Chemical stoichiometry Questions in Gujarati

(B) તટસ્થીકરણની પ્રક્રિયા $HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O$ છે.
$HCl$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સની સંખ્યા = $x \times y$.
$NaOH$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સની સંખ્યા = $y \times x$.
મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સ સમાન હોવાથી, દ્રાવણ તટસ્થ છે અને બનતા $NaCl$ ના મિલિ-ઇક્વિવેલન્ટ્સની સંખ્યા $xy$ છે.
દ્રાવણનું કુલ કદ = $x \ mL$ $(HCl)$ + $y \ mL$ $(NaOH)$ + $(x+y) \ mL$ (નિસ્યંદિત પાણી) = $2(x+y) \ mL$.
$\text{Normality} = \frac{\text{Total milliequivalents of salt}}{\text{Total volume in } mL} = \frac{xy}{2(x+y)} \ N$.

(A) $1$. $NaOH$ નું આણ્વીય દળ ગણો: $Na(23) + O(16) + H(1) = 40 \ g/mol$.
$2$. $NaOH$ ના મોલની સંખ્યા ગણો: $n = \frac{\text{દળ}}{\text{આણ્વીય દળ}} = \frac{4 \ g}{40 \ g/mol} = 0.1 \ mol$.
$3$. દ્રાવણનું કદ $mL$ માંથી $L$ માં ફેરવો: $V = \frac{250 \ mL}{1000} = 0.25 \ L$.
$4$. મોલારિટી $(M)$ ગણો: $M = \frac{n}{V} = \frac{0.1 \ mol}{0.25 \ L} = 0.4 \ M$.

(B) ટાઇટ્રેશન માટે સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$Ba(OH)_{2(aq)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow BaCl_{2(aq)} + 2H_2O_{(\ell)}$
વપરાયેલ $Ba(OH)_2$ ના મિલીમોલની ગણતરી:
$n_{Ba(OH)_2} = M \times V_{(mL)} = 0.1 \ M \times 25.0 \ mL = 2.5 \ mmol$
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ, $1 \ mol$ $Ba(OH)_2$ એ $2 \ mol$ $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે:
$n_{HCl} = 2 \times n_{Ba(OH)_2} = 2 \times 2.5 \ mmol = 5.0 \ mmol$
$HCl$ ના દળની $mg$ માં ગણતરી:
$Mass = n \times Molar \ mass = 5.0 \ mmol \times 36.5 \ mg/mmol = 182.5 \ mg$
આપેલ છે કે $x \ mg = 182.5 \ mg$, આપણે તેને $x \times 10^{-1}$ તરીકે દર્શાવવાનું છે:
$182.5 = 1825 \times 10^{-1}$
તેથી, $x = 1825$.

(A) પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $MnO_{2(s)} + 4HCl_{(aq)} \rightarrow MnCl_{2(aq)} + Cl_{2(g)} + 2H_{2}O_{(l)}$
$MnO_{2}$ નું મોલર દળ: $55 + (2 \times 16) = 87 \ g \ mol^{-1}$.
$MnO_{2}$ ના મોલની સંખ્યા: $n = \frac{8.7 \ g}{87 \ g \ mol^{-1}} = 0.1 \ mol$.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ મુજબ, $1 \ mol$ $MnO_{2}$ એ $1 \ mol$ $Cl_{2}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી, $0.1 \ mol$ $MnO_{2}$ એ $0.1 \ mol$ $Cl_{2}$ ઉત્પન્ન કરશે.
$Cl_{2}$ નું મોલર દળ: $2 \times 35.5 = 71 \ g \ mol^{-1}$.
મુક્ત થતા $Cl_{2}$ નું વજન: $0.1 \ mol \times 71 \ g \ mol^{-1} = 7.1 \ g$.

