ЗАКОНИ СТЕХІОМЕТРІЇ: ОПИС, ПРИКЛАДИ ТА ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

У законах стехиометрии описують склад різних речовин, на основі співвідношень (по масі) між кожним видом , які беруть участь в реакції.

Вся існуюча речовина формується шляхом поєднання в різних пропорціях різних хімічних елементів, що складають періодичну таблицю. Ці спілки регулюються певними законами поєднання, відомими як закони стехіометрії або вагові закони хімії.

Ці принципи є основоположною частиною кількісної хімії, вони є необхідними для збалансування рівнянь і для операцій, важливих як визначення того, які реагенти потрібні для отримання конкретної реакції або обчислення кількості цих реагентів, необхідних для отримання очікуваної кількості продуктів. .

У хімічній галузі науки широко відомі чотири закони: закон збереження маси, закон визначених пропорцій, закон множинних пропорцій та закон зворотних пропорцій.

4 закони стехіометрії

Коли ви хочете визначити, як два елементи поєднуються в результаті хімічної реакції, слід враховувати чотири закони, описані нижче.

Закон збереження маси (або "Закон збереження матерії")

Він заснований на принципі, що матерія не може бути створена або знищена, тобто вона може лише трансформуватися.

Це означає, що для адіабатичної системи (де немає передачі маси або енергії з навколишнього середовища або в навколишнє середовище) кількість присутньої речовини повинна залишатися постійною з часом.

Наприклад, при утворенні води з газоподібного кисню і водню спостерігається однакова кількість молей кожного елемента до і після реакції, тому загальна кількість речовини зберігається.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

Вправа:

Q.- Покажіть, що попередня реакція відповідає закону збереження маси.

А.- Спочатку маємо молярні маси реагентів: Н ₂ = 2 г, О ₂ = 32 г і Н ₂ О = 18 г.

Потім додають масу кожного елемента з кожної сторони реакції (збалансовану), в результаті чого: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 г на стороні реагенту і 2H ₂ O = 36 г на сторона продуктів. Таким чином було показано, що рівняння відповідає згаданому закону.

Закон визначених пропорцій (або «Закон постійних пропорцій»)

Він заснований на тому, що кожна хімічна речовина утворюється із поєднання складових її елементів у визначених або фіксованих масових співвідношеннях, які є унікальними для кожної сполуки.

Наведено приклад води, склад якої в чистому стані незмінно буде становити 1 моль O ₂ (32g) та 2 молі H ₂ (4g). Якщо застосовано найбільший спільний дільник, то встановлено, що один моль H ₂ реагує на кожні 8 молей O ₂ або, що однаково, вони поєднуються у співвідношенні 1: 8.

Вправа:

З. - У вас є один моль соляної кислоти (HCl), і ви хочете знати, який відсоток містить кожен її компонент.

А.- Відомо, що відношення цих елементів у цього виду становить 1: 1. А молярна маса сполуки становить приблизно 36,45 р. Так само відомо, що молярна маса хлору становить 35,45 г, а маса водню - 1 г.

Для обчислення відсоткового складу кожного елемента молярна маса елемента (помножена на його кількість молей на один моль сполуки) ділиться на масу сполуки і цей результат помножується на сто.

Таким чином:% H = x 100 = 2,74%

y% Cl = x 100 = 97,26%

З цього випливає, що незалежно від того, звідки походить HCl, у чистому стані вона завжди буде складатися з 2,74% водню та 97,26% хлору.

Закон множинних пропорцій

Відповідно до цього закону, якщо між двома елементами є комбінація, щоб генерувати більше однієї сполуки, то маса одного з елементів поєднується з незмінною масою іншого, зберігаючи зв’язок, що виявляється через малі цілі числа.

Двоокис вуглецю та оксид вуглецю наведено в якості прикладів, які є двома речовинами, складеними з одних і тих же елементів, але в діоксиді вони пов'язані як O / C = 2: 1 (на кожен атом C є два O's) і в монооксид його співвідношення становить 1: 1.

Вправа:

З. - Існує п'ять різних оксидів, які можна отримати стабільним способом, комбінуючи кисень та азот (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ та N ₂ O ₅ ).

А.- Спостерігається, що кисень у кожній сполуці збільшується і що при фіксованій пропорції азоту (28 г) існує співвідношення 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) і 80 (16 × 5) г кисню відповідно; тобто маємо просте співвідношення 1, 2, 3, 4 і 5 частин.

Закон зворотних пропорцій (або "Закон еквівалентних пропорцій")

Він заснований на співвідношенні між пропорціями, в яких елемент поєднується в різних сполуках з різними елементами.

Іншими словами, якщо вид A приєднується до виду B, але A також поєднується з C; Звідси випливає, що якщо елементи В і С об'єднаються, їх масове відношення відповідає масам кожного з них, коли вони об'єднуються, зокрема, з фіксованою масою елемента А.

Вправа:

З. - Якщо у вас є 12 г C і 64 г S для утворення CS ₂ , у вас також є 12 г C і 32 г O для отримання CO ₂ і, нарешті, 10 г S і 10 г O для отримання SO ₂ . Як можна проілюструвати принцип еквівалентних пропорцій?

А.- Частка мас сірки та кисню в поєднанні з визначеною масою вуглецю дорівнює 64:32, тобто 2: 1. Отже, співвідношення сірки та кисню дорівнює 10:10 при приєднанні безпосередньо або, що те саме, 1: 1. Отже, два відношення є простими кратними для кожного виду.

Список літератури

1. Вікіпедія. (sf). Стехіометрія. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
2. Чанг, Р. (2007). Хімія, дев'яте видання (McGraw-Hill).
3. Young, SM, Vining, WJ, Day, R., and Botch, B. (2017). (Загальна хімія: Перші атоми. Відновлено з books.google.co.ve.
4. Сабадвари, Ф. (2016). Історія аналітичної хімії: Міжнародна серія монографій з аналітичної хімії. Відновлено з books.google.co.ve.
5. Khanna, SK, Verma, NK та Kapila, B. (2006). Excel з об'єктивними питаннями з хімії. Відновлено з books.google.co.ve.