Що таке стехіометрія:
Стехіометрія - це розрахунок для збалансованого хімічного рівняння який визначатиме співвідношення між реагентами та продуктами в хімічній реакції.
Баланс у хімічному рівнянні підпорядковується принципам збереження та атомним моделям Дальтона, таким як Закон збереження маси, який говорить, що:
маса реагентів = маса продуктів
У цьому сенсі рівняння має мати однакову вагу з обох сторін рівняння.
Стехіометричні розрахунки
Стехіометричні розрахунки - це спосіб збалансування хімічного рівняння. Існує 2 шляхи: метод спроб і помилок та алгебраїчний метод.
Стехіометричний розрахунок методом спроб і помилок
Метод проб і помилок для обчислення стехіометрії рівняння повинен виконувати наступні кроки:
- Підрахуйте кількість атомів кожного хімічного елемента в положенні реагентів (ліворуч від рівняння) і порівняйте ці кількості в елементах, позиціонованих як продукти (праворуч від рівняння).
- Врівноважте металеві елементи.
- Врівноважте неметалеві елементи.
Наприклад, стехіометричний розрахунок методом проб і помилок у наступному хімічному рівнянні:
СН4 + 2O2 → CO + 2H2АБО
Вуглець збалансований, оскільки на кожній стороні рівняння по 1 молекулі. Водень також має однакові кількості з кожного боку. З іншого боку, кисень додає до 4 з лівого боку (реагентів або реагентів) і лише 2, тому методом спроб і помилок додається індекс 2 для перетворення CO в CO2.
Таким чином, виходить збалансоване хімічне рівняння в цій вправі: СН4 + 2O2 → CO2 + 2Н2АБО
Числа, що передують сполуці, в даному випадку 2 O2 і 2 для H2Або їх називають стехіометричні коефіцієнти.
Стехіометричне обчислення алгебраїчним методом
Для стехіометричного обчислення алгебраїчним методом слід знайти стехіометричні коефіцієнти. Для цього виконайте такі дії:
- Призначити невідомо
- Помножте невідоме на кількість атомів кожного елемента
- Призначте значення (рекомендується 1 або 2) для вирішення решти невідомих
- Спростіть
Стехіометричні співвідношення
Стехіометричні співвідношення вказують на відносні пропорції хімічних речовин, які використовуються для розрахунку збалансованого хімічного рівняння між реагентами та їх продуктами в хімічному розчині.
Хімічні розчини мають різну концентрацію між розчиненою речовиною та розчинником. Розрахунок величин дотримується принципів збереження та атомних моделей, що впливають на хімічні процеси.
Принципи збереження
Постулати принципів збереження згодом допоможуть визначити атомні моделі Джона Далтона про природу атомів. Моделі складають першу науково обгрунтовану теорію, що поклала початок сучасній хімії.
Закон збереження маси: Під час хімічної реакції не спостерігається змін загальної маси. (1783, Лавуазьє)
Закон певних пропорцій: чисті сполуки завжди мають однакові елементи в однаковому масовому співвідношенні. (1799, Дж. Л. Пруст)
Атомна модель Дальтона
Атомні моделі Дальтона складають основу сучасної хімії. У 1803 р. Основна атомна теорія Джона Далтона (1766-1844) постулювала наступне:
- Хімічні елементи складаються з однакових атомів для одного елемента, і він відрізняється для будь-якого іншого елемента.
- Хімічні сполуки утворюються комбінуванням певної кількості кожного типу атома з утворенням молекули сполуки.
Крім того, закон множинних пропорцій Далтона визначає, що коли 2 хімічні елементи поєднуються, утворюючи 1 сполуку, існує цілий зв’язок між різними масами одного елемента, які поєднуються з постійною масою іншого елемента в сполуці.
Тому в стехіометрії можливі взаємозв’язки між реагентами та продуктами. Що неможливо, це суміш макроскопічних одиниць (молей) з мікроскопічними одиницями (атомами, молекулами).
Стехіометрія та перетворення одиниць
Стехіометрія використовує як коефіцієнт перетворення з мікроскопічного світу одиницями молекул та атомів, наприклад, N2 що вказує на 2 молекули N2 і 2 атоми Нітрогену у макроскопічний світ за допомогою молярної залежності між кількістю реагентів та продуктами, що виражаються в молях.
У цьому сенсі молекула N2 на мікроскопічному рівні воно має молярне відношення, яке виражається як 6,022 * 1023 (один моль) N молекул2.
