Какво е стехиометрия:
Стехиометрията е изчисление за балансирано химично уравнение което ще определи съотношенията между реагентите и продуктите при химична реакция.
Балансът в химичното уравнение се подчинява на принципите на запазване и атомните модели на Далтън, като Закона за запазване на масата, който гласи, че:
масата на реагентите = масата на продуктите
В този смисъл уравнението трябва да има еднакво тегло от двете страни на уравнението.
Стехиометрични изчисления
Стехиометричните изчисления са начинът, по който се балансира химичното уравнение. Има 2 начина: методът проба и грешка и алгебричният метод.
Стехиометрично изчисление чрез проби и грешки
Методът проба и грешка за изчисляване на стехиометрията на уравнение трябва да следва следните стъпки:
- Пребройте броя на атомите на всеки химичен елемент в положението на реагентите (вляво от уравнението) и сравнете тези количества в елементите, позиционирани като продукти (вдясно от уравнението).
- Балансирайте металните елементи.
- Балансирайте неметалните елементи.
Например, стехиометричното изчисление с метода проба и грешка в следното химическо уравнение:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ИЛИ
Въглеродът е балансиран, тъй като има 1 молекула от всяка страна на уравнението. Водородът също има същите количества от всяка страна. От друга страна, кислородът добавя до 4 от лявата страна (реагенти или реагенти) и само 2, следователно чрез проби и грешки се добавя индекс 2 за трансформиране на CO в CO2.
По този начин се получава балансираното химическо уравнение в това упражнение: CH4 + 2O2 → CO2 + 2Н2ИЛИ
Числата, предхождащи съединението, в този случай 2 от O2 и 2 за Н2Или те се наричат стехиометрични коефициенти.
Стехиометрично изчисление по алгебричен метод
За стехиометричното изчисление по алгебричен метод трябва да се намерят стехиометричните коефициенти. За да направите това, следвайте стъпките:
- Присвояване неизвестно
- Умножете неизвестното по броя на атомите на всеки елемент
- Задайте стойност (препоръчва се 1 или 2), за да разрешите останалите неизвестни
- Опростете
Стехиометрични съотношения
Стехиометричните съотношения показват относителните пропорции на химикалите, които се използват за изчисляване на балансирано химическо уравнение между реагентите и техните продукти в химичен разтвор.
Химическите разтвори имат различни концентрации между разтвореното вещество и разтворителя. Изчисляването на количествата се подчинява на принципите на запазване и атомните модели, които влияят на химичните процеси.
Принципи на опазване
Постулатите на принципите за опазване по-късно ще помогнат да се определят атомните модели на Джон Далтън за природата на атомите. Моделите представляват първата научно обоснована теория, поставяща началото на съвременната химия.
Закон за запазване на масата: Няма забележими промени в общата маса по време на химична реакция. (1783, Lavoisier)
Закон на определени пропорции: чистите съединения винаги имат едни и същи елементи в едно и също съотношение на масата. (1799, J. L. Proust)
Атомен модел на Далтън
Атомните модели на Далтън формират основата на съвременната химия. През 1803 г. Основната атомна теория на Джон Далтън (1766-1844) постулира следното:
- Химическите елементи се състоят от еднакви атоми за един елемент и той е различен за всеки друг елемент.
- Химичните съединения се образуват чрез комбиниране на определено количество от всеки тип атом, за да се образува молекула на съединението.
Освен това, законът на Далтън за множество пропорции дефинира, че когато 2 химични елемента се комбинират, за да образуват 1 съединение, има цяла връзка между различните маси на един елемент, които се комбинират с постоянна маса на друг елемент в съединението.
Следователно, в стехиометрията възможни са кръстосани връзки между реагентите и продуктите. Това, което е невъзможно, е смесването на макроскопични единици (молове) с микроскопични единици (атоми, молекули).
Стехиометрия и преобразуване на единици
Стехиометрията използва като коефициент на преобразуване от микроскопичния свят по единици молекули и атоми, например N2 показващо 2 молекули N2 и 2 азотни атома към макроскопичния свят чрез моларната връзка между количествата реактиви и продуктите, изразени в молове.
В този смисъл молекулата на N2 на микроскопско ниво има моларно съотношение, което се изразява като 6.022 * 1023 (един мол) N молекули2.
