«Стехиометрия» относится к соотношению реагентов и продуктов в химических реакциях. Для типичной химической реакции, в которой общие реагенты A и B объединяются с образованием продуктов C и D, то есть A + B> C + D, стехиометрические расчеты позволяют химик, чтобы определить количество граммов A, которое она должна добавить в реакционную смесь для реакции с соединением B, а также спрогнозировать количество граммов продуктов C и Д. Студенты, однако, часто сталкиваются с трудностями при решении задач стехиометрии, поскольку они связаны с расчетами количества молей веществ. Ключ к упрощению задач стехиометрии состоит в том, чтобы применять и практиковать методический подход к этим проблемам.
Сбалансируйте уравнение химической реакции. Сбалансированное уравнение реакции содержит одинаковое количество атомов каждого типа по обе стороны от стрелки реакции. Реакция между водородом H2 и кислородом O2 с образованием воды, например H2O, уравновешивается до 2 H2 + O2> 2 H2O. Это означает, что две молекулы водорода реагируют с одной молекулой кислорода, образуя 2 молекулы воды.
Преобразуйте массу любого реагента или продукта в моль, разделив граммы материала на его молекулярную массу. Родинки просто представляют собой еще один метод выражения количества вещества. Обратите внимание, что для выполнения стехиометрического расчета необходимо знать только массу одного компонента реакции. Затем вы можете рассчитать массы всех остальных компонентов. В примере из шага 1 предположим, что в реакцию вступает 1,0 грамм водорода. Молекулярная масса водорода, определяемая сложением атомных масс всех атомов в молекулярной формуле, составляет 2,02 грамма на моль. Это означает, что в реакции участвует (1,0 г) / (2,02 г / моль) = 0,50 моль водорода.
Умножьте количество молей водорода на соответствующее стехиометрическое соотношение, чтобы определить количество молей любого другого вещества, участвующего в реакции. Стехиометрическое соотношение просто представляет собой соотношение коэффициентов из химического уравнения баланса. Всегда помещайте коэффициент соединения, массу которого вы хотите рассчитать, сверху, а коэффициент соединения, масса которого вы начали, снизу. В примере из шага 1 мы могли бы вычислить количество молей кислорода, необходимых для реакции с водородом, умножив на 1/2, или мы могли бы вычислить количество молей воды, произведенных умножением на 2/2. Таким образом, 0,50 моль H2 потребует 0,25 моль кислорода и произведет 0,50 моль воды.
Завершите задачу, переведя моли вещества обратно в граммы. Для преобразования в моли требуется деление на молекулярную массу соединения; поэтому для обратного преобразования в граммы требуется умножение молей на молекулярную массу. В случае с водородом в этом нет необходимости, потому что мы уже знаем, что в реакции участвует 1,0 г H2. В случае кислорода, O2, молекулярная масса составляет 32,00 грамма / моль и 0,25 моль * 32,00 грамма / моль = 8,0 грамма O2. В случае воды молекулярная масса составляет 18,02 г / моль и 0,50 моль * 18,02 г / моль = 9,0 г H2O.
Еще раз проверьте результат, отметив, что общее количество реагентов должно равняться общему количеству продуктов в граммах. В этом случае объединенная масса H2 и O2 составляла 1,0 и 8,0 грамма, соответственно, всего 9,0 грамма, и было произведено 9,0 грамма воды. Это отражает закон сохранения массы, который гласит, что материя не может быть создана или разрушена химической реакцией.