(B) સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2Al_{(s)} + 6HCl_{(aq)} \rightarrow 2Al^{3+}_{(aq)} + 6Cl^{-}_{(aq)} + 3H_{2(g)}$.
સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ, $2 \ \text{મોલ } Al$ એ $3 \ \text{મોલ } H_{2(g)}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી, $1 \ \text{મોલ } Al$ એ $\frac{3}{2} = 1.5 \ \text{મોલ } H_{2(g)}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$STP$ પર, $1 \ \text{મોલ વાયુ } 22.4 \ L \ \text{જગ્યા રોકે છે}$.
તેથી, $1.5 \ \text{મોલ } H_{2(g)} = 1.5 \times 22.4 \ L = 33.6 \ L \ H_{2(g)}$.
આમ, પ્રતિક્રિયા આપતા દરેક મોલ $Al$ દીઠ $STP$ એ $33.6 \ L \ H_{2(g)}$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(B) $1$. પ્રમાણસૂચક સૂત્ર નક્કી કરો: $C : H$ ના દળ ટકાવારીનો ગુણોત્તર $12 : 1$ છે. પરમાણ્વીય દળ $(C=12, H=1)$ વડે ભાગતા, મોલ ગુણોત્તર $(12/12) : (1/1) = 1 : 1$ મળે છે. તેથી પ્રમાણસૂચક સૂત્ર $CH$ છે.
$2$. આણ્વીય સૂત્ર નક્કી કરો: હાઇડ્રોકાર્બનમાં બે કાર્બન પરમાણુઓ છે, તેથી આણ્વીય સૂત્ર $(CH)_2 = C_2H_2$ (ઇથાઇન) છે.
$3$. સંતુલિત દહન પ્રક્રિયા લખો: $2C_2H_2 + 5O_2 \to 4CO_2 + 2H_2O$.
$4$. હાઇડ્રોકાર્બનના મોલની ગણતરી કરો: $C_2H_2$ નું મોલર દળ $= (2 \times 12) + (2 \times 1) = 26 \ g/mol$. $3.38 \ g$ માં મોલ $= 3.38 / 26 = 0.13 \ mol$.
$5$. $CO_2$ ના મોલની ગણતરી કરો: સંતુલિત સમીકરણ મુજબ, $1 \ mol$ $C_2H_2$ માંથી $2 \ mol$ $CO_2$ મળે છે. તેથી, $0.13 \ mol$ $C_2H_2$ માંથી $0.13 \times 2 = 0.26 \ mol$ $CO_2$ મળશે.
$6$. $CO_2$ ના દળની ગણતરી કરો: દળ $= 0.26 \ mol \times 44 \ g/mol = 11.44 \ g$.

(B) સિલ્વર કાર્બોનેટનું ઉષ્મીય વિઘટન નીચે મુજબ થાય છે: $Ag_2CO_3(s) \to 2Ag(s) + CO_2(g) + 1/2 O_2(g)$.
અહીં $CO_2$ અને $O_2$ વાયુઓ હોવાથી, મળતો ઘન અવશેષ ધાત્વિક સિલ્વર $(Ag)$ છે.
$Ag_2CO_3$ નું મોલર દળ $= (2 \times 108) + 12 + (3 \times 16) = 216 + 12 + 48 = 276 \text{ g mol}^{-1}$.
$Ag_2CO_3$ ના મોલ $= \frac{\text{આપેલ દળ}}{\text{મોલર દળ}} = \frac{2.76 \text{ g}}{276 \text{ g mol}^{-1}} = 0.01 \text{ mol}$.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ, $1 \text{ મોલ}$ $Ag_2CO_3$ માંથી $2 \text{ મોલ}$ $Ag$ મળે છે.
તેથી, ઉત્પન્ન થતા $Ag$ ના મોલ $= 2 \times 0.01 \text{ mol} = 0.02 \text{ mol}$.
$Ag$ અવશેષનું દળ $= \text{મોલ} \times \text{મોલર દળ} = 0.02 \text{ mol} \times 108 \text{ g mol}^{-1} = 2.16 \text{ g}$.

