Kas ir stehiometrija:
Stehiometrija ir aprēķins līdzsvarotam ķīmiskajam vienādojumam kas noteiks attiecības starp reaģentiem un produktiem ķīmiskā reakcijā.
Ķīmiskajā vienādojumā līdzsvars ievēro saglabāšanas principus un Daltona atomu modeļus, piemēram, Masas saglabāšanas likumu, kurā teikts, ka:
reaģentu masa = produktu masa
Šajā ziņā vienādojumam jābūt vienādam svaram abās vienādojuma pusēs.
Stehiometriskie aprēķini
Stehiometriskie aprēķini ir tas, kā tiek līdzsvarots ķīmiskais vienādojums. Ir divi veidi: izmēģinājumu un kļūdu metode un algebriskā metode.
Stehiometriskais aprēķins, izmantojot izmēģinājumus un kļūdas
Izmēģinājumu un kļūdu metodei, lai aprēķinātu vienādojuma stehiometriju, jāveic šādas darbības:
- Uzskaita katra ķīmiskā elementa atomu skaitu reaģentu pozīcijā (kreisajā pusē no vienādojuma) un salīdziniet šīs summas elementos, kas novietoti kā produkti (vienādojuma labajā pusē).
- Līdzsvarojiet metāla elementus.
- Līdzsvaro nemetāliskos elementus.
Piemēram, stehiometriskais aprēķins ar izmēģinājumu un kļūdu metodi šādā ķīmiskajā vienādojumā:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2VAI
Ogleklis ir līdzsvarots, jo katrā vienādojuma pusē ir 1 molekula. Arī ūdeņradim katrā pusē ir vienāds daudzums. Savukārt skābeklis kreisajā pusē palielinās līdz 4 (reaģenti vai reaģenti) un tikai 2, tāpēc ar izmēģinājumu un kļūdu pievieno indeksu 2, lai CO pārveidotu par CO2.
Tādā veidā līdzsvarots ķīmiskais vienādojums šajā vingrinājumā rada: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2VAI
Skaitļi pirms savienojuma, šajā gadījumā 2 no O2 un 2 - H2Vai arī viņus sauc stehiometriskie koeficienti.
Stehiometriskais aprēķins ar algebrisko metodi
Lai aprēķinātu stehiometrisko metodi ar algebrisko metodi, jāatrod stehiometriskie koeficienti. Lai to izdarītu, rīkojieties šādi:
- Piešķirt nezināmu
- Reiziniet nezināmo ar katra elementa atomu skaitu
- Piešķiriet vērtību (ieteicams 1 vai 2), lai atrisinātu pārējo nezināmo
- Vienkāršojiet
Stehiometriskās attiecības
Stehiometriskās attiecības norāda relatīvās ķīmisko vielu proporcijas, kuras izmanto, lai aprēķinātu līdzsvarotu ķīmisko vienādojumu starp reaģentiem un to produktiem ķīmiskā šķīdumā.
Ķīmiskiem šķīdumiem ir atšķirīga koncentrācija starp izšķīdušo vielu un šķīdinātāju. Lielumu aprēķināšana ievēro saglabāšanas principus un atomu modeļus, kas ietekmē ķīmiskos procesus.
Saglabāšanas principi
Saglabāšanas principu postulāti vēlāk palīdzēs definēt Džona Daltona atomu modeļus par atomu dabu. Modeļi ir pirmā uz zinātni balstītā teorija, kas iezīmē mūsdienu ķīmijas sākumu.
Masu saglabāšanas likums: Ķīmiskās reakcijas laikā kopējā masā nav novērojamas izmaiņas. (1783, Lavoisier)
Noteiktu proporciju likums: tīriem savienojumiem vienmēr ir vieni un tie paši elementi vienā masas attiecībā. (1799. gads, J. L. Prusts)
Daltona atomu modelis
Daltona atomu modeļi ir mūsdienu ķīmijas pamats. 1803. gadā Džona Daltona (1766-1844) Atomu pamatteorijā tika izteikts sekojošais:
- Ķīmiskos elementus veido identiski atomi vienam elementam, un tas ir atšķirīgs jebkuram citam elementam.
- Ķīmiskos savienojumus veido, apvienojot noteiktu daudzumu katra atoma veida, veidojot savienojuma molekulu.
Turklāt Daltona vairāku proporciju likums nosaka, ka, apvienojoties 2 ķīmiskajiem elementiem, veidojot 1 savienojumu, starp viena elementa dažādām masām pastāv vesela skaitļa attiecība, kas savienojumā savienojas ar cita elementa nemainīgu masu.
Tāpēc stehiometrijā ir iespējama savstarpēja saikne starp reaģentiem un produktiem. Tas, kas nav iespējams, ir makroskopisko vienību (molu) maisījums ar mikroskopiskām vienībām (atomiem, molekulām).
Stehiometrija un vienību pārveidošana
Stehiometrijā kā mikroskopiskās pasaules konversijas koeficientu izmanto molekulu un atomu vienības, piemēram, N2 norādot 2 N molekulas2 un 2 slāpekļa atomus pret makroskopisko pasauli, izmantojot molāro attiecību starp reaģentu un produktu daudzumu, kas izteikts molos.
Šajā ziņā N molekula2 mikroskopiskā līmenī tam ir molārā attiecība, kas izteikta kā 6,022 * 1023 (viens mols) N molekulu2.
