פירוש סטויכיומטריה (מהו, מושג והגדרה)

מהי סטויוכיומטריה:

סטויכיומטריה היא ה חישוב למשוואה כימית מאוזנת אשר יקבעו את היחסים בין מגיבים למוצרים בתגובה כימית.

האיזון במשוואה הכימית מציית לעקרונות השימור ולמודלים האטומיים של דלתון, כגון חוק שימור המסה, הקובע כי:

המסה של המגיבים = מסת המוצרים

במובן זה, למשוואה חייבת להיות משקל שווה משני צידי המשוואה.

חישובים סטויוכיומטריים

חישובים סטויוכיומטריים הם האופן שבו משוואה כימית מאוזנת. ישנן שתי דרכים: שיטת הניסוי והשגיאה והשיטה האלגברית.

חישוב סטויוכיומטרי על ידי ניסוי וטעייה

שיטת הניסוי והטעייה לחישוב הסטואיכיומטריה של משוואה צריכה לבצע את השלבים הבאים:

1. ספר את מספר האטומים של כל יסוד כימי במיקום המגיבים (משמאל למשוואה) והשווה את הכמויות הללו ביסודות הממוקמים כמוצרים (מימין למשוואה).
2. מאזנים את האלמנטים המתכתיים.
3. מאזנים אלמנטים שאינם מתכתיים.

לדוגמא, החישוב הסטויוכיומטרי בשיטת הניסוי והטעייה במשוואה הכימית הבאה:

CH₄ + 2O₂ → CO + 2H₂אוֹ

פחמן מאוזן מכיוון שיש מולקולה אחת בכל צד של המשוואה. למימן יש גם אותם כמויות בכל צד. לעומת זאת, החמצן מוסיף עד 4 בצד שמאל (מגיבים או מגיבים) ורק 2, ולכן על ידי ניסוי וטעייה מתווסף כתב משנה 2 כדי להפוך CO ל CO₂.

באופן זה, המשוואה הכימית המאוזנת בתרגיל זה מביאה: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂אוֹ

המספרים שקדמו לתרכובת, במקרה זה 2 של O₂ ו -2 לח '₂או שהם נקראים מקדמים סטויוכיומטריים.

חישוב סטויוכיומטרי בשיטה אלגברית

לצורך החישוב הסטואיכיומטרי בשיטה אלגברית, יש למצוא את המקדמים הסטואיכיומטריים. לשם כך, בצע את השלבים הבאים:

1. הקצה לא ידוע
2. הכפל את הלא ידוע במספר האטומים של כל אלמנט
3. הקצה ערך (מומלץ 1 או 2) כדי לפתור את שאר הלא ידועים
4. לפשט

יחסים סטויכיומטריים

קשרים סטויוכיומטריים מצביעים על הפרופורציות היחסיות של כימיקלים המשמשים לחישוב משוואה כימית מאוזנת בין המגיבים למוצריהם בתמיסה כימית.

לתמיסות כימיות יש ריכוזים שונים בין מומס לממס. חישוב הכמויות מציית לעקרונות השימור ולמודלים האטומיים המשפיעים על התהליכים הכימיים.

עקרונות שימור

ההנחות של עקרונות השימור יעזרו בהמשך בהגדרת המודלים האטומיים של ג'ון דלטון על אופי האטומים. מודלים מהווים את התיאוריה המדעית הראשונה, המסמנת את תחילתה של הכימיה המודרנית.

חוק שימור המסה: אין שינויים ניתנים לזיהוי במסה הכוללת במהלך תגובה כימית. (1783, Lavoisier)

חוק במימדים מוגדרים: לתרכובות טהורות תמיד יש אותם יסודות באותו יחס מסה. (1799, J. L. Proust)

מודל אטומי דלתון

המודלים האטומיים של דלתון מהווים בסיס לכימיה המודרנית. בשנת 1803, התיאוריה האטומית הבסיסית של ג'ון דלטון (1766-1844) הניחה את הדברים הבאים:

1. יסודות כימיים מורכבים מאטומים זהים עבור יסוד אחד וזה שונה עבור כל יסוד אחר.
2. תרכובות כימיות נוצרות על ידי שילוב של כמות מוגדרת של כל סוג אטום ליצירת מולקולה של התרכובת.

יתר על כן, חוק הדלתון בעל הפרופורציות המרובות מגדיר שכאשר שני יסודות כימיים מתאחדים ליצירת תרכובת 1, קיים קשר שלם בין המסות השונות של יסוד אחד המשתלבות עם מסה קבועה של יסוד אחר בתרכובת.

לכן, בסטואיכיומטריה ה קשרי גומלין בין מגיבים למוצרים אפשריים. מה שלא אפשרי הוא תערובת של יחידות מקרוסקופיות (שומות) עם יחידות מיקרוסקופיות (אטומים, מולקולות).

סטויכיומטריה והמרת יחידות

סטויוכיומטריה משמשת כגורם המרה מהעולם המיקרוסקופי על ידי יחידות של מולקולות ואטומים, למשל, N₂ המציין 2 מולקולות של N₂ ו- 2 אטומי חנקן כלפי העולם המקרוסקופי על ידי הקשר הטוחני בין כמויות המגיבים והמוצרים המתבטאים בשומות.

במובן זה, המולקולה של N₂ ברמה המיקרוסקופית יש לו יחס טוחנת המתבטא ב 6.022 * 10²³ (שומה אחת) של מולקולות N₂.