"Стехіометрія" означає співвідношення між реагентами та продуктами в хімічних реакціях. Для типової хімічної реакції, в якій загальні реактиви А і В поєднуються, утворюючи продукти С і D - тобто A + B> C + D - стехіометричні розрахунки дозволяють хімік для визначення кількості грамів А, яку вона повинна додати до реакційної суміші, щоб вступити в реакцію із сполукою В, а також передбачити кількість грамів продуктів С і Д. Однак студенти часто знаходять проблеми зі стехіометрією складними, оскільки вони передбачають обчислення кількості молей речовин. Ключ до спрощення проблем зі стехіометрією полягає у прийнятті та практичному застосуванні методичного підходу до проблем.
Збалансувати рівняння хімічної реакції. Рівняння збалансованої реакції містить однакове число кожного типу атомів по обидва боки стрілки реакції. Реакція між воднем, H2 та киснем, O2, з утворенням води, H2O, наприклад, врівноважується до 2 H2 + O2> 2 H2O. Це означає, що дві молекули водню реагують з однією молекулою кисню, утворюючи 2 молекули води.
Перетворіть масу будь-якого реагенту або продукту в молі, поділивши грами матеріалу на його молекулярну масу. Родимки просто представляють інший спосіб вираження кількості речовини. Зверніть увагу, що для проведення стехіометричного розрахунку потрібно лише знати масу окремого компонента реакції. Потім можна розрахувати маси всіх інших компонентів. У прикладі з кроку 1 припустимо, що 1,0 г водню реагуватиме. Молекулярна маса водню, що визначається додаванням атомних ваг усіх атомів у молекулярній формулі, становить 2,02 грама на моль. Це означає, що реакція включає (1,0 грам) / (2,02 грам / моль) = 0,50 моль водню.
Помножте молі водню на відповідне стехіометричне відношення, щоб визначити кількість молей будь-якої іншої речовини, яка бере участь у реакції. Стехіометричне відношення просто представляє відношення коефіцієнтів із балансового хімічного рівняння. Завжди розміщуйте коефіцієнт сполуки, масу якого ви збираєтесь обчислити, зверху, а коефіцієнт сполуки, масу якої ви починали, знизу. У прикладі з кроку 1 ми могли б розрахувати молі кисню, необхідних для реакції з воднем, помноживши на 1/2, або ми могли б розрахувати молі води, отримані множенням на 2/2. Таким чином, 0,50 моль Н2 потребували б 0,25 моль кисню і давали б 0,50 моль води.
Завершіть задачу перетворенням молей речовини назад у грами. Перетворення в молі вимагає ділення на молекулярну масу сполуки; тому перетворення назад у грами вимагає множення молей на молекулярну масу. У випадку водню це непотрібно, оскільки ми вже знаємо, що в реакції береться 1,0 г Н2. У випадку кисню, O2, молекулярна маса становить 32,00 грам / моль і 0,25 моль * 32,00 грам / моль = 8,0 грам O2. У випадку води молекулярна маса становить 18,02 грам / моль і 0,50 моль * 18,02 грам / моль = 9,0 грам H2O.
Перевірте свій результат, зазначивши, що загальна кількість реагентів повинна дорівнювати загальній кількості продуктів. У цьому випадку загальна маса Н2 та О2 становила 1,0 та 8,0 грамів відповідно, загалом 9,0 грамів, і було отримано 9,0 грамів води. Це відображає закон збереження маси, який стверджує, що речовина не може бути створена або знищена хімічною реакцією.