Što je stehiometrija:
Stehiometrija je izračun za uravnoteženu kemijsku jednadžbu koji će odrediti omjere reaktanata i proizvoda u kemijskoj reakciji.
Ravnoteža u kemijskoj jednadžbi poštuje načela očuvanja i Daltonove atomske modele, poput Zakona o očuvanju mase, koji kaže da:
masa reaktanata = masa proizvoda
U tom smislu jednadžba mora imati jednaku težinu na obje strane jednadžbe.
Stehiometrijski proračuni
Stehiometrijski proračuni način su uravnoteženja kemijske jednadžbe. Postoje 2 načina: metoda pokušaja i pogrešaka i algebarska metoda.
Stehiometrijski proračun metodom pokušaja i pogrešaka
Metoda pokušaja i pogrešaka za izračunavanje stehiometrije jednadžbe trebala bi slijediti sljedeće korake:
- Izbrojite broj atoma svakog kemijskog elementa u položaju reaktanata (lijevo od jednadžbe) i usporedite te količine u elementima pozicioniranim kao proizvodi (desno od jednadžbe).
- Uravnotežite metalne elemente.
- Uravnotežite nemetalne elemente.
Na primjer, stehiometrijski proračun metodom pokušaja i pogrešaka u sljedećoj kemijskoj jednadžbi:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ILI
Ugljik je uravnotežen jer se na svakoj strani jednadžbe nalazi 1 molekula. Vodik također ima iste količine sa svake strane. S druge strane, kisik dodaje do 4 s lijeve strane (reaktanti ili reaktanti) i samo 2, stoga se pokušajem i pogreškom dodaje indeks 2 za pretvaranje CO u CO2.
Na taj način dobiva se uravnotežena kemijska jednadžba u ovoj vježbi: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2ILI
Brojevi koji prethode spoju, u ovom slučaju 2 od O2 i 2 za H2Ili su pozvani stehiometrijski koeficijenti.
Stehiometrijski proračun algebarskom metodom
Za stehiometrijski proračun algebarskom metodom moraju se pronaći stehiometrijski koeficijenti. Da biste to učinili, slijedite korake:
- Dodijeliti nepoznato
- Pomnožite nepoznato s brojem atoma svakog elementa
- Dodijelite vrijednost (preporučuje se 1 ili 2) da biste riješili ostatak nepoznanica
- Pojednostaviti
Stehiometrijski omjeri
Stehiometrijski odnosi ukazuju na relativni udio kemikalija koje se koriste za izračunavanje uravnotežene kemijske jednadžbe između reaktanata i njihovih proizvoda u kemijskoj otopini.
Kemijske otopine imaju različite koncentracije otopljene tvari i otapala. Izračun količina poštuje načela očuvanja i atomske modele koji utječu na kemijske procese.
Načela očuvanja
Postulati principa očuvanja kasnije će pomoći u definiranju atomskih modela Johna Daltona o prirodi atoma. Modeli čine prvu znanstveno utemeljenu teoriju koja označava početak moderne kemije.
Zakon o očuvanju mase: Nema uočljivih promjena u ukupnoj masi tijekom kemijske reakcije. (1783., Lavoisier)
Zakon određenih proporcija: čisti spojevi uvijek imaju iste elemente u istom masenom omjeru. (1799, J. L. Proust)
Daltonov atomski model
Daltonovi atomski modeli čine osnovu moderne kemije. 1803. godine, Osnovna atomska teorija Johna Daltona (1766.-1844.) Postulirala je sljedeće:
- Kemijski elementi sastoje se od identičnih atoma za jedan element, a za svaki drugi element je različit.
- Kemijski spojevi nastaju kombiniranjem određene količine svake vrste atoma da bi se stvorila molekula spoja.
Nadalje, Daltonov zakon višestrukih proporcija definira da kada se 2 kemijska elementa kombiniraju u jedan spoj, postoji cjelobrojni odnos između različitih masa jednog elementa koji se kombiniraju s konstantnom masom drugog elementa u spoju.
Stoga u stehiometriji mogući su međusobni odnosi između reaktanata i proizvoda. Ono što nije moguće jest smjesa makroskopskih jedinica (molova) s mikroskopskim jedinicama (atomima, molekulama).
Stehiometrija i pretvorba jedinica
Stehiometrija koristi kao faktor pretvorbe iz mikroskopskog svijeta jedinice molekula i atoma, na primjer, N2 što ukazuje na 2 molekule N2 i 2 atoma dušika prema makroskopskom svijetu molarnim odnosom između količina reaktanata i proizvoda izraženih u molovima.
U tom smislu, molekula N2 na mikroskopskoj razini ima molarni omjer koji se izražava kao 6,022 * 1023 (jedan mol) molekula N2.
