Что такое стехиометрия:
Стехиометрия - это расчет для сбалансированного химического уравнения который будет определять соотношение между реагентами и продуктами химической реакции.
Баланс в химическом уравнении подчиняется принципам сохранения и атомным моделям Дальтона, таким как Закон сохранения массы, который гласит, что:
масса реагентов = масса продуктов
В этом смысле уравнение должно иметь равный вес с обеих сторон уравнения.
Стехиометрические расчеты
Стехиометрические расчеты - это способ сбалансировать химическое уравнение. Есть 2 пути: метод проб и ошибок и алгебраический метод.
Стехиометрический расчет методом проб и ошибок
Метод проб и ошибок для вычисления стехиометрии уравнения должен включать следующие шаги:
- Подсчитайте количество атомов каждого химического элемента в позиции реагентов (слева от уравнения) и сравните эти количества в элементах, обозначенных как продукты (справа от уравнения).
- Сбалансируйте металлические элементы.
- Балансируйте неметаллические элементы.
Например, стехиометрический расчет методом проб и ошибок в следующем химическом уравнении:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ИЛИ ЖЕ
Углерод сбалансирован, потому что на каждой стороне уравнения находится по одной молекуле. Водород также имеет одинаковое количество с каждой стороны. Кислород, с другой стороны, складывается с левой стороны до 4 (реагенты или реагенты) и только 2, поэтому методом проб и ошибок добавляется индекс 2 для преобразования CO в CO.2.
Таким образом, сбалансированное химическое уравнение в этом упражнении дает: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2ИЛИ ЖЕ
Цифры перед соединением, в данном случае 2 из O2 и 2 для H2Или их зовут стехиометрические коэффициенты.
Стехиометрический расчет алгебраическим методом
Для стехиометрического расчета алгебраическим методом необходимо найти стехиометрические коэффициенты. Для этого выполните следующие действия:
- Назначить неизвестно
- Умножьте неизвестное на количество атомов каждого элемента.
- Присвойте значение (рекомендуется 1 или 2), чтобы решить остальные неизвестные
- Упрощать
Стехиометрические соотношения
Стехиометрические отношения указывают на относительные пропорции химических веществ, которые используются для расчета сбалансированного химического уравнения между реагентами и их продуктами в химическом растворе.
Химические растворы имеют разные концентрации растворенного вещества и растворителя. Расчет величин подчиняется принципам сохранения и атомным моделям, которые влияют на химические процессы.
Принципы сохранения
Постулаты принципов сохранения позже помогут определить атомные модели природы атомов Джона Дальтона. Модели составляют первую научно обоснованную теорию, положившую начало современной химии.
Закон сохранения массы: Нет заметных изменений общей массы во время химической реакции. (1783, Лавуазье)
Закон определенных пропорций: чистые соединения всегда содержат одни и те же элементы в одном и том же массовом соотношении. (1799, Дж. Л. Пруст)
Атомная модель Дальтона
Атомные модели Дальтона составляют основу современной химии. В 1803 году «Основная атомная теория» Джона Далтона (1766-1844) постулировала следующее:
- Химические элементы состоят из одинаковых атомов для одного элемента и отличаются для любого другого элемента.
- Химические соединения образуются путем объединения определенного количества атомов каждого типа с образованием молекулы соединения.
Кроме того, закон множественных пропорций Дальтона определяет, что, когда 2 химических элемента объединяются в одно соединение, существует целочисленное соотношение между различными массами одного элемента, которые сочетаются с постоянной массой другого элемента в этом соединении.
Следовательно, в стехиометрии возможны перекрестные отношения между реагентами и продуктами. Что невозможно, так это смешение макроскопических единиц (молей) с микроскопическими единицами (атомами, молекулами).
Стехиометрия и преобразование единиц измерения
Стехиометрия использует в качестве коэффициента преобразования из микроскопического мира единицы молекул и атомов, например, N2 с указанием 2 молекул N2 и 2 атомы азота по направлению к макроскопическому миру посредством молярного отношения между количествами реагентов и продуктов, выраженных в молях.
В этом смысле молекула N2 на микроскопическом уровне его молярное отношение выражается как 6,022 * 1023 (один моль) N молекул2.
