„Stehiometrija“ se nanaša na razmerja med reaktanti in produkti v kemijskih reakcijah. Za tipično kemijsko reakcijo, pri kateri se generična reaktanta A in B združita, da dobita produkta C in D - tj. A + B> C + D - stehiometrični izračuni kemik, da določi število gramov A, ki ga mora dodati reakcijski zmesi, da reagira s spojino B, in predvideti število gramov produktov C in D. Študentje pa imajo pogosto težave s stehiometrijo, ker vključujejo izračune števila molov snovi. Ključno za olajšanje težav s stehiometrijo je sprejeti in vaditi metodičen pristop k težavam.
Uravnotežite enačbo kemijske reakcije. Enačba uravnotežene reakcije vsebuje enako število vsake vrste atoma na obeh straneh reakcijske puščice. Reakcija med vodikom, H2 in kisikom, O2, da na primer nastane voda, H2O, se uravnoteži na 2 H2 + O2> 2 H2O. To pomeni, da dve molekuli vodika reagirata z eno molekulo kisika, da nastaneta 2 molekuli vode.
Maso katerega koli reaktanta ali proizvoda pretvorimo v mole tako, da grame materiala delimo z njegovo molekulsko maso. Moli preprosto predstavljajo še en način izražanja količine snovi. Upoštevajte, da izvedba stehiometričnega izračuna zahteva samo poznavanje ene same reakcijske komponente. Nato lahko izračunate mase vseh drugih komponent. V primeru iz 1. koraka predpostavimo, da bo reagiralo 1,0 grama vodika. Molekulska masa vodika - določena s seštevanjem atomskih mas vseh atomov v molekulski formuli - je 2,02 grama na mol. To pomeni, da reakcija vključuje (1,0 grama) / (2,02 grama / mol) = 0,50 molov vodika.
Pomnožite mole vodika z ustreznim stehiometričnim razmerjem, da določite število molov katere koli druge snovi, ki sodeluje v reakciji. Stehiometrično razmerje preprosto predstavlja razmerje koeficientov iz ravnotežne kemijske enačbe. Na vrh vedno postavite koeficient spojine, katere maso nameravate izračunati, na dno pa koeficient spojine, katere maso ste začeli. V primeru iz 1. koraka lahko izračunamo mole kisika, potrebnih za reakcijo z vodikom, tako, da pomnožimo z 1/2, ali pa izračunamo mole vode, proizvedene z množenjem z 2/2. Tako bi 0,50 mola H2 zahtevalo 0,25 mola kisika in proizvedlo 0,50 mola vode.
Problem zaključite s pretvorbo molov snovi nazaj v grame. Pretvorba v mole zahteva deljenje z molekulsko maso spojine; za pretvorbo nazaj v grame je zato treba mol pomnožiti z molekulsko maso. Pri vodiku to ni potrebno, ker že vemo, da reakcija vključuje 1,0 grama H2. V primeru kisika, O2, je molekulska masa 32,00 gramov / mol in 0,25 molov * 32,00 gramov / mol = 8,0 gramov O2. V primeru vode je molekulska masa 18,02 grama / mol in 0,50 mola * 18,02 grama / mol = 9,0 grama H2O.
Še enkrat preverite svoj rezultat, pri čemer upoštevajte, da morajo biti skupni grami reaktantov enaki skupnim gramom izdelkov. V tem primeru je bila skupna masa H2 in O2 1,0 oziroma 8,0 grama, skupaj 9,0 gramov, proizvedeno pa je bilo 9,0 grama vode. To odraža zakon o ohranjanju mase, ki pravi, da snovi s kemično reakcijo ni mogoče ustvariti ali uničiti.