කුමන ප්‍රතික්‍රියකය අවසන් වේද යන්න තීරණය කරන්නේ ග්‍රෑම් නොව මවුල වීම ඇයි
තුලිත සමීකරණයක් අංශු ගණන් කරයි. 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O යන්නෙන් අදහස් වන්නේ හයිඩ්‍රජන් අණු දෙකක් ඔක්සිජන් අණුවක් සමඟ, එනම් 2 mol, 1 mol සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරන බවයි. විවිධ ද්‍රව්‍යවලට විවිධ මවුලික ස්කන්ධ ඇති බැවින් එය ග්‍රෑම් ගැන සෘජුවම කිසිවක් නොකියයි. එබැවින් ප්‍රතික්‍රියක දෙකක ස්කන්ධ සැසඳීමෙන් කුමක් මුලින්ම අවසන් වේදැයි කිව නොහැක.
සංගුණක වලින් ලැබෙන මවුල අනුපාතය ද්‍රව්‍ය අතර විනිමය අනුපාතයක් මෙන් ක්‍රියා කරයි. එය භාවිත කිරීමට, දී ඇති සෑම ස්කන්ධයක්ම හෝ පරිමාවක්ම මුලින් මවුල බවට පරිවර්තනය කර, අනුපාතය යොදා, ප්‍රශ්නයෙන් ස්කන්ධයක් ඉල්ලන්නේ නම් පමණක් නැවත ග්‍රෑම් බවට පරිවර්තනය කරන්න.
මුළුතැන්ගෙයි උපමාවක් අදහස පෙන්වයි. සෑම සැන්ඩ්විචයකටම පාන් පෙති 2ක් සහ චීස් පෙත්තක් අවශ්‍ය නම්, පාන් පෙති 10ක් සහ චීස් පෙති 7ක් මගින් සැන්ඩ්විච් 5ක් පමණක් සෑදේ. පාන් වැඩියෙන් තිබුණද, වට්ටෝරුව පාන් දෙගුණයක් වේගයෙන් භාවිත කරන බැවින් පාන් නිෂ්පාදනය සීමා කරයි.
සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකය සඳහා විශ්වාසදායක පරීක්ෂා දෙකක්
ඵල ප්‍රමාණ සසඳන්න. සෑම ප්‍රතික්‍රියකයක් සඳහාම, අනෙක් සියල්ල අසීමිත නම් එයට ඵලය කොපමණ සෑදිය හැකිදැයි ගණනය කරන්න. අඩුම ඵල ප්‍රමාණයක් ලබා දෙන ප්‍රතික්‍රියකය සීමාකාරී වන අතර, එම අඩුම ප්‍රමාණය න්‍යායික ඵලදාව වේ. මෙම පරීක්ෂාව එකවරම වඩාත් පොදු පසු-ප්‍රශ්නයට පිළිතුරු දෙයි.
අවශ්‍ය ප්‍රමාණය ඇති ප්‍රමාණය සමඟ සසඳන්න. එක් ප්‍රතික්‍රියකයක් තෝරා, එයට දෙවන ප්‍රතික්‍රියකයෙන් කොපමණ අවශ්‍යදැයි ගණනය කර, පවතින ප්‍රමාණය සමඟ සසඳන්න. අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට වඩා අඩුවෙන් පවතී නම්, දෙවන ප්‍රතික්‍රියකය සීමාකාරී වේ; නැතහොත් පළමුවැන්න වේ. සමාන කෙටිමගක් සෑම ප්‍රතික්‍රියකයක මවුල ප්‍රමාණයම එහි සංගුණකයෙන් බෙදයි; කුඩාම ලබ්ධිය සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකය සලකුණු කරයි.
පරීක්ෂා දෙකටම තුලිත සමීකරණයක් සහ මවුල වලින් ප්‍රමාණ අවශ්‍යයි. ප්‍රතික්‍රියක තුනක් හෝ ඊට වැඩි ඇති විට, ඵල-ප්‍රමාණ පරීක්ෂාව හෝ සංගුණකයෙන් බෙදීමේ කෙටිමග ප්‍රතික්‍රියක යුගල වශයෙන් සැසඳීමට වඩා වැරදීමට ඇති ඉඩ අඩුය.
