Wat is stoichiometrie:
Stoichiometrie is de berekening voor een evenwichtige chemische vergelijking die de verhoudingen tussen reactanten en producten in een chemische reactie zal bepalen.
Het evenwicht in de chemische vergelijking gehoorzaamt aan de principes van behoud en de atomaire modellen van Dalton, zoals de wet van behoud van massa, die stelt dat:
de massa van de reactanten = de massa van de producten
In die zin moet de vergelijking aan beide zijden van de vergelijking even zwaar wegen.
Stoichiometrische berekeningen
Stoichiometrische berekeningen zijn de manier waarop een chemische vergelijking wordt uitgebalanceerd. Er zijn 2 manieren: de trial and error-methode en de algebraïsche methode.
Stoichiometrische berekening met vallen en opstaan
De methode van vallen en opstaan om de stoichiometrie van een vergelijking te berekenen, moet de volgende stappen volgen:
- Tel het aantal atomen van elk chemisch element in de positie van de reactanten (links van de vergelijking) en vergelijk die hoeveelheden in de elementen die als producten zijn gepositioneerd (rechts van de vergelijking).
- Breng de metalen elementen in evenwicht.
- Balanceer niet-metalen elementen.
Bijvoorbeeld de stoichiometrische berekening met de trial and error-methode in de volgende chemische vergelijking:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2OF
Koolstof is in evenwicht omdat er aan elke kant van de vergelijking 1 molecuul staat. Waterstof heeft ook dezelfde hoeveelheden aan elke kant. De zuurstof daarentegen telt op tot 4 aan de linkerkant (reactanten of reactanten) en slechts 2, daarom wordt met vallen en opstaan een subscript 2 toegevoegd om CO om te zetten in CO2.
Op deze manier resulteert de uitgebalanceerde chemische vergelijking in deze oefening: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2OF
De getallen voorafgaand aan de verbinding, in dit geval de 2 van O2 en 2 voor H2Of ze heten stoichiometrische coëfficiënten.
Stoichiometrische berekening volgens algebraïsche methode
Voor de stoichiometrische berekening volgens de algebraïsche methode moeten de stoichiometrische coëfficiënten worden gevonden. Volg hiervoor de stappen:
- Onbekend toewijzen
- Vermenigvuldig het onbekende met het aantal atomen van elk element
- Wijs een waarde toe (1 of 2 wordt aanbevolen) om de rest van de onbekenden op te lossen
- Makkelijker maken
Stoichiometrische verhoudingen
Stoichiometrische relaties geven de relatieve verhoudingen aan van chemicaliën die worden gebruikt om een evenwichtige chemische vergelijking te berekenen tussen de reactanten en hun producten in een chemische oplossing.
Chemische oplossingen hebben verschillende concentraties tussen opgeloste stof en oplosmiddel. De berekening van de hoeveelheden volgt de principes van conservering en de atoommodellen die de chemische processen beïnvloeden.
Behoudsprincipes
De postulaten van de conservatieprincipes zullen later helpen bij het definiëren van John Daltons atoommodellen van de aard van atomen. Modellen vormen de eerste op wetenschap gebaseerde theorie en markeren het begin van de moderne scheikunde.
Wet van behoud van massa: Er zijn geen waarneembare veranderingen in de totale massa tijdens een chemische reactie. (1783, Lavoisier)
Wet van bepaalde proporties: zuivere verbindingen hebben altijd dezelfde elementen in dezelfde massaverhouding. (1799, JL Proust)
Dalton atoommodelton
De atoommodellen van Dalton vormen de basis van de moderne scheikunde. In 1803 postuleerde The Basic Atomic Theory of John Dalton (1766-1844) het volgende:
- Chemische elementen zijn opgebouwd uit identieke atomen voor één element en het is anders voor elk ander element.
- Chemische verbindingen worden gevormd door een bepaalde hoeveelheid van elk type atoom te combineren om een molecuul van de verbinding te vormen.
Bovendien definieert de wet van meerdere verhoudingen van Dalton dat wanneer 2 chemische elementen worden gecombineerd om 1 verbinding te vormen, er een geheel getal is tussen de verschillende massa's van één element die worden gecombineerd met een constante massa van een ander element in de verbinding.
Daarom is in stoichiometrie de kruisrelaties tussen reactanten en producten is mogelijk. Wat niet mogelijk is, is het mengen van macroscopische eenheden (mol) met microscopische eenheden (atomen, moleculen).
Stoichiometrie en eenheidsconversie
Stoichiometrie gebruikt als conversiefactor uit de microscopische wereld door eenheden van moleculen en atomen, bijvoorbeeld N2 wat aangeeft 2 moleculen van N2 en 2 Stikstofatomen naar de macroscopische wereld door de molaire relatie tussen de hoeveelheden reactanten en producten uitgedrukt in mol.
In die zin is het molecuul van N2 op microscopisch niveau heeft het een molverhouding die wordt uitgedrukt als 6.022 * 1023 (één mol) N moleculen2.
