Η "στοιχειομετρία" αναφέρεται στις αναλογίες μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων σε χημικές αντιδράσεις. Για μια τυπική χημική αντίδραση στην οποία τα γενικά αντιδραστήρια Α και Β συνδυάζονται για να κάνουν τα προϊόντα C και D - δηλαδή A + B ---> C + D - στοιχειομετρικοί υπολογισμοί επιτρέπουν στον χημικό να καθορίσει τον αριθμό των γραμμαρίων του Α που πρέπει να προσθέσει στο μείγμα αντίδρασης να αντιδράσει με την ένωση Β, καθώς και να προβλέψει τον αριθμό των γραμμαρίων προϊόντων C και D. Οι σπουδαστές, ωστόσο, συχνά βρίσκουν προβλήματα στοιχειομετρίας δύσκολα επειδή περιλαμβάνουν υπολογισμούς του αριθμού των γραμμομορίων των ουσιών. Το κλειδί για την εύκολη δημιουργία στοιχειομετρικών προβλημάτων είναι να υιοθετήσουν και να εφαρμόσουν μια μεθοδική προσέγγιση στα προβλήματα.
Εξισορροπήστε την εξίσωση χημικής αντίδρασης. Μια ισορροπημένη εξίσωση αντίδρασης περιέχει τον ίδιο αριθμό κάθε τύπου ατόμου και στις δύο πλευρές του βέλους αντίδρασης. Η αντίδραση μεταξύ υδρογόνου, Η2 και οξυγόνου, Ο2, για την παραγωγή νερού, H2O, για παράδειγμα, ισορροπεί σε 2 Η2 + 02 -> 2 Η2Ο. Αυτό σημαίνει ότι δύο μόρια υδρογόνου αντιδρούν με ένα μόριο οξυγόνου για να δημιουργήσουν 2 μόρια νερού.
Μετατρέψτε τη μάζα οποιουδήποτε αντιδραστηρίου ή προϊόντος σε γραμμομόρια διαιρώντας τα γραμμάρια του υλικού με το μοριακό του βάρος. Οι πηλοί αντιπροσωπεύουν απλά μια άλλη μέθοδο έκφρασης της ποσότητας της ουσίας. Σημειώστε ότι η πραγματοποίηση στοιχειομετρικού υπολογισμού απαιτεί μόνο τη γνώση της μάζας ενός μόνο συστατικού αντίδρασης. Στη συνέχεια μπορείτε να υπολογίσετε τις μάζες όλων των άλλων στοιχείων. Στο παράδειγμα από το βήμα 1, ας υποθέσουμε ότι θα αντιδράσουν 1.0 γραμμάρια υδρογόνου. Το μοριακό βάρος του υδρογόνου - που προσδιορίζεται με την προσθήκη των ατομικών βαρών όλων των ατόμων στο μοριακό τύπο - είναι 2.02 γραμμάρια ανά γραμμομόριο. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση περιλαμβάνει (1,0 γραμμάρια) / (2,02 γραμμάρια / γραμμομόριο) = 0,50 γραμμομόρια υδρογόνου.
Πολλαπλασιάστε τα μόρια υδρογόνου με την κατάλληλη στοιχειομετρική αναλογία για να προσδιορίσετε τον αριθμό των γραμμομορίων οποιασδήποτε άλλης ουσίας που εμπλέκεται στην αντίδραση. Ο στοιχειομετρικός λόγος αντιπροσωπεύει απλώς την αναλογία των συντελεστών από τη χημική εξισορρόπηση της ισορροπίας. Τοποθετείτε πάντα τον συντελεστή της ένωσης της οποίας η μάζα σκοπεύετε να υπολογίσετε στην κορυφή και τον συντελεστή της ένωσης της οποίας η μάζα ξεκινήσατε από κάτω. Στο παράδειγμα από το βήμα 1, θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε τα μόρια του οξυγόνου που απαιτούνται για να αντιδράσουν με το υδρογόνο πολλαπλασιάζοντας κατά 1/2, ή θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε τα γραμμομόρια του νερού που παράγεται πολλαπλασιάζοντας κατά 2 / 2. Έτσι, 0,50 moles H2 θα απαιτούσαν 0.25 moles οξυγόνου και παράγουν 0.50 moles νερού.
Ολοκληρώστε το πρόβλημα μετατρέποντας τα γραμμομόρια ουσίας πίσω σε γραμμάρια. Η μετατροπή σε γραμμομόρια απαιτεί τη διαίρεση από το σύνθετο μοριακό βάρος. η μετατροπή σε γραμμάρια συνεπώς απαιτεί πολλαπλασιασμό των γραμμομορίων με μοριακό βάρος. Στην περίπτωση του υδρογόνου, αυτό είναι περιττό επειδή γνωρίζουμε ήδη ότι η αντίδραση περιλαμβάνει 1,0 γραμμάρια Η2. Στην περίπτωση οξυγόνου, 02, το μοριακό βάρος είναι 32,00 γραμμάρια / γραμμομόριο και 0,25 γραμμομόρια * 32,00 γραμμάρια / γραμμομόριο = 8,0 γραμμάρια Ο2. Στην περίπτωση ύδατος, το μοριακό βάρος είναι 18,02 γραμμάρια / γραμμομόριο και 0,50 γραμμομόρια * 18,02 γραμμάρια / γραμμομόριο = 9,0 γραμμάρια Η2Ο.
Διπλά ελέγξτε το αποτέλεσμα σημειώνοντας ότι τα συνολικά γραμμάρια των αντιδραστηρίων πρέπει να ισούνται με τα συνολικά γραμμάρια των προϊόντων. Στην περίπτωση αυτή, η συνδυασμένη μάζα των Η2 και 02 ήταν 1,0 και 8,0 γραμμάρια, αντίστοιχα, για συνολικά 9,0 γραμμάρια, και παράχθηκαν 9,0 γραμμάρια νερού. Αυτό αντικατοπτρίζει το νόμο της διατήρησης της μάζας, το οποίο δηλώνει ότι η ύλη δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί από μια χημική αντίδραση.