Co to jest stechiometria:
Stechiometria jest to obliczenie dla zrównoważonego równania chemicznego , które określa proporcje między reagentami i produktami w reakcji chemicznej.
Równowaga w równaniu chemicznym jest zgodna z zasadami zachowania i modelami atomistycznymi Daltona, takimi jak prawo zachowania masy, które mówi, że:
masa reagentów = masa produktówPowiązane znaczenia:
W tym sensie równanie musi mieć równą wagę po obu stronach.
Obliczenia stechiometryczne
Obliczenia stechiometryczne to sposób, w jaki bilansuje się równanie chemiczne. Istnieją 2 sposoby: metoda prób i błędów oraz metoda algebraiczna.
Obliczanie stechiometryczne metodą prób i błędów
Metoda metodą prób i błędów, aby obliczyć stechiometrię równania, należy przestrzegać następujących kroków:
- Proszę policzyć ilość atomów każdego pierwiastka chemicznego w pozycji reagentów (po lewej stronie równania) i porównać te ilości w pierwiastkach ustawionych jako produkty (po prawej stronie równania).
- Zrównoważenie pierwiastków metalicznych.
- Proszę zrównoważyć elementy niemetaliczne.
Na przykład, obliczenie stechiometryczne metodą prób i błędów w następującym równaniu chemicznym:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2O
Węgiel jest zrównoważony, ponieważ po każdej stronie równania znajduje się 1 molekuła. Wodór również ma takie same ilości po każdej stronie. Tlen z kolei, po lewej stronie jest 4 (reagenty lub reagenty), a tylko 2, więc metodą prób i błędów dodaje się indeks 2, aby przekształcić CO w CO2.
Tak więc zrównoważone równanie chemiczne w tym ćwiczeniu brzmi: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Liczby poprzedzające związek, w tym przypadku 2 dla O2 i 2 dla H2O nazywane są współczynnikami stechiometrycznymi .
Obliczanie stechiometryczne metodą algebraiczną
Do obliczenia stechiometrycznego metodą algebraiczną należy znaleźć współczynniki stechiometryczne. W tym celu należy wykonać następujące kroki:
- Przypisać nieznane
- Pomnożyć niewiadomą przez liczbę atomów każdego pierwiastka
- Przypisać wartość (zaleca się 1 lub 2), aby usunąć resztę niewiadomych
Uprościć
Patrz również Catalyst.
Współczynniki stechiometryczne
Stosunki stechiometryczne wskazują względne proporcje substancji chemicznych, które służą do obliczenia zrównoważonego równania chemicznego pomiędzy reagentami i ich produktami w roztworze chemicznym.
Roztwory chemiczne mają różne stężenia między solutem a rozpuszczalnikiem. Obliczanie wielkości jest zgodne z zasadami zachowania i modelami atomistycznymi, które wpływają na procesy chemiczne.
Zasady ochrony
Postulaty zasad zachowania pomogą później zdefiniować modele Johna Daltona dotyczące natury atomów. Modele te stanowią pierwszą naukowo uzasadnioną teorię, dając początek nowoczesnej chemii.
Prawo zachowania masy : Podczas reakcji chemicznej nie dochodzi do wykrywalnej zmiany masy całkowitej. (1783, Lavoisier)
Prawo stałych proporcji : czyste związki mają zawsze te same pierwiastki w tym samym stosunku masowym. (1799, J. L. Proust)
Model atomowy Daltona
Modele atomowe Daltona stanowią podstawę nowoczesnej chemii. W 1803 roku w The Basic Atomic Theory John Dalton (1766-1844) postulował co następuje:
- Pierwiastki chemiczne składają się z atomów identycznych dla jednego pierwiastka i różnych dla każdego innego pierwiastka.
- Związki chemiczne powstają przez połączenie określonej ilości każdego rodzaju atomów, które tworzą cząsteczkę związku.
Ponadto prawo proporcji Dalton'a definiuje, że kiedy 2 pierwiastki chemiczne łączą się w jeden związek, istnieje stosunek liczb całkowitych pomiędzy różnymi masami jednego pierwiastka łączącego się ze stałą masą innego pierwiastka w związku.
Dlatego w stechiometrii możliwe są stosunki krzyżowe między reagentami i produktami . Nie jest możliwe mieszanie jednostek makroskopowych (moli) z jednostkami mikroskopowymi (atomami, molekułami).
Stechiometria i przeliczanie jednostek
Stechiometria wykorzystuje jako przelicznik ze świata mikroskopowego poprzez jednostki molekuł i atomów, np. N2 oznaczające 2 molekuły N2 i 2 atomy azotu do świata makroskopowego poprzez stosunek molowy pomiędzy ilością reagentów i produktów wyrażony w molach.
W tym sensie cząsteczka N2 na poziomie mikroskopowym ma stosunek molowy, który wyraża się jako 6,022 * 1023 (jeden mol) cząsteczek N2.
Patrz również masa molowa.