(D) આયર્ન અને વરાળ વચ્ચેની પ્રક્રિયાનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$ છે.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ, $4$ મોલ $H_2O$ એ $3$ મોલ $Fe$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$H_2O$ નું મોલર દળ = $(2 \times 1) + 16 = 18\text{ g mol}^{-1}$ થાય.
આમ, $4 \times 18\text{ g} = 72\text{ g}$ વરાળ $3 \times 56\text{ g} = 168\text{ g}$ આયર્ન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
ત્રિરાશિની રીતનો ઉપયોગ કરતા, $18\text{ g}$ વરાળ સાથે પ્રક્રિયા કરતું આયર્ન = $\frac{168\text{ g Fe}}{72\text{ g H}_2\text{O}} \times 18\text{ g H}_2\text{O} = \frac{168}{4} = 42\text{ g}$ આયર્ન.

(D) રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CO_{2}(g) + C(s) \rightarrow 2CO(g)$.
ધારો કે $CO_{2}$ નું પ્રારંભિક કદ $1 \ dm^{3}$ છે.
ધારો કે $x$ એ કાર્બન સાથે પ્રક્રિયા કરતા $CO_{2}$ નું કદ છે.
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ, $1 \ mol$ $CO_{2}$ એ $2 \ mol$ $CO$ ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી, $x \ dm^{3}$ $CO_{2}$ એ $2x \ dm^{3}$ $CO$ ઉત્પન્ન કરશે.
બાકી રહેલ $CO_{2}$ નું કદ $(1 - x) \ dm^{3}$ છે.
વાયુમય મિશ્રણનું કુલ કદ એ બાકી રહેલ $CO_{2}$ અને ઉત્પન્ન થયેલ $CO$ નો સરવાળો છે: $(1 - x) + 2x = 1 + x$.
આપેલ છે કે અંતિમ કદ $1.4 \ dm^{3}$ છે, તેથી $1 + x = 1.4$, જેનો અર્થ છે કે $x = 0.4 \ dm^{3}$.
તેથી, ઉત્પન્ન થયેલ $CO$ નું કદ $2x = 2(0.4) = 0.8 \ dm^{3}$ છે.
બાકી રહેલ $CO_{2}$ નું કદ $1 - 0.4 = 0.6 \ dm^{3}$ છે.

(A) $n$-બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ ના સંપૂર્ણ દહન માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2C_4H_{10} + 13O_2 \rightarrow 8CO_2 + 10H_2O$
પ્રથમ, $n$-બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ નું મોલર દળ ગણો:
$M(C_4H_{10}) = 4 \times 12 + 10 \times 1 = 48 + 10 = 58 \ g/mol$
$116 \ g$ $n$-બ્યુટેનમાં રહેલા મોલની સંખ્યા ગણો:
$n = \frac{116 \ g}{58 \ g/mol} = 2 \ mol$
સંતુલિત સમીકરણ મુજબ, $2 \ mol$ $C_4H_{10}$ એ $8 \ mol$ $CO_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ઉત્પન્ન થયેલ $CO_2$ નું દળ ગણો:
$CO_2$ નું મોલર દળ = $12 + 2 \times 16 = 44 \ g/mol$
$CO_2$ નું દળ = $8 \ mol \times 44 \ g/mol = 352 \ g$.

(C) એમોનિયાના સંશ્લેષણ માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$ છે.
સમીકરણ મુજબ, $3 \text{ મોલ}$ $H_2$, $2 \text{ મોલ}$ $NH_3$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$NH_3$ નું મોલર દળ $= 14 + 3 \times 1 = 17 \text{ g/mol}$.
ઉત્પન્ન થયેલ $NH_3$ ના મોલ $= \frac{3.4 \text{ g}}{17 \text{ g/mol}} = 0.2 \text{ mol}$.
$2 \text{ મોલ}$ $NH_3$ માટે $3 \text{ મોલ}$ $H_2$ જરૂરી હોવાથી, $0.2 \text{ મોલ}$ $NH_3$ માટે $\frac{3}{2} \times 0.2 = 0.3 \text{ મોલ}$ $H_2$ ની જરૂર પડશે.
$H_2$ ના અણુઓની સંખ્યા $= 0.3 \times 6.022 \times 10^{23} = 1.8066 \times 10^{23}$.
નોંધ: ગણતરી મુજબ આપેલા વિકલ્પો ખોટા જણાય છે.

