"Stoichiometrie" verwijst naar de verhoudingen tussen reactanten en producten in chemische reacties. Voor een typische chemische reactie waarbij generieke reactanten A en B worden gecombineerd om producten C en D te maken -- d.w.z. A + B > C + D -- maken stoichiometrische berekeningen de scheikundige om het aantal grammen A te bepalen dat ze aan het reactiemengsel moet toevoegen om te reageren met verbinding B, evenals het aantal gram producten C te voorspellen en D. Studenten vinden stoichiometrieproblemen echter vaak lastig omdat het gaat om berekeningen van het aantal mol stoffen. De sleutel tot het gemakkelijk maken van stoichiometrieproblemen is een methodische benadering van de problemen aan te nemen en te oefenen.
Breng de chemische reactievergelijking in evenwicht. Een uitgebalanceerde reactievergelijking bevat hetzelfde aantal van elk type atoom aan beide zijden van de reactiepijl. De reactie tussen waterstof, H2 en zuurstof, O2, om water te maken, H2O, bijvoorbeeld, balanceert op 2 H2 + O2 > 2 H2O. Dit betekent dat twee moleculen waterstof reageren met één molecule zuurstof om 2 moleculen water te maken.
Zet de massa van een reactant of product om in mol door het aantal grammen materiaal te delen door het molecuulgewicht. Mollen vertegenwoordigen eenvoudigweg een andere methode om de hoeveelheid stof uit te drukken. Merk op dat het uitvoeren van een stoichiometrische berekening alleen de massa van een enkele reactiecomponent vereist. Je kunt dan de massa's van alle andere componenten berekenen. Laten we in het voorbeeld uit stap 1 aannemen dat 1,0 gram waterstof zal reageren. Het molecuulgewicht van waterstof - bepaald door de atoomgewichten van alle atomen in de molecuulformule bij elkaar op te tellen - is 2,02 gram per mol. Dit betekent dat de reactie (1,0 gram) / (2,02 gram/mol) = 0,50 mol waterstof omvat.
Vermenigvuldig het aantal mol waterstof met de juiste stoichiometrische verhouding om het aantal mol te bepalen van een andere stof die bij de reactie betrokken is. De stoichiometrische verhouding vertegenwoordigt eenvoudig de verhouding van de coëfficiënten uit de chemische balansvergelijking. Plaats altijd de coëfficiënt van de verbinding waarvan u de massa wilt berekenen bovenaan en de coëfficiënt van de verbinding waarvan u de massa bent begonnen onderaan. In het voorbeeld uit stap 1 kunnen we het aantal mol zuurstof berekenen dat nodig is om met waterstof te reageren door te vermenigvuldigen met 1/2, of we kunnen het geproduceerde aantal mol water berekenen door te vermenigvuldigen met 2/2. Dus 0,50 mol H2 zou 0,25 mol zuurstof nodig hebben en 0,50 mol water produceren.
Maak het probleem af door het aantal mollen weer om te zetten in grammen. Omzetten in mol vereist delen door het molecuulgewicht van de verbinding; het terug omzetten naar gram vereist daarom het vermenigvuldigen van mol met molecuulgewicht. In het geval van waterstof is dit niet nodig omdat we al weten dat er 1,0 gram H2 bij de reactie betrokken is. In het geval van zuurstof, O2, is het molecuulgewicht 32,00 gram/mol en 0,25 mol * 32,00 gram/mol = 8,0 gram O2. In het geval van water is het molecuulgewicht 18,02 gram/mol en 0,50 mol * 18,02 gram/mol = 9,0 gram H2O.
Controleer uw resultaat nogmaals door op te merken dat het totale aantal gram reactanten gelijk moet zijn aan het totale aantal gram producten. In dit geval was de gecombineerde massa van H2 en O2 respectievelijk 1,0 en 8,0 gram, voor een totaal van 9,0 gram, en werd 9,0 gram water geproduceerd. Dit weerspiegelt de wet van behoud van massa, die stelt dat materie niet kan worden gecreëerd of vernietigd door een chemische reactie.