විසඳූ උදාහරණය: සිල්වර් නයිට්‍රේට් ද්‍රාවණයේ තඹ කම්බි
තඹ සිල්වර් නයිට්‍රේට් වලින් රිදී විස්ථාපනය කරයි: Cu(s) + 2 AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2 Ag(s). තඹ කම්බි 3.00 g කැබැල්ලක් AgNO₃ 8.50 g අඩංගු ද්‍රාවණයක තැබේ. කුමන ප්‍රතික්‍රියකය සීමාකාරීද, රිදී ස්කන්ධය කොපමණ සෑදිය හැකිද, සහ තඹ කොපමණ ඉතිරි වේද? මවුලික ස්කන්ධ දශම ස්ථාන දෙකකට වටකළ IUPAC සම්මත පරමාණුක බර (Cu 63.55, Ag 107.87, N 14.01, O 16.00) භාවිත කරන බැවින් AgNO₃ 169.88 g/mol වේ.
අමතර ඉලක්කම් රැගෙන මවුල බවට පරිවර්තනය කරන්න: 3.00 g Cu ÷ 63.55 g/mol = 0.047207 mol Cu, සහ 8.50 g AgNO₃ ÷ 169.88 g/mol = 0.050035 mol AgNO₃. තඹ සඳහා 2 × 0.047207 = 0.094414 mol AgNO₃ අවශ්‍ය වනු ඇත, නමුත් පවතින්නේ 0.050035 mol පමණි, එබැවින් එහි ස්කන්ධය තඹවලට වඩා තුන් ගුණයකට ආසන්න වුවද AgNO₃ සීමාකාරී වේ.
රිදී වල න්‍යායික ඵලදාව: 0.050035 mol AgNO₃ × (2 mol Ag / 2 mol AgNO₃) × 107.87 g/mol = 5.397 g, 5.40 g ලෙස වාර්තා කෙරේ. ඒ වෙනුවට තඹ මත ගණනය පදනම් කළහොත් රිදී 10.18 g පුරෝකථනය වේ, සිල්වර් නයිට්‍රේට් මුලින්ම අවසන් වන නිසා එය සෑදිය නොහැක.
අතිරික්ත තඹ: AgNO₃ මගින් 0.050035 mol ÷ 2 = 0.025018 mol Cu, එනම් 0.025018 mol × 63.55 g/mol = 1.590 g පරිභෝජනය කරයි. ඉතිරි තඹ = 3.00 g − 1.590 g = 1.41 g, 3.00 g දන්නේ සියයෙන් පංගුවේ ස්ථානය දක්වා බැවින් සියයෙන් පංගුවේ ස්ථානය දක්වා වාර්තා කෙරේ. ස්කන්ධය සංස්ථිතයි: 5.397 g Ag + 4.693 g Cu(NO₃)₂ (187.57 g/mol) + 1.410 g Cu = 11.50 g, ආරම්භයේ 3.00 g + 8.50 g ට සමාන වේ.
න්‍යායික, සැබෑ සහ ප්‍රතිශත ඵලදාව
න්‍යායික ඵලදාව යනු ප්‍රතික්‍රියාව ලියා ඇති ආකාරයට පාර්ශ්වීය ප්‍රතික්‍රියා සහ අලාභ නොමැතිව සම්පූර්ණයෙන් සිදුවේ යැයි උපකල්පනය කරමින්, සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකයට සෑදිය හැකි උපරිම ඵල ප්‍රමාණයයි. සැබෑ ඵලදාව යනු ඔබ ලබාගෙන මනින ප්‍රමාණයයි. ප්‍රතිශත ඵලදාව = (සැබෑ ඵලදාව ÷ න්‍යායික ඵලදාව) × 100%.
