“Støkiometri” refererer til forholdet mellom reaktanter og produkter i kjemiske reaksjoner. For en typisk kjemisk reaksjon der generiske reaktanter A og B kombineres for å lage produktene C og D - dvs. A + B ---> C + D - støkiometriske beregninger lar kjemikeren bestemme antall gram A hun må legge til til reaksjonsblandingen for å reagere med forbindelse B, samt forutsi antall gram produkter C og D. Studenter synes imidlertid ofte at støkiometriproblemer er vanskelige fordi de involverer beregninger av antall mol stoffer. Nøkkelen til å gjøre støkiometriproblemer lett er å ta i bruk og praktisere en metodisk tilnærming til problemene.
Balansere den kjemiske reaksjonsligningen. En balansert reaksjonsligning inneholder samme antall av hver type atom på begge sider av reaksjonspilen. Reaksjonen mellom hydrogen, H2 og oksygen O2 for å lage vann, H2O, for eksempel, balanserer til 2 H2 + O2 ---> 2 H2O. Dette betyr at to molekyler med hydrogen reagerer med ett molekyl oksygen for å lage 2 molekyler vann.
Konverter massen til reaktanter eller produkter til mol ved å dele gram materiale med molekylvekten. Føflekker representerer ganske enkelt en annen metode for å uttrykke mengden stoff. Merk at å utføre en støkiometrisk beregning bare krever å vite massen til en enkelt reaksjonskomponent. Du kan da beregne massene til alle andre komponenter. I eksemplet fra trinn 1, la oss anta at 1,0 gram hydrogen vil reagere. Molekylvekten til hydrogen - bestemt ved å legge sammen atomvektene til alle atomene i molekylformelen - er 2,02 gram per mol. Dette betyr at reaksjonen involverer (1,0 gram) / (2,02 gram / mol) = 0,50 mol hydrogen.
Multipliser molene med hydrogen med det passende støkiometriske forhold for å bestemme antall mol av et hvilket som helst annet stoff som er involvert i reaksjonen. Det støkiometriske forhold representerer ganske enkelt forholdet mellom koeffisientene fra den kjemiske balansen. Plasser alltid koeffisienten for forbindelsen hvis masse du har tenkt å beregne på toppen, og koeffisienten for forbindelsen hvis masse du startet med på bunnen. I eksemplet fra trinn 1 kunne vi beregne mol oksygenmengden for å reagere med hydrogen ved å multiplisere med 1/2, eller vi kan beregne mol vann produsert ved å multiplisere med 2 / 2. Dermed ville 0,50 mol H2 kreve 0,25 mol oksygen og produserer 0,50 mol vann.
Fullfør problemet ved å konvertere føflekker stoffet tilbake til gram. Konvertering til mol kreves deling med den sammensatte molekylvekt; konvertering tilbake til gram krever derfor å multiplisere mol med molekylvekt. Når det gjelder hydrogen er dette unødvendig fordi vi allerede vet at reaksjonen involverer 1,0 gram H2. For oksygen, O2, er molekylvekten 32,00 gram / mol og 0,25 mol * 32,00 gram / mol = 8,0 gram O2. For vann er molekylvekten 18,02 gram / mol og 0,50 mol * 18,02 gram / mol = 9,0 gram H2O.
Dobbeltkontroller resultatet ved å merke deg at de totale gram reaktanter må være like de totale gram produktene. I dette tilfellet var den samlede massen av H2 og O2 henholdsvis 1,0 og 8,0 gram for totalt 9,0 gram, og 9,0 gram vann ble produsert. Dette gjenspeiler loven om bevaring av masse, som sier at materie ikke kan skapes eller ødelegges av en kjemisk reaksjon.