Закони за стехиометрия: описание, примери и упражнения
Законите на стехиометрията описват състава на различните вещества, въз основа на връзките (в масата) между всеки вид, който се намесва в реакцията.
Цялата съществуваща материя се формира от комбинацията, в различни пропорции, на различните химически елементи, които съставят периодичната таблица. Тези съюзи се управляват от определени закони на комбинация, известни като "закони на стехиометрията" или "закони за тежестта на химията".
Тези принципи са съществена част от количествената химия, които са от съществено значение за балансиращите уравнения и за важни операции като определянето на необходимите реактиви за произвеждане на специфична реакция или изчисляване на това колко от тези реактиви са необходими за получаване на очакваното количество продукти.,
Те са широко известни в химическата област на науката "четирите закона": закон за запазване на масата, закон на дефинираните пропорции, закон на множествените пропорции и закон на реципрочните пропорции.
4-те закони на стехиометрията
Когато искате да определите начина, по който два елемента се комбинират чрез химична реакция, трябва да се вземат под внимание четирите закона, описани по-долу.
Закон за запазване на масата (или "Закон за опазване на материята")
Тя се основава на принципа, че материята не може да бъде създадена или унищожена, т.е. тя може да бъде трансформирана.
Това означава, че за адиабатна система (където няма пренос на маса или енергия от или към околността) количеството на наличното вещество трябва да остане постоянно през времето.
Например, при образуването на вода от газообразен кислород и водород се наблюдава, че има същото количество молове от всеки елемент преди и след реакцията, така че общото количество на веществото се запазва.
2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (1)
упражнение:
P. - Докажете, че предишната реакция съответства на закона за запазване на масата.
Първо, имаме моларните маси на реагентите: H 2 = 2 g, O 2 = 32 g и H 2 O = 18 g.
След това добавете масата на всеки елемент от всяка страна на реакцията (балансирана), в резултат на което: 2H 2 + O 2 = (4 + 32) g = 36 g от страната на реагентите и 2H 2 O = 36 g върху страничната част на продуктите. Това показва, че уравнението отговаря на гореспоменатия закон.
Закон от определените пропорции (или "Закон с постоянни пропорции")
Тя се основава на факта, че всяко химично вещество се формира от комбинацията от съставните му елементи в определени или фиксирани масови отношения, които са уникални за всяко съединение.
Примерът на водата е даден, чийто чист състав неизменно ще бъде 1 mol от О2 (32 g) и 2 мола Н2 (4 g). Ако се приложи най-големият общ делител, един мол от Н2 реагира за всеки 8 мола от О2 или, което е същото, се съчетава в съотношение 1: 8.
упражнение:
- Имате един мол солна киселина (HCl) и искате да знаете в какъв процент се намира всеки от компонентите му.
Известно е, че съотношението на свързване на тези елементи при този вид е 1: 1. А моларната маса на съединението е около 36.45 g. По същия начин е известно, че моларната маса на хлора е 35.45 g и водородът е 1 g.
За да се изчисли процентният състав на всеки елемент, разделят моларната маса на елемента (умножен по броя на моловете в един мол от съединението) между масата на съединението и този резултат се умножава със сто.
Така:% Н = [(1 х 1) g / 36.45 g] х 100 = 2.74%
и% Cl = [(1 х 35.45) g / 36.45 g] х 100 = 97.26%
От това се заключава, че независимо от това, откъде идва НС1, в чисто състояние, той винаги ще се състои от 2, 74% водород и 97, 26% хлор.
Закон с множество пропорции
Според този закон, ако има комбинация между два елемента за генериране на повече от едно съединение, тогава масата на един от елементите се свързва с неизменна маса на другата, запазвайки връзка, която се проявява чрез малки цели числа.
Въглероден диоксид и въглероден оксид са дадени като примери, които са две вещества, съставени от едни и същи елементи, но в диоксида те са свързани като O / C = 2: 1 (за всеки C атом има две от O) и в неговото съотношение е 1: 1.
упражнение:
Р. - Има пет различни оксиди, които могат да се получат стабилно чрез комбиниране на кислород и азот (N 2 O, NO, N 2 O 3, N 2 O 4 и N 2 O 5 ).
Отбелязано е, че кислородът във всяко съединение се увеличава и че при фиксирано съотношение на азот (28 g) има съотношение 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 х 4) и 80 (16 х 5) g кислород съответно; това е простото съотношение 1, 2, 3, 4 и 5 части.
Закон с реципрочни пропорции (или "Закон с равностойни пропорции")
Тя се основава на връзката между пропорциите, в които един елемент е комбиниран в различни съединения с различни елементи.
С други думи, ако вид А се присъединява към вид В, но А също се комбинира с С; необходимо е, ако елементите В и С са свързани, съотношението на масите съответства на масите, когато те са свързани по-специално с фиксирана маса на елемента А. \ t
упражнение:
Р. - Ако имате 12g от С и 64g от S за образуване на CS 2, вие също имате 12g от С и 32g от О, за да създадете СО2 и накрая 10g от S и 10g от O, за да произведе SO2. Как може да се илюстрира принципът на еквивалентните пропорции?
R. - Делът на масите на сяра и кислород в комбинация с определена маса въглерод е равен на 64:32, т.е. 2: 1. Тогава делът на сярата и кислорода е 10:10, когато се свързва директно или, което е същото, 1: 1. Така че двете отношения са прости кратни на всеки вид.