(D) ટકાવારી પરમાણુ અર્થતંત્ર માટેનું સૂત્ર છે:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{\text{ઈચ્છિત નીપજનું સૂત્ર ભાર}}{\text{તમામ પ્રક્રિયકોના સૂત્ર ભારનો સરવાળો}} \right) \times 100\%$
આપેલ છે:
ઈચ્છિત નીપજનું સૂત્ર ભાર = $65 \text{ u}$
તમામ પ્રક્રિયકોના સૂત્ર ભારનો સરવાળો = $130 \text{ u}$
ગણતરી:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{65}{130} \right) \times 100\%$
$\text{Atom Economy} = 0.5 \times 100\% = 50\%$
તેથી, સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પગલું $1$: $CO_2$ નું મોલર દળ ગણો. $CO_2$ નું મોલર દળ $= 12 + (2 \times 16) = 44 \text{ g/mol}$.
પગલું $2$: $CO_2$ ના મોલની સંખ્યા ગણો. $n = \frac{\text{દળ}}{\text{મોલર દળ}} = \frac{99 \text{ g}}{44 \text{ g/mol}} = 2.25 \text{ mol}$.
પગલું $3$: $STP$ પર કદ ગણો. $STP$ પર, કોઈપણ વાયુનો $1 \text{ મોલ}$ $22.4 \text{ L}$ કદ રોકે છે.
કદ $= n \times 22.4 \text{ L/mol} = 2.25 \times 22.4 \text{ L} = 50.4 \text{ L}$.

(A) પગલું $1$: આપેલ મૂલ્યો ઓળખો: મોલારિટી $(M) = 0.1 \text{ mol/L}$, કદ $(V) = 100 \text{ ml} = 0.1 \text{ L}$, મોલર દળ $(MW) = 106 \text{ g/mol}$।
પગલું $2$: મોલારિટીના સૂત્રનો ઉપયોગ કરો: $M = \frac{\text{દળ}}{MW \times V(\text{L માં})}$।
પગલું $3$: દળ શોધવા માટે સૂત્રને ફરીથી ગોઠવો: $\text{દળ} = M \times MW \times V$।
પગલું $4$: મૂલ્યો મૂકો: $\text{દળ} = 0.1 \text{ mol/L} \times 106 \text{ g/mol} \times 0.1 \text{ L} = 1.06 \text{ g}$।

(B) પગલું $1$: પોટેશિયમ ક્લોરેટના ઉષ્મીય વિઘટન માટે સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો:
$2KClO_3(s) \rightarrow 2KCl(s) + 3O_2(g)$
પગલું $2$: સ્ટોઇકિયોમેટ્રી મુજબ, $KClO_3$ ના $2 \text{ મોલ}$, $O_2$ ના $3 \text{ મોલ}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
પગલું $3$: $STP$ પર, કોઈપણ વાયુનો $1 \text{ મોલ}$, $22.4 \text{ L}$ કદ રોકે છે. તેથી, $O_2$ ના $11.2 \text{ L}$, $n = \frac{11.2 \text{ L}}{22.4 \text{ L/mol}} = 0.5 \text{ મોલ}$ $O_2$ ને સમાન છે.
પગલું $4$: મોલ ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરતા, $O_2$ ના $3 \text{ મોલ}$, $KClO_3$ ના $2 \text{ મોલ}$ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. તેથી, $O_2$ ના $0.5 \text{ મોલ}$, $\frac{2}{3} \times 0.5 = \frac{2}{3} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{3} \text{ મોલ}$ $KClO_3$ દ્વારા ઉત્પન્ન થશે.

