Stokiyometri Prensibi Örneği

stokiyometri prensibi Her kimyasal tepkimede, aralarında bir denge olduğunu ortaya koyan kimyasal ilkedir. reaksiyona giren moleküllerdeki atom sayısı ve reaksiyona giren moleküllerdeki atom sayısı üretmek.

Bu ilke, her birinde aynı sayıda atom olduğunu belirten maddenin korunumu yasasına dayanır. Reaktif maddelerdeki element, farklı şekillerde bir araya gelse de reaksiyon ürünlerinde korunacaktır.

Bir kimyasal reaksiyon meydana geldiğinde, reaksiyona giren bileşiklerin (reaktanlar) moleküllerini oluşturan bağlar kırılır ve değiştirilir, bir veya daha fazla maddeye yol açar. Moleküller değiştirilmiş ve artık aynı olmasalar da, onları oluşturan atomlar bir araya gelirler. farklıdır, ancak toplam atom sayısı korunur, bu nedenle önce ve sonra aynı olmalıdır. reaksiyon.

Örneğin aşağıdaki kimyasal reaksiyonda:

HCl + NaOH -> NaCl + H₂VEYA

Stokiyometrik ilkeye göre, denklemin her iki tarafında aynı sayıda atom olmalıdır. Gördüğümüz denklem için görelim:

HCl + NaOH	-->	NaCl + H2VEYA
hidrojen = 2 Sodyum = 1 Klor = 1 Oksijen = 1	= = = =	hidrojen = 2 Sodyum = 1 Klor = 1 Oksijen = 1

stokiyometrik hesaplamalar

Stokiyometrik hesaplamalar, pratik uygulamalarının yanı sıra denklemlerde stokiyometrik ilkenin yerine getirildiğini doğruladığımız işlemlerdir.

Sodyum klorür ve su üretmek için hidroklorik asit ve sodyum hidroksit kombinasyonunun önceki örneğinde, bir atom sayısına göre stokiyometrik hesaplama.

Başka bir kontrol yöntemi, atomik kütle birimleri ile stokiyometrik hesaplama, Birleştirilen elementlerin atom kütlelerinin toplamına göre hesaplamanın yapıldığı.

Bu hesaplama mutlak kütleler veya yuvarlama yoluyla yapılabilir. Yukarıdaki örnekte:

Mutlak Kütle ile iki ondalık basamağa göre hesaplama:

HCl + NaOH -> NaCl + H₂ VEYA

(1.00 + 35.45) + (22.98 + 15.99 + 1.00) --> (22.98 + 35.45) + (2.00 + 15.99)

(36.45) + (39.97) --> (58.43) + (17.99)

76.42 --> 76.42

Atomik kütle yuvarlama hesabı:

HCl + NaOH -> NaCl + H₂ VEYA

(1 + 35) + (23 + 16 + 1) --> (23 + 35) + (2 + 16)

(36) + (40) --> (58) + (18)

76 --> 76

Stokiyometrik denklemlerin uygulamaları

Stokiyometrik denklemlerin kullanımlarından biri, dengeleme denklemleriRedox veya deneme yanılma yöntemleriyle yapılabilir, çünkü her iki durumda da Amaç, reaktanlarda ve reaktantlarda her bir elementin aynı sayıda atomunun olup olmadığını kontrol etmektir. Ürün:% s.

Aşağıdaki örnekte demir triklorürümüz var:

Fe + Cl2 = FeCl3

Fe + Cl2	-->	FeCl3
Demir = 1 Klor = 2	= ~	Demir = 1 Klor = 3

Bu durumda reaktif moleküllerin formüllerini biliyoruz: Demir (Fe) ve Klor (Cl)₂) ve ürünü: demir triklorür (FeCl3₃) ve gördüğümüz gibi, her iki denklemde de klor atomlarının sayısı aynı değildir.

