Kaj je stehiometrija:
Stehiometrija je izračun za uravnoteženo kemijsko enačbo ki bo določil razmerja med reaktanti in produkti v kemijski reakciji.
Ravnotežje v kemijski enačbi upošteva načela ohranjanja in Daltonove atomske modele, kot je Zakon o ohranjanju mase, ki pravi, da:
masa reaktantov = masa izdelkov
V tem smislu mora imeti enačba enako težo na obeh straneh enačbe.
Stehiometrični izračuni
Stehiometrični izračuni so način uravnoteženja kemijske enačbe. Obstajata dva načina: metoda poskusov in napak ter algebrajska metoda.
Stehiometrični izračun s poskusi in napakami
Metoda poskusov in napak za izračun stehiometrije enačbe mora slediti naslednjim korakom:
- Preštejte število atomov vsakega kemičnega elementa v položaju reaktantov (levo od enačbe) in primerjajte te količine v elementih, postavljenih kot produkti (desno od enačbe).
- Uravnajte kovinske elemente.
- Uravnotežite nekovinske elemente.
Na primer, stehiometrični izračun z metodo poskusov in napak v naslednji kemijski enačbi:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ALI
Ogljik je uravnotežen, ker je na vsaki strani enačbe 1 molekula. Vodik ima na vsaki strani tudi enake količine. Po drugi strani kisik sešteje do 4 na levi strani (reaktanti ali reaktanti) in le 2, zato se s poskusi in napakami doda podpis 2 za pretvorbo CO v CO2.
Na ta način izhaja uravnotežena kemijska enačba v tej vaji: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2ALI
Številke pred spojino, v tem primeru 2 od O2 in 2 za H2Ali pa so poklicani stehiometrični koeficienti.
Stehiometrični izračun z algebrajsko metodo
Za stehiometrični izračun z algebraično metodo je treba najti stehiometrične koeficiente. Če želite to narediti, sledite korakom:
- Dodeli neznano
- Pomnožite neznano s številom atomov vsakega elementa
- Dodelite vrednost (priporočljivo je 1 ali 2), da rešite preostale neznanke
- Poenostavite
Stehiometrična razmerja
Stehiometrična razmerja kažejo relativni delež kemikalij, ki se uporabljajo za izračun uravnotežene kemijske enačbe med reaktanti in njihovimi proizvodi v kemični raztopini.
Kemične raztopine imajo različne koncentracije med topljenim sredstvom in topilom. Izračun količin upošteva načela ohranjanja in atomske modele, ki vplivajo na kemijske procese.
Načela ohranjanja
Postulati ohranitvenih načel bodo kasneje pomagali opredeliti atomske modele Johna Daltona o naravi atomov. Modeli predstavljajo prvo znanstveno utemeljeno teorijo, ki pomeni začetek moderne kemije.
Zakon o ohranjanju mase: Med kemijsko reakcijo ni zaznati sprememb skupne mase. (1783, Lavoisier)
Zakon določenih razmerij: čiste spojine imajo vedno enake elemente v enakem masnem razmerju. (1799, J. L. Proust)
Daltonov atomski model
Daltonovi atomski modeli so osnova sodobne kemije. Leta 1803 je Osnovna atomska teorija Johna Daltona (1766-1844) predpostavljala naslednje:
- Kemični elementi so sestavljeni iz enakih atomov za en element, za druge elemente pa je drugačen.
- Kemične spojine nastanejo s kombiniranjem določene količine vsake vrste atoma in tvorijo molekulo spojine.
Poleg tega Daltonov zakon več proporcij določa, da kadar se dva kemična elementa združita v eno spojino, obstaja celoštevilsko razmerje med različnimi masami enega elementa, ki se kombinirajo s konstantno maso drugega elementa v spojini.
Zato je v stehiometriji možna so navzkrižna razmerja med reaktanti in produkti. Kar ni mogoče, je mešanica makroskopskih enot (molov) z mikroskopskimi enotami (atomi, molekule).
Stehiometrija in pretvorba enot
Stehiometrija kot pretvorbeni faktor iz mikroskopskega sveta uporablja enote molekul in atomov, na primer N2 kar kaže na 2 molekuli N2 in 2 atoma dušika proti makroskopskemu svetu z molskim razmerjem med količinami reaktantov in produkti, izraženimi v molih.
V tem smislu molekula N2 na mikroskopski ravni ima molsko razmerje, ki je izraženo kot 6,022 * 1023 (en mol) molekul N2.
