„Stechiometria“ označuje pomery medzi reaktantmi a produktmi v chemických reakciách. Pre typickú chemickú reakciu, pri ktorej sa kombinujú generické reaktanty A a B, aby vznikli produkty C a D - tj. A + B> C + D - umožňujú stechiometrické výpočty chemička na určenie počtu gramov A, ktorú musí pridať do reakčnej zmesi, aby reagovala so zlúčeninou B, ako aj na predpovedanie počtu gramov produktov C a D. Študenti však často považujú stechiometrické problémy za ťažké, pretože zahŕňajú výpočty počtu mólov látok. Kľúčom k uľahčeniu problémov so stechiometriou je prijať a praktizovať metodický prístup k problémom.
Vyvážte rovnicu chemickej reakcie. Vyvážená reakčná rovnica obsahuje rovnaký počet každého typu atómu na oboch stranách reakčnej šípky. Reakcia medzi vodíkom, H2 a kyslíkom, O2, za vzniku vody, napríklad H2O, sa vyrovná s 2 H2 + 02> 2 H2O. To znamená, že dve molekuly vodíka reagujú s jednou molekulou kyslíka na dve molekuly vody.
Hmotnosť ľubovoľného reaktantu alebo produktu sa prevedie na móly vydelením gramov materiálu jeho molekulovou hmotnosťou. Krtci jednoducho predstavujú inú metódu vyjadrenia množstva látky. Upozorňujeme, že vykonanie stechiometrického výpočtu vyžaduje iba znalosť hmotnosti jednej reakčnej zložky. Potom môžete vypočítať hmotnosti všetkých ostatných zložiek. V príklade z kroku 1 predpokladajme, že bude reagovať 1,0 gramu vodíka. Molekulová hmotnosť vodíka - stanovená súčtom atómových hmotností všetkých atómov v molekulárnom vzorci - je 2,02 gramu na mol. To znamená, že reakcia zahrnuje (1,0 g) / (2,02 g / mol) = 0,50 mólu vodíka.
Vynásobte móly vodíka vhodným stechiometrickým pomerom, aby ste určili počet mólov akejkoľvek inej látky zapojenej do reakcie. Stechiometrický pomer jednoducho predstavuje pomer koeficientov z bilančnej chemickej rovnice. Koeficient zmesi, ktorej hmotnosť chcete vypočítať, vždy umiestnite navrch a koeficient zmesi, ktorej hmotnosť ste začínali, dole. V príklade z kroku 1 by sme mohli vypočítať móly kyslíka, ktoré sú potrebné na reakciu s vodíkom, vynásobením 1/2, alebo môžeme vypočítať móly vody vzniknutej vynásobením 2/2. 0,50 mólov H2 by teda vyžadovalo 0,25 mólov kyslíka a vznik 0,50 mólov vody.
Dokončite problém prevedením mólov látky späť na gramy. Konverzia na moly sa vyžaduje vydelením molekulovou hmotnosťou zlúčeniny; premena späť na gramy preto vyžaduje násobenie mólov molekulovou hmotnosťou. V prípade vodíka to nie je potrebné, pretože už vieme, že reakcia zahrnuje 1,0 gramu H2. V prípade kyslíka, O2, je molekulová hmotnosť 32,00 gramov / mol a 0,25 mol * 32,00 gramov / mol = 8,0 gramov O2. V prípade vody je molekulová hmotnosť 18,02 g / mol a 0,50 móla * 18,02 g / mol = 9,0 g H20.
Dôsledne skontrolujte svoj výsledok a všimnite si, že celkové gramy reaktantov sa musia rovnať celkovým gramom produktov. V tomto prípade bola kombinovaná hmotnosť H2 a O2 1,0, respektíve 8,0 gramov, spolu teda 9,0 gramov a bolo vyrobených 9,0 gramov vody. To odráža zákon zachovania hmotnosti, ktorý hovorí, že hmota nemôže byť vytvorená alebo zničená chemickou reakciou.