La “stechiometria” si riferisce ai rapporti tra reagenti e prodotti nelle reazioni chimiche. Per una tipica reazione chimica in cui i reagenti generici A e B si combinano per formare i prodotti C e D - cioè A + B > C + D - i calcoli stechiometrici consentono di chimico per determinare il numero di grammi di A che deve aggiungere alla miscela di reazione per reagire con il composto B, nonché prevedere il numero di grammi di prodotti C e d. Gli studenti, tuttavia, trovano spesso difficili i problemi di stechiometria perché implicano calcoli del numero di moli di sostanze. La chiave per rendere facili i problemi di stechiometria è adottare e praticare un approccio metodico ai problemi.
Bilancia l'equazione della reazione chimica. Un'equazione di reazione bilanciata contiene lo stesso numero di ciascun tipo di atomo su entrambi i lati della freccia di reazione. La reazione tra idrogeno, H2 e ossigeno, O2, per produrre acqua, H2O, ad esempio, si bilancia a 2 H2 + O2 > 2 H2O. Ciò significa che due molecole di idrogeno reagiscono con una molecola di ossigeno per formare 2 molecole di acqua.
Converti la massa di qualsiasi reagente o prodotto in moli dividendo i grammi di materiale per il suo peso molecolare. I nei rappresentano semplicemente un altro metodo per esprimere la quantità di sostanza. Si noti che l'esecuzione di un calcolo stechiometrico richiede solo la conoscenza della massa di un singolo componente di reazione. È quindi possibile calcolare le masse di tutti gli altri componenti. Nell'esempio del passaggio 1, supponiamo che reagiscano 1,0 grammi di idrogeno. Il peso molecolare dell'idrogeno, determinato sommando i pesi atomici di tutti gli atomi nella formula molecolare, è di 2,02 grammi per mole. Ciò significa che la reazione coinvolge (1,0 grammi) / (2,02 grammi/mole) = 0,50 moli di idrogeno.
Moltiplicare le moli di idrogeno per il rapporto stechiometrico appropriato per determinare il numero di moli di qualsiasi altra sostanza coinvolta nella reazione. Il rapporto stechiometrico rappresenta semplicemente il rapporto dei coefficienti dall'equazione chimica dell'equilibrio. Metti sempre in alto il coefficiente del composto di cui intendi calcolare la massa e in basso il coefficiente del composto di cui hai iniziato la massa. Nell'esempio dal punto 1, potremmo calcolare le moli di ossigeno necessarie per reagire con l'idrogeno moltiplicando per 1/2, oppure potremmo calcolare le moli di acqua prodotta moltiplicando per 2/2. Quindi, 0,50 moli di H2 richiederebbero 0,25 moli di ossigeno e produrrebbero 0,50 moli di acqua.
Termina il problema riconvertendo le moli di sostanza in grammi. Conversione in moli richiesta dividendo per il peso molecolare del composto; la riconversione in grammi richiede quindi la moltiplicazione delle moli per il peso molecolare. Nel caso dell'idrogeno, questo non è necessario perché sappiamo già che la reazione coinvolge 1,0 grammi di H2. Nel caso dell'ossigeno, O2, il peso molecolare è 32,00 grammi/mole e 0,25 moli * 32,00 grammi/mole = 8,0 grammi di O2. Nel caso dell'acqua, il peso molecolare è 18,02 grammi/mole e 0,50 moli * 18,02 grammi/mole = 9,0 grammi di H2O.
Ricontrolla il risultato osservando che i grammi totali di reagenti devono essere uguali ai grammi totali di prodotti. In questo caso, la massa combinata di H2 e O2 era rispettivamente di 1,0 e 8,0 grammi per un totale di 9,0 grammi, e si sono prodotti 9,0 grammi di acqua. Ciò riflette la legge di conservazione della massa, che afferma che la materia non può essere creata o distrutta da una reazione chimica.