(D) પોટેશિયમ ક્લોરેટના ઉષ્મીય વિઘટન માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2KClO_3(s) \rightarrow 2KCl(s) + 3O_2(g)$
પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ, $KClO_3$ ના $2 \text{ મોલ}$, $O_2$ ના $3 \text{ મોલ}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
$STP$ પર, કોઈપણ આદર્શ વાયુનો $1 \text{ મોલ}$, $22.4 \text{ L}$ કદ રોકે છે.
તેથી, $O_2$ નું $22.4 \text{ L}$ એ $O_2$ ના $1 \text{ મોલ}$ ને સમાન છે.
મોલ ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{2 \text{ મોલ } KClO_3}{3 \text{ મોલ } O_2} = \frac{x \text{ મોલ } KClO_3}{1 \text{ મોલ } O_2}$.
$x$ માટે ઉકેલતા: $x = \frac{2}{3} \text{ મોલ } KClO_3$.

(A) પરમાણુ અર્થતંત્ર માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$\text{Atom Economy} = \left( \frac{\text{ઇચ્છિત નીપજનું સૂત્ર ભાર}}{\text{બધા પ્રક્રિયકોના સૂત્ર ભારનો સરવાળો}} \right) \times 100\%$
આપેલ છે:
$\text{Atom Economy} = 50\% = 0.5$
$\text{બધા પ્રક્રિયકોના સૂત્ર ભારનો સરવાળો} = 274 \text{ u}$
ધારો કે ઇચ્છિત નીપજનું સૂત્ર ભાર $x$ છે.
$0.5 = \frac{x}{274 \text{ u}}$
$x = 0.5 \times 274 \text{ u} = 137 \text{ u}$
આમ, ઇચ્છિત નીપજનું સૂત્ર ભાર $137 \text{ u}$ છે.

(B) વાયુનું આંશિક દબાણ $P_i = x_i P_{total}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $x_i$ મોલ અંશ છે.
આંશિક દબાણ સમાન હોવા માટે $(P_{Ne} = P_{CH_4})$, તેમના મોલ અંશ સમાન હોવા જોઈએ $(x_{Ne} = x_{CH_4})$.
કારણ કે $x_i = \frac{n_i}{n_{total}}$, સમાન મોલ અંશનો અર્થ છે કે મોલની સંખ્યા સમાન છે $(n_{Ne} = n_{CH_4})$.
ધારો કે મોલની સંખ્યા $n$ છે. $Ne$ નું દળ $m_{Ne} = n \times M_{Ne} = n \times 20 \ \text{g/mol}$ છે.
$CH_4$ નું દળ $m_{CH_4} = n \times M_{CH_4} = n \times 16 \ \text{g/mol}$ છે.
દળનું ગુણોત્તર $\frac{m_{Ne}}{m_{CH_4}} = \frac{20n}{16n} = \frac{5}{4}$ અથવા $5:4$ છે.

(B) પગલું $1$: તત્વોની સંજ્ઞાઓ અને સંયોજકતા ઓળખો. ટિન $(IV)$ ની સંયોજકતા $+4$ $(Sn^{4+})$ છે અને ઓક્સાઇડની સંયોજકતા $-2$ $(O^{2-})$ છે.
પગલું $2$: સૂત્ર નક્કી કરવા માટે ક્રિસ-ક્રોસ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરો. $Sn$ નો સબસ્ક્રિપ્ટ $2$ બને છે અને $O$ નો સબસ્ક્રિપ્ટ $4$ બને છે, જેનાથી $Sn_2O_4$ મળે છે.
પગલું $3$: સબસ્ક્રિપ્ટના ગુણોત્તરને સૌથી નાની પૂર્ણાંક સંખ્યામાં સરળ બનાવો. બંનેને $2$ વડે ભાગતા $SnO_2$ મળે છે.