Was ist Stöchiometrie:
Stöchiometrie ist die Berechnung für eine ausgewogene chemische Gleichung die die Verhältnisse zwischen Reaktanten und Produkten in einer chemischen Reaktion bestimmen.
Das Gleichgewicht in der chemischen Gleichung gehorcht den Erhaltungsprinzipien und den Atommodellen von Dalton, wie dem Massenerhaltungssatz, der besagt:
die Masse der Reaktanten = die Masse der Produkte
In diesem Sinne muss die Gleichung auf beiden Seiten der Gleichung gleich gewichtet sein.
Stöchiometrische Berechnungen
Stöchiometrische Berechnungen sind die Art und Weise, wie eine chemische Gleichung ausgeglichen wird. Es gibt 2 Möglichkeiten: die Trial-and-Error-Methode und die algebraische Methode.
Stöchiometrische Berechnung durch Versuch und Irrtum
Die Trial-and-Error-Methode zur Berechnung der Stöchiometrie einer Gleichung sollte den folgenden Schritten folgen:
- Zählen Sie die Anzahl der Atome jedes chemischen Elements an der Position der Reaktanten (links der Gleichung) und vergleichen Sie die Mengen in den als Produkte positionierten Elementen (rechts in der Gleichung).
- Balancieren Sie die metallischen Elemente.
- Ausgleich nichtmetallischer Elemente.
Zum Beispiel die stöchiometrische Berechnung mit der Trial-and-Error-Methode in der folgenden chemischen Gleichung:
CH4 + 2O2 → CO + 2H2ODER
Kohlenstoff ist ausgeglichen, weil auf jeder Seite der Gleichung 1 Molekül vorhanden ist. Wasserstoff hat auch auf jeder Seite die gleichen Mengen. Der Sauerstoff hingegen addiert sich auf der linken Seite zu 4 (Reaktanten oder Reaktanten) und nur zu 2, daher wird durch Versuch und Irrtum eine tiefgestellte 2 hinzugefügt, um CO in CO . umzuwandeln2.
Auf diese Weise ergibt sich die ausgeglichene chemische Gleichung in dieser Übung: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2ODER
Die Zahlen vor der Verbindung, in diesem Fall die 2 von O2 und 2 für H2Oder sie heißen stöchiometrische Koeffizienten.
Stöchiometrische Berechnung nach algebraischer Methode
Für die stöchiometrische Berechnung nach algebraischer Methode müssen die stöchiometrischen Koeffizienten gefunden werden. Führen Sie dazu die Schritte aus:
- Unbekannt zuweisen
- Multiplizieren Sie das Unbekannte mit der Anzahl der Atome jedes Elements
- Weisen Sie einen Wert zu (1 oder 2 wird empfohlen), um den Rest der Unbekannten zu lösen
- Vereinfachen
Stöchiometrische Verhältnisse
Stöchiometrische Beziehungen geben die relativen Anteile von Chemikalien an, die verwendet werden, um eine ausgewogene chemische Gleichung zwischen den Reaktanten und ihren Produkten in einer chemischen Lösung zu berechnen.
Chemische Lösungen haben unterschiedliche Konzentrationen zwischen gelöstem Stoff und Lösungsmittel. Die Berechnung der Größen folgt den Erhaltungssätzen und den Atommodellen, die die chemischen Prozesse beeinflussen.
Erhaltungsprinzipien
Die Postulate der Erhaltungsprinzipien werden später dazu beitragen, John Daltons Atommodelle der Natur der Atome zu definieren. Modelle bilden die erste wissenschaftsbasierte Theorie und markieren den Beginn der modernen Chemie.
Gesetz der Erhaltung der Masse: Während einer chemischen Reaktion sind keine Veränderungen der Gesamtmasse nachweisbar. (1783, Lavoisier)
Gesetz von bestimmten Proportionen: reine Verbindungen haben immer die gleichen Elemente im gleichen Massenverhältnis. (1799, J.L. Proust)
Atommodell von Dalton
Die Atommodelle von Dalton bilden die Grundlage der modernen Chemie. Im Jahr 1803 postulierte The Basic Atomic Theory von John Dalton (1766-1844) Folgendes:
- Chemische Elemente bestehen für ein Element aus identischen Atomen und sind für jedes andere Element unterschiedlich.
- Chemische Verbindungen werden gebildet, indem eine definierte Menge jeder Atomart kombiniert wird, um ein Molekül der Verbindung zu bilden.
Darüber hinaus definiert das Daltonsche Gesetz der mehrfachen Proportionen, dass, wenn sich 2 chemische Elemente zu einer Verbindung verbinden, eine ganzzahlige Beziehung zwischen den verschiedenen Massen eines Elements besteht, die sich mit einer konstanten Masse eines anderen Elements in der Verbindung verbinden.
Daher ist in der Stöchiometrie der Kreuzbeziehungen zwischen Edukten und Produkten möglich. Was nicht möglich ist, ist die Mischung von makroskopischen Einheiten (Mol) mit mikroskopischen Einheiten (Atome, Moleküle).
Stöchiometrie und Einheitenumrechnung
Die Stöchiometrie verwendet als Umrechnungsfaktor aus der mikroskopischen Welt nach Einheiten von Molekülen und Atomen, zum Beispiel N2 zeigt 2 Moleküle N . an2 und 2 Stickstoffatome in Richtung der makroskopischen Welt durch das molare Verhältnis zwischen den Mengen an Reaktanten und Produkten, ausgedrückt in Mol.
In diesem Sinne ist das Molekül von N2 auf mikroskopischer Ebene hat es ein Molverhältnis, das als 6.022 * 10 . ausgedrückt wird23 (ein Mol) N Moleküle2.
