„Stechiometria” odnosi się do stosunków między reagentami i produktami w reakcjach chemicznych. W przypadku typowej reakcji chemicznej, w której ogólne reagenty A i B łączą się, tworząc produkty C i D - tj. A + B ---> C + D - obliczenia stechiometryczne pozwalają chemikowi określić liczbę gramów A, którą musi dodać do mieszaniny reakcyjnej, aby reagowała ze związkiem B, a także przewidywała liczbę gramów produktów C i D. Studenci jednak często uważają problemy stechiometryczne, ponieważ obejmują one obliczenia liczby moli substancji. Kluczem do uproszczenia problemów stechiometrycznych jest przyjęcie i przećwiczenie metodycznego podejścia do problemów.
Zrównoważyć równanie reakcji chemicznej. Zrównoważone równanie reakcji zawiera taką samą liczbę każdego rodzaju atomu po obu stronach strzałki reakcji. Reakcja między wodorem, H2 i tlenem, O2, w celu wytworzenia wody, H2O, na przykład, równoważy się do 2 H2 + O2 ---> 2 H2O. Oznacza to, że dwie cząsteczki wodoru reagują z jedną cząsteczką tlenu, tworząc 2 cząsteczki wody.
Przelicz masę dowolnego reagenta lub produktu na mole, dzieląc gramy materiału przez jego masę cząsteczkową. Mole stanowią po prostu inną metodę wyrażania ilości substancji. Należy pamiętać, że wykonanie obliczeń stechiometrycznych wymaga jedynie znajomości masy pojedynczego składnika reakcji. Następnie można obliczyć masy wszystkich innych składników. W przykładzie z kroku 1 załóżmy, że 1,0 g wodoru zareaguje. Masa cząsteczkowa wodoru - określona przez zsumowanie mas atomowych wszystkich atomów we wzorze cząsteczkowym - wynosi 2,02 grama na mol. Oznacza to, że reakcja wymaga (1,0 grama) / (2,02 grama / mol) = 0,50 mola wodoru.
Pomnóż liczbę moli wodoru przez odpowiedni stosunek stechiometryczny, aby określić liczbę moli dowolnej innej substancji biorącej udział w reakcji. Stosunek stechiometryczny po prostu reprezentuje stosunek współczynników z równania chemicznego równowagi. Zawsze umieszczaj na górze współczynnik związku, którego masę zamierzasz obliczyć, oraz współczynnik związku, którego masę zaczynasz od dołu. W przykładzie z kroku 1 moglibyśmy obliczyć liczbę moli tlenu wymaganą do reakcji z wodorem przez pomnożenie przez 1/2 lub moglibyśmy obliczyć liczbę moli wody wyprodukowanej przez pomnożenie przez 2/2. Zatem 0,50 mola H2 wymagałoby 0,25 mola tlenu i produkuje 0,50 mola wody.
Zakończ problem, przekształcając mole substancji z powrotem do gramów. Przeliczenie na mole wymagało podzielenia przez złożoną masę cząsteczkową; konwersja z powrotem do gramów wymaga zatem pomnożenia moli przez masę cząsteczkową. W przypadku wodoru nie jest to konieczne, ponieważ wiemy już, że reakcja obejmuje 1,0 g H2. W przypadku tlenu, O2, masa cząsteczkowa wynosi 32,00 gramów na mol i 0,25 mola * 32,00 gramów na mol = 8,0 gramów O2. W przypadku wody masa cząsteczkowa wynosi 18,02 gramów / mol i 0,50 mola * 18,02 gramów / mol = 9,0 gramów H2O.
Dokładnie sprawdź swój wynik, zauważając, że całkowita ilość reagentów musi być równa całkowitej gramie produktów. W tym przypadku łączna masa H2 i O2 wynosiła odpowiednio 1,0 i 8,0 gramów, w sumie 9,0 gramów i wytworzono 9,0 gramów wody. Odzwierciedla to prawo zachowania masy, które stwierdza, że materia nie może być wytwarzana ani niszczona przez reakcję chemiczną.