Stokiyometrik prensibi yerine getirmek için, reaksiyon ve üründe yer alan toplam atom sayısını aynı olacak şekilde bulmalıyız.

Bunu yapmak için denklem dengeleme yöntemlerinden birini (Redox, deneme yanılma) kullanıyoruz. Bu örnekte deneme yanılma yöntemini kullanacağız.

2 ve 3'ün en küçük ortak katı 6'dır. Denklemin her iki tarafında 6 klor atomu olacak şekilde çarparsak, aşağıdakileri elde ederiz:

Fe + 3Cl2	-->	2FeCl3
Demir = 1 Klor = 6	~ =	Demir = 2 Klor = 6

Klor atomlarını zaten dengeledik, ancak şimdi bir demir atomu eksik. Anlayabileceğimiz gibi, eksik atom tepken tarafındadır. O zaman sahip olacağız:

2Fe + 3Cl2	-->	2FeCl3
Demir = 2 Klor = 6	= =	Demir = 2 Klor = 6

Gördüğümüz gibi, reaktanlarda zaten 3 molekülde bulunan 6 klor atomumuz ve her ürün molekülünde üç atomlu gruplar halinde dağılmış 6 atomumuz var. Şimdi üründe aynı sayıda demir atomu elde etmek için reaktanlarda iki demir molekülüne ihtiyacımız olduğunu görüyoruz. Denklemi dengeledik.

Stokiyometrik denklemlerin bir başka kullanımı, her ikisini de önlemek için reaktanların hesaplanmasıdır. bir asidi nötralize etmek için madde miktarının hesaplanması gibi maddelerden herhangi birinin israfı veya baz.

Bu, molar hesaplama ile elde edilir: Bir molekülü oluşturan atomların her birinin atom kütlelerinin toplamı, sonuç olarak molar kütlesini verir. Örneğin:

Formülü H olan borik asidin (trioksoborik asit) molar kütlesini ararsak:₃BÖ₃, önce periyodik tabloyu kullanarak bileşenlerinin her birinin moleküler kütlelerini hesaplıyoruz:

H₃ = (3)(1.00) = 3.00

B = (1) (10.81) = 10.81

VEYA₃ = (3)(15.99) = 47.94

Molar kütle = 61.78

Bu, 1 mol borik asidin 61.78 grama eşit olduğu anlamına gelir.

Her bir bileşiğin mollerinin hesaplanması, her ikisi de reaktif maddelerin tam miktarını hesaplamamıza yardımcı olacaktır. Böylece reaksiyon sırasında fazla veya ihtiyaç duyulmaması, ayrıca belirli bir miktarda ürün elde edilmesinin ne kadar hesaplanacağını hesaplar.

Misal:

Önceki Demir Klorür örneğimizi kullanırsak ve ne kadar klor olduğunu bilmek istersek 100 gram demir ile birleştirmek ve ne kadar demir triklorür olduğunu bilmek üretecek.

Reaksiyonu ifade eden denklem aşağıdaki gibidir:

2Fe + 3Cl₂ -> 2FeCl₃

Şimdi atom kütlelerini yuvarlayarak molar hesaplamayı yapıyoruz:

Fe = 56

Cl₂ = 70

FeCl₃ = 161

Şimdiye kadar her maddenin 1 mol değerine sahibiz. Şimdi reaktif ve ürün moleküllerinin sayısını gösteren sayıya da denildiğini görüyoruz. stokiyometrik katsayı, ve bize o maddenin kaç molünün etkileştiğini söyler. Katsayının 1 olması durumunda yazılmaz.

Yani sahip olacağımız değerleri değiştirirsek:

2Fe = 2 (56) = 112

3Cl₂ = 3(70) = 210

2FeCl₃ = 2(161) = 322

Klor kütlesini hesaplamak için üç kuralı uygularız:

100/112 = x / 210

21000/112=187.5

Yani demirle tam olarak reaksiyona girmek için 187.5 gram klor gerekir.