100% ට අඩු ඵලදා සාමාන්‍ය දෙයකි. සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකය අවසන් වීමට පෙර ප්‍රතික්‍රියාවක් සමතුලිතතාවයට පැමිණිය හැක, පාර්ශ්වීය ප්‍රතික්‍රියා මගින් ප්‍රතික්‍රියක පරිභෝජනය කළ හැක, සහ පෙරීම, මාරු කිරීම, සේදීම හෝ නැවත ස්ඵටිකීකරණය අතරතුර ඵලය නැති වේ. පිරිසිදු යැයි සැලකෙන ඵලයක 100% ට වැඩි ඵලදාවක් සාමාන්‍යයෙන් අදහස් කරන්නේ එහි තවමත් ද්‍රාවක හෝ අපද්‍රව්‍ය අඩංගු බව හෝ ස්කන්ධයක් වැරදි ලෙස සටහන් කර ඇති බවයි. එය ප්‍රතිඵලයක් ලෙස නොව, වියළා නැවත කිරා බැලීමට සංඥාවක් ලෙස සලකන්න.
ඵලදා දෙකම එකම ඒකක වලින් එකම ද්‍රව්‍යය විස්තර කළ යුතුය. න්‍යායික ඵලදාව මවුල වලින් නම්, සැබෑ ඵලදාව ද මවුල බවට පරිවර්තනය කරන්න, නැතහොත් දෙකම ග්‍රෑම් වලින් ප්‍රකාශ කරන්න.
විසඳූ උදාහරණය: එස්ටර් සංස්ලේෂණයක ප්‍රතිශත ඵලදාව
කෙසෙල් වැනි ගඳක් ඇති එස්ටරයක් වන අයිසොපෙන්ටයිල් ඇසිටේට්, ඇසිටික් අම්ලය සහ අයිසොපෙන්ටයිල් මද්‍යසාර (3-මෙතිල්-1-බියුටනෝල්) වලින් සෑදේ: C₂H₄O₂ + C₅H₁₂O → C₇H₁₄O₂ + H₂O. ඇසිටික් අම්ලය 6.00 g සහ අයිසොපෙන්ටයිල් මද්‍යසාර 7.50 g මිශ්‍රණයකින් පිරිසිදු කළ එස්ටර් 8.12 g ලැබේ. ප්‍රතිශත ඵලදාව කීයද?
මවුලික ස්කන්ධ (C 12.01, H 1.01, O 16.00): ඇසිටික් අම්ලය 60.06 g/mol, අයිසොපෙන්ටයිල් මද්‍යසාර 88.17 g/mol, එස්ටරය 130.21 g/mol. ප්‍රමාණ: 6.00 g ÷ 60.06 g/mol = 0.09990 mol අම්ලය සහ 7.50 g ÷ 88.17 g/mol = 0.08506 mol මද්‍යසාර. අනුපාතය 1:1 වන බැවින් මද්‍යසාරය සීමාකාරී වන අතර අම්ලයෙන් 0.01484 mol අතිරික්තයකි. මෙවැනි සමතුලිතතාවයෙන් සීමා වූ ප්‍රතික්‍රියාවක් ඵලය දෙසට තල්ලු කිරීමට පොදු ක්‍රමයක් වන්නේ එක් ප්‍රතික්‍රියකයක් අතිරික්තව භාවිත කිරීමයි.
න්‍යායික ඵලදාව = 0.08506 mol × 130.21 g/mol = 11.076 g. ප්‍රතිශත ඵලදාව = (8.12 g ÷ 11.076 g) × 100% = 73.3%, 8.12 g සහ 7.50 g වලින් සැලකිය යුතු ඉලක්කම් තුනක්. බෙදීමට පෙර න්‍යායික ඵලදාව 11.1 g දක්වා වටයීමෙන් 73.2% ලැබෙනු ඇත, එබැවින් වටනොකළ අගය ඉදිරියට රැගෙන යන්න.
ප්‍රතිශත ඵලදාව පසුපසට ද ක්‍රියා කරයි. එම 73.3% ඵලදාවේම එස්ටර් 5.00 g එකතු කර ගැනීමට, ඔබට න්‍යායික ඵලදාව 5.00 g ÷ 0.733 = 6.82 g අවශ්‍යයි, එය එස්ටර් 0.0524 mol වේ. ඒ සඳහා අම්ලය අතිරික්තව ඇතිව අවම වශයෙන් අයිසොපෙන්ටයිල් මද්‍යසාර 0.0524 mol, එනම් 4.62 g, අවශ්‍ය වේ.
