+\;{\mathrm m}_2\;=1.20\mathrm g........(1)\\\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{ද්}‍\mathrm{රාවණයේ}\;20\mathrm{cm}^3\mathrm{ක්}\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}\;&=&0.1\mathrm{mol}\times\frac{40\mathrm{cm}^3}{1000\mathrm{cm}^3}\\&=&4\times10^{-3}\mathrm{mol}\;\\\mathrm{ද්}‍\mathrm{රාවණයේ}\;100\mathrm{cm}^3\mathrm{ක්}\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කරන}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&4\times10^{-3}\mathrm{mol}\times\frac{100\mathrm{cm}^3}{20\mathrm{cm}^3}\\&=&0.02\mathrm{mol}\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_{3(\mathrm{aq})}+2{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}&\rightarrow&2{\mathrm{NaCl}}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}+{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}\\&&\;1\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;:\;\;\;\;\;\;\;2\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm{nNa}}_2{\mathrm{CO}}_3&=&\frac{{\mathrm m}_1\mathrm g}{106\mathrm{gmol}^{-1}}=\frac{{\mathrm m}_1}{106}\mathrm{mol}\;\\{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}&=&\frac{{\mathrm m}_1}{106}\mathrm{mol}\times2\\&=&\frac{{\mathrm m}_1}{53}\mathrm{mol}\cdots\cdots(\mathrm a)\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm K}_2{\mathrm{CO}}_{3(\mathrm{aq})}+2{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}&\rightarrow&2{\mathrm{KCl}}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}+{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}\\&&1\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;∶\;\;\;\;\;\;\;2\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm{nK}}_2{\mathrm{CO}}_3&=&\frac{{\mathrm m}_2\mathrm g}{138\mathrm{gmol}^{-1}}=\frac{{\mathrm m}_2}{138\mathrm{mol}}\\{\mathrm K}_2{\mathrm{CO}}_3\;\mathrm{සමඟ}\;\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}&=&\frac{{\mathrm m}_2}{138\mathrm{mol}}\times2\\&=&\frac{{\mathrm m}_2}{69}\;\mathrm{mol}\;........(\mathrm b)\\&&\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{ප්}‍\mathrm{රතික්}‍\mathrm{රියා}\;\mathrm{කළ}\;\mathrm{මුළු}\;\mathrm{HCl}\;\mathrm{මවුල}\;\mathrm{ගණන}&=&\;\mathrm a+\mathrm b=0.02\mathrm{mol}\\\frac{{\mathrm m}_1}{53}+\frac{{\mathrm m}_2}{69}\;&=&\;0.02\cdots\cdots(2)\\{\mathrm m}_{2\;}&=&1.2-{\mathrm m}_1\\&&\\&&\end{array}

(1) හා (2)න්,

\begin{array}{rcl}\frac{{\mathrm m}_1}{53}+\frac{1.2-{\mathrm m}_1}{69}&=&0.02\\69{\mathrm m}_1+53(1.20-{\mathrm m}_1)&=&0.02\times53\times69\\69{\mathrm m}_1+63.6-53{\mathrm m}_1&=&73.14\\16{\mathrm m}_1&=&9.54\\{\mathrm m}_1&=&0.596\mathrm g\\{\mathrm m}_1&=&0.6\mathrm g\\&&\\&&\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm m}_2&=&1.20-0.6\\&=&0.6\mathrm g\\&&\\&&\end{array}

ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.