Merkitys Stoikiometria
Mikä on stökiometria:
Stoikiometria on laskelma tasapainoiselle kemialliselle yhtälölle, joka määrittää reagenssien ja tuotteiden väliset suhteet kemiallisessa reaktiossa.
Kemiallisen yhtälön tasapaino noudattaa säilyttämisperiaatteita ja Daltonin atomimalleja, kuten massan säilymislakia, jonka mukaan:
reagoivien aineiden massa = tuotteiden massa
Tässä mielessä yhtälön painon on oltava yhtä suuri molemmin puolin yhtälöä.
Stoikiometriset laskelmat
Stoikiometriset laskelmat ovat tapa, jolla kemiallinen yhtälö tasapainotetaan. On kaksi tapaa: yritys- ja erehdysmenetelmä ja algebrallinen menetelmä.
Stoikiometrinen laskenta kokeen ja erehdyksen kautta
Yrittäjän erehdysmenetelmää yhtälön stökiometrian laskemiseksi tulee seurata seuraavat vaiheet:
- Laske kunkin kemiallisen alkuaineen atomien määrä reagoivien aineiden asemassa (yhtälön vasemmalla puolella) ja vertaa näitä määriä tuotteina sijoitetuissa alkuaineissa (yhtälön oikealla puolella).
- Tasapainottaa metalliset elementit.
- Tasapainota ei-metalliset elementit.
Esimerkiksi stökiometrinen laskelma yrityksen ja erehdyksen menetelmällä seuraavassa kemiallisessa yhtälössä:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2O
Hiili on tasapainossa, koska yhtälön kummallakin puolella on 1 molekyyli. Vetyä on myös samat määrät kummallakin puolella. Toisaalta happi lisää enintään 4 vasemmalla puolella (reagoivat aineet tai reagenssit) ja vain 2, joten kokeilemalla lisätään alaindeksi 2 CO: n muuttamiseksi hiilidioksidiksi.
Tällä tavalla tämän harjoituksen tasapainoinen kemiallinen yhtälö johtaa: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Yhdistettä edeltäviä numeroita, tässä tapauksessa 2 O2: lle ja 2 H20: lle, kutsutaan stökiometrisiksi kertoimiksi.
Stoikiometrinen laskenta algebrallisella menetelmällä
Stökiometrisiä laskelmia algebrallisella menetelmällä varten on löydettävä stökiometriset kertoimet. Voit tehdä tämän seuraavasti:
- Määritä tuntematon
- Kerro tuntematon kunkin elementin atomien lukumäärällä
- Määritä arvo (suositellaan 1 tai 2) muiden tuntemattomien ratkaisemiseksi
- Yksinkertaistaa
Katso myös katalyytti.
Stoikiometriset suhteet
Stoikiometriset suhteet osoittavat kemikaalien suhteelliset osuudet, joita käytetään laskettaessa tasapainoinen kemiallinen yhtälö reagoivien aineiden ja niiden tuotteiden välillä kemiallisessa liuoksessa.
Kemiallisilla liuoksilla on eri pitoisuudet liuenneen aineen ja liuottimen välillä. Määrien laskeminen noudattaa säilyttämisperiaatteita ja kemiallisiin prosesseihin vaikuttavia atomimalleja.
Säilytysperiaatteet
Säilyttämisperiaatteiden postulaatit auttavat myöhemmin määrittelemään John Daltonin atomimalleja atomien luonteesta. Mallit muodostavat ensimmäisen tieteeseen perustuvan teorian, joka on modernin kemian alku.
Massan säilymisen laki: Kokonaismassaan ei ole havaittavia muutoksia kemiallisen reaktion aikana. (1783, Lavoisier)
Määritettyjen mittasuhteiden laki: puhtailla yhdisteillä on aina samat alkuaineet samassa massaosuudessa. (1799, J.L. Proust)
Daltonin atomimalli
Daltonin atomimallit muodostavat modernin kemian perustan. Vuonna 1803 John Daltonin (1766-1844) atomien perusteoria esitti seuraavaa:
- Kemialliset alkuaineet koostuvat identtisistä atomeista yhdelle alkuaineelle ja se on erilainen muille alkuaineille.
- Kemialliset yhdisteet muodostuvat yhdistämällä tietty määrä kutakin atomia, jolloin muodostuu yhdisteen molekyyli.
Lisäksi Daltonin moninkertaisten osien laki määrittelee, että kun kaksi kemiallista alkuaineita yhdistyvät yhdeksi yhdisteeksi, yhden elementin eri massojen välillä on kokonaisluku -suhde, joka yhdistyy yhdisteen toisen alkuaineen vakiomassaan.
Siksi stökiometriassa reaktanttien ja tuotteiden väliset ristisuhteet ovat mahdollisia. Mikä ei ole mahdollista, on makroskooppisten yksiköiden (moolien) ja mikroskooppisten yksiköiden (atomien, molekyylien) seos.
Stoikiometria ja yksikkömuunnos
Stoikiometria käyttää muuntokertoimena mikroskooppisesta maailmasta molekyylien ja atomien yksiköitä, esimerkiksi N2, joka osoittaa 2 N2 -molekyyliä ja 2 typpiatomia makroskooppiseen maailmaan reagoivien aineiden ja tuotteiden moolisuhteiden välisellä moolisuhteella. .
Tässä mielessä N2 -molekyylin mikroskooppisella tasolla on moolisuhde, joka ilmaistaan 6,022 * 1023 (yksi mooli) N2 -molekyylinä.