Şimdi ortaya çıkan ürünü hesaplamak için 3 kuralını uyguluyoruz:

100/112 = x / 322

32200/112=287.5

Böylece 287.5 gram demir triklorür üretilecek.

İlişki ile elde edilen gramları toplarsak, sonuç olarak şunu elde ederiz:

100 + 187.5 = 287.5

Bununla miktarların doğru olup olmadığını kontrol ediyoruz.

stokiyometrik gösterim

Bileşiklerin adlarını ve bileşimlerini ifade ederken belirsizlikleri ve karışıklığı önlemek için, inorganik bileşiklerin farklı kimyasal gösterim türlerinde, IUPAC (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği), ağırlıklı olarak akademik ve araştırma alanlarında kullanılan stokiyometrik gösterimin kullanımını teşvik etmiştir. soneklerin veya Romen rakamlarının kullanımının, elementi oluşturan her bir elementin atom sayısını gösteren Yunan sayısal öneklerinin kullanılmasıyla değiştirildiği moleküller. Birim atomlar için önek atlanır.

Stokiyometrik gösterimde, önce elektropozitif element veya iyondan, ardından elektronegatif olandan bahsedilir.

Formül Eski Gösterim Stokiyometrik Gösterim

FeO Demir oksit, Demir oksit Demir oksit

inanç₂VEYA₃: Demir oksit, Demir III oksit Di-demir trioksit

inanç₃VEYA₄: Demir oksit IV Tri-demir tetraoksit

Stokiyometrik ilkenin uygulama örnekleri

örnek 1: Aşağıdaki denklemi dengeleyin:

HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

Oksit indirgeme yönteminin (REDOX) uygulanması:

HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(+1-1)+(+4-4) --> (+2-2) + (+4-4)+ (-0)

Gördüğümüz gibi manganez +4'ten +2'ye düşürüldü.

İndirgenmiş olan manganez hariç her bir element için değerleri incelersek aşağıdaki değerleri görürüz.

Element reaktif ürünler

Hidrojen +1 +4

Klor -1 -4

Oksijen -4 -4

Yani şimdi sayıları denklemin her iki tarafında da aynı değerlere sahip olacak şekilde dengelemeliyiz. Klor ve Hidrojen aynı molekülde olduğundan, bu değerleri dengelemek için 4 molekül hidroklorik asit gerektiği anlamına gelir:

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(+4-4)+(+4-4) --> (+2-2) + (+4-4)+ (-0)

Örnek 2: Yukarıdaki denklemde:

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

80 gram manganez diklorür üretmek için kaç gram manganez dioksit gerektiğini hesaplayın.

İlk önce her molekülün molar ağırlığını hesaplıyoruz (tam sayılarla yuvarlayacağız):

HCl = 1 + 35 = 36 X 4 = 144

MnO₂ = 55 + 16 + 16 = 87

MnCl₂ = 55 + 35 + 35 = 125

H₂O = 1 + 1 + 16 = 18 X 2 = 36

Cl₂ = 35 + 35 = 70

Üç kuralı uyguluyoruz:

x / 87 = 80/125 = 6960/125 = 55.58

Yani 55.58 gram magnezyum dioksite ihtiyacınız olacak.

Örnek 3: Yukarıdaki denklemde:

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

80 gram manganez diklorür üretmek için kaç gram hidroklorik asit gerektiğini hesaplayın.

Değerleri zaten bildiğimiz için üç kuralı uygularız:

x / 144 = 80/125 = 11520/125 = 92.16

92.16 gram hidroklorik asit alacaktır.

Örnek 4: Aynı denklemde:

4HCl + MnO₂ -> MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

125 gram manganez diklorür üreterek kaç gram su üretildiğini hesaplayın.

Değerleri değiştiririz ve üç kuralı uygularız:

x / 36 = 125/125 = 4500/125 = 36

36 gram su üretilecek.