"Stöchiometrie" bezieht sich auf die Verhältnisse zwischen Reaktanten und Produkten bei chemischen Reaktionen. Für eine typische chemische Reaktion, bei der die generischen Reaktanten A und B zusammen die Produkte C und D bilden - dh A + B -> C + D - erlauben stöchiometrische Berechnungen der Chemikerin, die Anzahl der Gramm A zu bestimmen, die sie zugeben muss um das Reaktionsgemisch mit der Verbindung B umzusetzen, sowie die Anzahl der Gramm der Produkte C und D vorherzusagen. Die Schüler haben jedoch häufig Schwierigkeiten mit der Stöchiometrie, da sie die Anzahl der Mol Substanzen berechnen müssen. Der Schlüssel zur Erleichterung von Stöchiometrieproblemen besteht darin, einen methodischen Ansatz für die Probleme anzuwenden und zu üben.
Die chemische Reaktionsgleichung ausgleichen. Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung enthält auf beiden Seiten des Reaktionspfeils die gleiche Anzahl von Atomen. Die Reaktion zwischen Wasserstoff, H2 und Sauerstoff, O2, um beispielsweise Wasser, H2O, zu bilden, gleicht sich auf 2 H2 + O2 ---> 2 H2O aus. Dies bedeutet, dass zwei Moleküle Wasserstoff mit einem Molekül Sauerstoff reagieren und 2 Moleküle Wasser bilden.
Konvertieren Sie die Masse eines Reaktanten oder Produkts in Mol, indem Sie die Gramm des Materials durch sein Molekulargewicht dividieren. Maulwürfe stellen einfach eine andere Methode dar, um die Substanzmenge auszudrücken. Beachten Sie, dass für eine stöchiometrische Berechnung nur die Masse einer einzelnen Reaktionskomponente bekannt sein muss. Sie können dann die Massen aller anderen Komponenten berechnen. Nehmen wir im Beispiel aus Schritt 1 an, dass 1,0 g Wasserstoff reagieren werden. Das Molekulargewicht von Wasserstoff - bestimmt durch Addition der Atomgewichte aller Atome in der Molekularformel - beträgt 2,02 Gramm pro Mol. Dies bedeutet, dass die Reaktion (1,0 g) / (2,02 g / mol) = 0,50 mol Wasserstoff umfasst.
Multiplizieren Sie die Mol Wasserstoff mit dem geeigneten stöchiometrischen Verhältnis, um die Molzahl aller anderen an der Reaktion beteiligten Substanzen zu bestimmen. Das stöchiometrische Verhältnis repräsentiert einfach das Verhältnis der Koeffizienten aus der chemischen Bilanzgleichung. Platzieren Sie immer den Koeffizienten der Verbindung, deren Masse Sie berechnen möchten, oben und den Koeffizienten der Verbindung, mit deren Masse Sie unten begonnen haben. In dem Beispiel aus Schritt 1 könnten wir die Mol Sauerstoff berechnen, die erforderlich sind, um mit Wasserstoff zu reagieren, indem wir mit 1/2 multiplizieren, oder wir könnten die Mol Wasser berechnen, die durch Multiplizieren mit 2/2 erzeugt werden. Somit würden 0,50 Mol H2 erforderlich sein 0,25 Mol Sauerstoff und erzeugen 0,50 Mol Wasser.
Beenden Sie das Problem, indem Sie die Stoffmole wieder in Gramm umrechnen. Umwandlung in Mol erforderlich, dividiert durch das Molekulargewicht der Verbindung; Die Umrechnung in Gramm erfordert daher die Multiplikation von Mol mit dem Molekulargewicht. Im Falle von Wasserstoff ist dies unnötig, da wir bereits wissen, dass es sich bei der Reaktion um 1,0 g H2 handelt. Im Fall von Sauerstoff O 2 beträgt das Molekulargewicht 32,00 g / mol und 0,25 mol × 32,00 g / mol = 8,0 g O 2. Im Fall von Wasser beträgt das Molekulargewicht 18,02 g / mol und 0,50 mol * 18,02 g / mol = 9,0 g H 2 O.
Überprüfen Sie Ihr Ergebnis noch einmal, indem Sie feststellen, dass die Gesamtmenge der Reaktanten gleich der Gesamtmenge der Produkte sein muss. In diesem Fall betrug die kombinierte Masse von H 2 und O 2 1,0 bzw. 8,0 Gramm für insgesamt 9,0 Gramm, und es wurden 9,0 Gramm Wasser erzeugt. Dies spiegelt das Gesetz der Massenerhaltung wider, das besagt, dass Materie nicht durch eine chemische Reaktion erzeugt oder zerstört werden kann.