පරීක්ෂා කළ යුතු ඵලදාව සහ අතිරික්ත-ප්‍රතික්‍රියක වැරදි
මෙම ගැටලු වල බොහෝ වැරදි ගණිත දෝෂ නොව සැකසුම් දෝෂ වන බැවින්, සෑම එකකටම සම්පූර්ණ ගණනය නැවත කිරීම අවශ්‍ය නොවන පරීක්ෂාවක් ඇත.
අවසන් වූ පසු කරුණු තුනක් තහවුරු කරන්න: සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකය මවුල වලින් තෝරා ගත්තා, න්‍යායික ඵලදාව එම ප්‍රතික්‍රියකයෙන් ලැබුණා, සහ ප්‍රතිශත ඵලදාව 100% හෝ ඊට අඩුය.
- ස්කන්ධ සැසඳීමෙන් සීමාකාරී ප්‍රතික්‍රියකය තෝරා ගැනීම. තඹ උදාහරණයේ, විශාල ස්කන්ධය ඇති ප්‍රතික්‍රියකය සීමාකාරී විය.
- සංගුණක නොමැතිව මවුල වලින් ප්‍රමාණ සැසඳීම. සෑම ප්‍රමාණයක්ම එහි සංගුණකයෙන් බෙදන්න, නැතහොත් සෑම ප්‍රතික්‍රියකයකින්ම ඵලය ගණනය කරන්න.
- අතිරික්ත ප්‍රතික්‍රියකයෙන් න්‍යායික ඵලදාව ගණනය කිරීම. න්‍යායික ඵලදාව සැමවිටම හැකි ඵල ප්‍රමාණ අතරින් කුඩා එකයි.
- එක් ද්‍රව්‍යයක ස්කන්ධය තවත් ද්‍රව්‍යයක ස්කන්ධයෙන් අඩු කිරීමෙන් ඉතිරි අතිරික්තය සෙවීම. අතිරික්ත ප්‍රතික්‍රියකයෙන් කොපමණ පරිභෝජනය වේදැයි එහිම ඒකක වලින් ගණනය කර, එය පවතින එම ද්‍රව්‍යයේම ප්‍රමාණයෙන් අඩු කරන්න.
- සූත්‍රයේ සැබෑ සහ න්‍යායික ඵලදාව මාරු කිරීම. වියළි, පිරිසිදු ඵලයක 100% ට වැඩි ප්‍රතිශත ඵලදාවක් යනු යමක් වැරදි බවයි.
- අතරමැදි අගයන් වටයීම. අවසාන පියවර වටනොකළ සංඛ්‍යා සමඟ නැවත කර වාර්තා කළ ඉලක්කම් වෙනස් වේදැයි බලන්න.
සීමාවන් සහ සුදුසු භාවිතය
- න්‍යායික ඵලදාව ප්‍රතික්‍රියාව ලියා ඇති ආකාරයට සම්පූර්ණයෙන් සිදුවන බව උපකල්පනය කරයි; සමතුලිතතාවයෙන් සීමා වූ සහ තරඟකාරී ප්‍රතික්‍රියා මෙහි සාකච්ඡා කරන්නේ ගුණාත්මක ලෙස පමණි.
- උදාහරණ පිරිසිදු, වියළි ප්‍රතික්‍රියක උපකල්පනය කරයි; සැබෑ ප්‍රතික්‍රියක වලට ප්‍රකාශිත පිරිසිදු බව ඇති අතර එය ගණනයට ඇතුළත් කළ යුතුය.
- ප්‍රතිශත ඵලදාව සමස්ත කාර්යක්ෂමතාව සාරාංශ කරයි, නමුත් අලාභ පැමිණියේ අසම්පූර්ණ ප්‍රතික්‍රියාවෙන්ද, පාර්ශ්වීය ඵල වලින්ද, නැතහොත් හැසිරවීමෙන්ද යන්න නොපෙන්වයි.
- පරමාණුක බර දශම ස්ථාන දෙකකට වටකර ඇති බැවින්, අවසාන ඉලක්කම් වඩා නිරවද්‍ය අගයන් භාවිත කරන ගණනයන්ගෙන් තරමක් වෙනස් විය හැක.