„Stechiometrie“ označuje poměry mezi reaktanty a produkty v chemických reakcích. Pro typickou chemickou reakci, při které se generické reaktanty A a B spojí za vzniku produktů C a D - tj. A + B> C + D - umožňují stechiometrické výpočty chemička k určení počtu gramů A, kterou musí přidat do reakční směsi, aby reagovala se sloučeninou B, a také předpovědět počet gramů produktů C a D. Studenti však často považují stechiometrické problémy za obtížné, protože zahrnují výpočty počtu molů látek. Klíčem k usnadnění problémů se stechiometrií je přijetí a procvičování metodického přístupu k problémům.
Vyvažte rovnici chemické reakce. Vyvážená reakční rovnice obsahuje stejný počet každého typu atomu na obou stranách reakční šipky. Reakce mezi vodíkem, H2 a kyslíkem, O2, za vzniku vody, H2O, se například vyrovnává s 2 H2 + 02> 2 H2O. To znamená, že dvě molekuly vodíku reagují s jednou molekulou kyslíku za vzniku 2 molekul vody.
Převeďte hmotnost jakéhokoli reaktantu nebo produktu na moly dělením gramů materiálu jeho molekulovou hmotností. Krtci jednoduše představují další metodu vyjádření množství látky. Pamatujte, že provedení stechiometrického výpočtu vyžaduje pouze znalost hmotnosti jedné reakční složky. Poté můžete vypočítat hmotnosti všech ostatních komponent. V příkladu z kroku 1 předpokládejme, že bude reagovat 1,0 gramu vodíku. Molekulová hmotnost vodíku - určená součtem atomových hmotností všech atomů v molekulárním vzorci - je 2,02 gramů na mol. To znamená, že reakce zahrnuje (1,0 g) / (2,02 g / mol) = 0,50 mol vodíku.
Vynásobte moly vodíku vhodným stechiometrickým poměrem, abyste určili počet molů jakékoli jiné látky zapojené do reakce. Stechiometrický poměr jednoduše představuje poměr koeficientů z bilanční chemické rovnice. Koeficient sloučeniny, jejíž hmotnost chcete vypočítat, vždy umístěte nahoře a koeficient sloučeniny, jejíž hmotnost jste začali, dole. V příkladu z kroku 1 bychom mohli vypočítat moly kyslíku, které vyžadují reakci s vodíkem, vynásobením 1/2, nebo bychom mohli vypočítat moly vody vyrobené vynásobením 2/2. 0,50 molu H2 by tedy vyžadovalo 0,25 molu kyslíku a vzniklo 0,50 molu vody.
Dokončete problém převedením molů látky zpět na gramy. Konverze na moly vyžaduje dělení molekulovou hmotností sloučeniny; konverze zpět na gramy proto vyžaduje vynásobení molů molekulovou hmotností. V případě vodíku je to zbytečné, protože již víme, že reakce zahrnuje 1,0 gramu H2. V případě kyslíku, O2, je molekulová hmotnost 32,00 gramů / mol a 0,25 molů * 32,00 gramů / mol = 8,0 gramů O2. V případě vody je molekulová hmotnost 18,02 g / mol a 0,50 molu * 18,02 g / mol = 9,0 g H20.
Zkontrolujte svůj výsledek a poznamenejte, že celkové gramy reaktantů se musí rovnat celkovým gramům produktů. V tomto případě byla kombinovaná hmotnost H2 a 02 1,0, respektive 8,0 gramů, celkem tedy 9,0 gramů a bylo vyrobeno 9,0 gramů vody. To odráží zákon zachování hmoty, který říká, že hmota nemůže být vytvořena nebo zničena chemickou reakcí.