«Стехиометрия» относится к соотношениям между реагентами и продуктами в химических реакциях. Для типичной химической реакции, в которой общие реагенты A и B объединяются, образуя продукты C и D - то есть A + B ---> C + D - стехиометрические расчеты позволяют химику определить количество граммов A, которое она должна добавить чтобы реакционная смесь реагировала с соединением B, а также прогнозировала количество граммов продуктов C и D. Студенты, однако, часто находят проблемы стехиометрии трудными, потому что они включают в себя вычисления количества молей веществ. Ключ к упрощению проблем стехиометрии заключается в том, чтобы принять и применять методический подход к этим проблемам.
Сбалансировать уравнение химической реакции. Сбалансированное уравнение реакции содержит одинаковое число атомов каждого типа с обеих сторон стрелки реакции. Реакция между водородом, H2 и кислородом, O2, с образованием, например, воды, H2O, уравновешивается до 2 H2 + O2 ---> 2 H2O. Это означает, что две молекулы водорода реагируют с одной молекулой кислорода, образуя 2 молекулы воды.
Преобразуйте массу любого реагента или продукта в моли, разделив граммы материала на его молекулярную массу. Родинки просто представляют другой способ выражения количества вещества. Обратите внимание, что для выполнения стехиометрического расчета необходимо знать только массу одного компонента реакции. Затем вы можете рассчитать массы всех других компонентов. В примере с шага 1, давайте предположим, что 1,0 г водорода будет реагировать. Молекулярная масса водорода, определяемая путем сложения атомных весов всех атомов в молекулярной формуле, составляет 2,02 грамма на моль. Это означает, что реакция включает (1,0 г) / (2,02 г / моль) = 0,50 моль водорода.
Умножьте моли водорода на соответствующее стехиометрическое соотношение, чтобы определить количество молей любого другого вещества, участвующего в реакции. Стехиометрическое соотношение просто представляет отношение коэффициентов из химического уравнения баланса. Всегда ставьте коэффициент соединения, массу которого вы хотите рассчитать, сверху, а коэффициент соединения, массу которого вы начали, снизу. В примере из шага 1 мы могли бы рассчитать количество молей кислорода, которое требуется для реакции с водородом, умножив на 1/2, или мы могли бы рассчитать число молей воды, полученных умножением на 2/2. Таким образом, 0,50 моля H2 потребовало бы 0,25 молей кислорода и производить 0,50 молей воды.
Закончите проблему, преобразовав моли вещества обратно в граммы. Преобразование в моли требует деления на молекулярную массу соединения; поэтому для пересчета в граммы требуется умножение родинок по молекулярной массе. В случае с водородом это не нужно, потому что мы уже знаем, что в реакции участвуют 1,0 грамма H2. В случае кислорода, O2, молекулярная масса составляет 32,00 г / моль и 0,25 моль * 32,00 г / моль = 8,0 г O2. В случае воды молекулярная масса составляет 18,02 г / моль и 0,50 моль * 18,02 г / моль = 9,0 г H2O.
Дважды проверьте свой результат, отметив, что общие граммы реагентов должны равняться общим граммам продуктов. В этом случае объединенная масса H2 и O2 составляла 1,0 и 8,0 грамма, соответственно, в общей сложности 9,0 грамма и было получено 9,0 грамма воды. Это отражает закон сохранения массы, который гласит, что материя не может быть создана или разрушена в результате химической реакции.