Čo je to stechiometria:
Stechiometria je výpočet pre vyváženú chemickú rovnicu ktorá určí pomery medzi reaktantmi a produktmi pri chemickej reakcii.
Rovnováha v chemickej rovnici sa riadi zásadami konzervácie a Daltonovými atómovými modelmi, ako je napríklad zákon o ochrane hmoty, ktorý uvádza, že:
hmotnosť reaktantov = hmotnosť výrobkov
V tomto zmysle musí mať rovnica rovnakú váhu na oboch stranách rovnice.
Stechiometrické výpočty
Stechiometrické výpočty sú spôsobom, akým je vyvážená chemická rovnica. Existujú 2 spôsoby: metóda pokusu a omylu a algebraická metóda.
Stechiometrický výpočet metódou pokus-omyl
Metóda pokusu a omylu na výpočet stechiometrie rovnice by mala postupovať podľa nasledujúcich krokov:
- Spočítajte počet atómov každého chemického prvku v polohe reaktantov (vľavo od rovnice) a porovnajte tieto množstvá v prvkoch umiestnených ako produkty (vpravo od rovnice).
- Vyvážte kovové prvky.
- Vyvážte nekovové prvky.
Napríklad stechiometrický výpočet metódou pokusu a omylu v nasledujúcej chemickej rovnici:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ALEBO
Uhlík je vyvážený, pretože na každej strane rovnice je 1 molekula. Vodík má tiež rovnaké množstvo na každej strane. Na druhej strane, kyslík pridáva až 4 na ľavej strane (reaktanty alebo reaktanty) a iba 2, preto sa pokusom a omylom pridá dolný index 2 na transformáciu CO na CO2.
Týmto spôsobom vznikne vyvážená chemická rovnica v tomto cvičení: CH4 + 2O2 → CO2 + 2 H2ALEBO
Čísla predchádzajúce zlúčenine, v tomto prípade dvojke O2 a 2 pre H2Alebo sa volajú stechiometrické koeficienty.
Stechiometrický výpočet algebraickou metódou
Pre stechiometrický výpočet algebraickou metódou je potrebné nájsť stechiometrické koeficienty. Postupujte podľa pokynov:
- Priradiť neznáme
- Vynásobte neznáme počtom atómov každého prvku
- Priraďte hodnotu (odporúča sa 1 alebo 2) na vyriešenie zvyšku neznámych
- Zjednodušiť
Stechiometrické pomery
Stechiometrické vzťahy označujú relatívne podiely chemikálií, ktoré sa používajú na výpočet vyváženej chemickej rovnice medzi reaktantmi a ich produktmi v chemickom roztoku.
Chemické roztoky majú rôzne koncentrácie medzi rozpustenou látkou a rozpúšťadlom. Výpočet veličín sa riadi zásadami konzervácie a atómovými modelmi, ktoré ovplyvňujú chemické procesy.
Princípy ochrany
Postuláty princípov konzervácie neskôr pomôžu definovať atómové modely povahy atómov Johna Daltona. Modely tvoria prvú teóriu založenú na vedeckých poznatkoch, ktorá predstavuje začiatok modernej chémie.
Zákon o zachovaní omše: Počas chemickej reakcie nie sú zistiteľné zmeny v celkovej hmotnosti. (1783, Lavoisier)
Zákon určitých rozmerov: čisté zlúčeniny majú vždy rovnaké prvky v rovnakom hmotnostnom pomere. (1799, J. L. Proust)
Daltonov atómový model
Daltonove atómové modely tvoria základ modernej chémie. V roku 1803 Základná atómová teória Johna Daltona (1766-1844) postulovala nasledovné:
- Chemické prvky sú zložené z rovnakých atómov pre jeden prvok a líši sa to pre všetky ostatné prvky.
- Chemické zlúčeniny sa tvoria kombináciou definovaného množstva každého typu atómu za vzniku molekuly zlúčeniny.
Ďalej Daltonov zákon viacerých proporcií definuje, že keď sa spoja 2 chemické prvky a vznikne 1 zlúčenina, existuje celočíselný vzťah medzi rôznymi hmotnosťami jedného prvku, ktorý sa spojí s konštantnou hmotnosťou iného prvku v zlúčenine.
Preto v stechiometrii sú možné krížové vzťahy medzi reaktantmi a produktmi. Čo nie je možné, je zmes makroskopických jednotiek (mólov) s mikroskopickými jednotkami (atómy, molekuly).
Stechiometria a prevod jednotiek
Stechiometria sa používa ako konverzný faktor z mikroskopického sveta jednotkami molekúl a atómov, napríklad N2 čo naznačuje 2 molekuly N2 a 2 atómy dusíka smerom do makroskopického sveta prostredníctvom molárneho vzťahu medzi množstvom reaktantov a produktov vyjadrených v moloch.
V tomto zmysle je molekula N2 na mikroskopickej úrovni má molárny pomer, ktorý je vyjadrený ako 6,022 * 1023 (jeden mol) N molekúl2.
