Stoikiometrian gramma / mooli-muuntokerroin on melkein aina läsnä, ja sen avulla kemistit voivat ennustaa, mitä materiaalien painoja tarvitaan kemialliseen reaktioon. Esimerkiksi, jos suolahappo reagoi emäksisen natriumhydroksidin kanssa pöytäsuolan ja veden tuottamiseksi, stökiometriset laskelmat voivat ennusta kuinka paljon happoa ja kuinka paljon emästä tarvitaan, joten kumpikaan ei jää jäljelle ja vain suola ja vesi jäävät liuokseen tuotettu. Laskelmat alkavat kunkin aineen moolista, ja muuntokertoimet muuttavat moolit painoksi.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Stökiometria antaa kemistien käyttää grammaa moolia kohti muuntokerrointa laskemaan, kuinka paljon kutakin reagenssia tarvitaan kemiallisessa reaktiossa. Massasäilytyslain mukaan kemialliset reaktiot ovat tasapainossa, samalla kun kunkin elementin atomien määrä menee reaktioon kuin reaktiotuotteissa. Grammoja moolia kohti muuntokerrointa voidaan käyttää ennustamaan, kuinka paljon kutakin materiaalia tarvitaan, joten mitään ei jää jäljelle ja kuinka paljon kutakin reaktiotuotetta syntyy reaktiosta.
Massan säilyttämisen laki
Massasäilytyslain mukaan, jonka ranskalainen 1700-luvun kemisti Antoine Lavoisier ehdotti ensimmäisen kerran, massaa ei luoda eikä tuhota kemiallisessa reaktiossa. Tämä tarkoittaa, että jokaisen kemialliseen reaktioon menevän elementin atomien määrä on aina sama kuin reaktiotuotteiden atomien. Tämän seurauksena kemialliset reaktiot ovat tasapainossa, kummallakin puolella on yhtä suuri määrä atomeja, vaikka ne voidaan yhdistää eri tavalla erilaisten yhdisteiden muodostamiseksi.
Esimerkiksi kun rikkihappo, H2NIIN4, reagoi natriumhydroksidin, NaOH: n kanssa, epätasapainoinen kemiallinen yhtälö on H2NIIN4 + NaOH = Na2NIIN4 + H2O, tuottaen natriumsulfaattia ja vettä. Yhtälön vasemmalla puolella on kolme vetyatomia, mutta oikealla puolella vain kaksi. Rikki- ja happiatomeja on yhtä suuri määrä, mutta yksi natriumatomi vasemmalla puolella ja kaksi oikealla puolella.
Tasapainoisen yhtälön saamiseksi tarvitaan ylimääräinen natriumatomi vasemmalla, mikä antaa meille myös ylimääräisen happi- ja vetyatomin. Tämä tarkoittaa, että oikealla puolella on nyt kaksi vesimolekyyliä ja yhtälö on tasapainossa H: nä2NIIN4 + 2NaOH = Na2NIIN4 + 2H2O. Yhtälö noudattaa massan säilyttämisen lakia.
Käyttämällä grammaa per mooli muuntokerrointa
Tasapainoinen yhtälö on hyödyllinen osoittamaan kuinka monta atomia tarvitaan kemiallisessa reaktiossa, mutta se ei kerro kuinka paljon kutakin ainetta tarvitaan tai kuinka paljon tuotetaan. Tasapainotettua yhtälöä voidaan käyttää kunkin aineen määrän ilmaisemiseen moolina, minkä tahansa aineen moolina, jolla on sama määrä atomia.
Esimerkiksi kun natrium reagoi veden kanssa, reaktio tuottaa natriumhydroksidia ja vetykaasua. Epätasapainoinen kemiallinen yhtälö on Na + H2O = NaOH + H2. Yhtälön oikealla puolella on yhteensä kolme vetyatomia, koska vetykaasumolekyyli koostuu kahdesta vetyatomista. Tasapainoinen yhtälö on 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.
Tämä tarkoittaa, että kaksi moolia natriumia ja kaksi moolia vettä tuottaa kaksi moolia natriumhydroksidia ja moolia vetykaasua. Useimmat jaksolliset taulukot ilmoittavat grammat moolia kohden jokaiselle elementille. Yllä olevassa reaktiossa nämä ovat natrium: 23, vety: 1 ja happi: 16. Yhtälö grammoina kertoo, että 46 grammaa natriumia ja 36 grammaa vettä reagoi muodostaen 80 grammaa natriumhydroksidia ja 2 grammaa vetyä. Atomien lukumäärä ja painot ovat samat yhtälön molemmin puolin, ja grammat moolia kohti muunnoskertoimet löytyvät kaikista stoikiometrisistä laskelmista, joihin liittyy paino.