Statul de stoichiometrie descrie, exemple și exerciții



stoichiometrie legi descrie compoziția diferitelor substanțe, pe baza relațiilor (în masă) dintre fiecare specie care intervine în reacție.

Toată materia existentă este formată din combinarea, în diferite proporții, a diferitelor elemente chimice care alcătuiesc tabelul periodic. Aceste uniuni sunt guvernate de anumite legi ale combinației cunoscute sub numele de "legile stoichiometriei" sau "legile de greutate ale chimiei".

Aceste principii sunt o parte esențială a chimică cantitativă, fiind esențială pentru ecuațiile de echilibrare și la fel de importante ca și determinarea care reactivii operații necesare pentru a produce o reacție specifică sau calcula cât de mult din acești reactivi sunt necesare pentru a obține valoarea așteptată a produselor .

Acestea sunt cunoscute în domeniul chimic al științei "cele patru legi": legea conservării masei, legea proporțiilor definite, legea proporțiilor multiple și legea proporțiilor reciproce.

Cele 4 legi ale stoichiometriei

Când se dorește determinarea modului în care două elemente sunt combinate printr-o reacție chimică, trebuie luate în considerare cele patru legi descrise mai jos.

Legea conservării masei (sau "Legea conservării materiei")

Se bazează pe principiul că materia nu poate fi creată sau distrusă, adică poate fi transformată.

Aceasta înseamnă că pentru un sistem adiabatic (acolo unde nu există transfer de masă sau energie din sau în împrejurimi) cantitatea de materie prezentă trebuie să rămână constantă în timp.

De exemplu, în formarea apei din gazele de oxigen și hidrogen, se observă că aceeași cantitate de moli de fiecare element înainte și după reacție, astfel încât cantitatea totală de material este reținut.

2H2(g) + O2(g) 2H2O (l)

exercițiu:

Q- Arătați că reacția precedentă respectă legea conservării masei.

R.- Mai întâi, avem masele moleculare ale reactanților: H2= 2 g, O2= 32 g și H2O = 18 g.

Apoi, se adaugă masa fiecărui element pe fiecare parte a reacției (echilibrat), rezultând: 2H2+ O2 = (4 + 32) g = 36 g pe partea reactantului și 2H2O = 36 g pe partea produselor. Acest lucru a arătat că ecuația respectă legea menționată mai sus.

Legea proporțiilor definite (sau "Legea proporțiilor constante")

Se bazează pe faptul că fiecare substanță chimică este formată din combinația elementelor sale componente în relații de masă definite sau fixe, care sunt unice pentru fiecare compus.

Se dă exemplul de apă, a cărui compoziție în stare pură va fi invariabil 1 mol de O2 (32 g) și 2 moli de H2 (4g). Dacă se aplică divizorul comun maxim, se constată că o mol de H reacționează2 pentru fiecare 8 moli de O2 sau, care este același, se combină în raport 1: 8.

exercițiu:

Q- Aveți un mol de acid clorhidric (HCl) și doriți să aflați în ce procent se află fiecare dintre componentele sale.

R.- Se știe că raportul de legare a acestor elemente la această specie este 1: 1. Și masa molară a compusului este de aproximativ 36,45 g. În același mod, se cunoaște că masa molară a clorului este de 35,45 g, iar cea a hidrogenului este de 1 g.

Pentru a calcula compoziția procentuală a fiecărui element de masă molară elementului (înmulțit cu numărul de moli pe un mol de compus) între masa compusului este divizat, iar acest rezultat se înmulțește cu o sută.

Astfel:% H = [(1 x 1) g / 36,45 g] x 100 = 2,74%

și% CI = [(1 x 35,45) g / 36,45 g] x 100 = 97,26%

Din aceasta se deduce că, indiferent de proveniența HCl, în starea sa pură se va forma întotdeauna cu 2,74% hidrogen și 97,26% clor.

Legea cu proporții multiple

Conform acestei legi, în cazul dat o combinație de două elemente pentru a genera mai mult de un compus, apoi masa unuia dintre elementele este asociat la o masă invariabilă a celuilalt, menținerea unei relații se reflectă prin numere întregi mici.

Ele sunt exemplificate dioxidul și monoxid de carbon, care sunt două substanțe compuse din aceleași elemente, dar dioxidul sunt legate ca O / C = 2: 1 (pentru fiecare atom de C doi O) și monoxid, raportul său este de 1: 1.

exercițiu:

Q- Există cinci oxizi diferiți care pot fi stabiliți prin combinarea oxigenului și azotului (N2OR, NU, N2O3, N2O4 și N2O5).

R.- Se remarcă faptul că oxigenul din fiecare compus este în creștere, și cu o proporție fixă ​​de azot (28 g) au un 16, 32 (16 x 2), 48 (16 x 3), 64 (16 x 4 ) și respectiv 80 (16 × 5) g de oxigen; care este, există un raport simplu de 1, 2, 3, 4 și 5 părți.

Legea proporțiilor reciproce (sau "Legea proporțiilor echivalente")

Se bazează pe relația dintre proporțiile în care un element este combinat în diferiți compuși cu elemente diferite.

Cu alte cuvinte, dacă o specie A se alătură unei specii B, dar A se combină și cu C; este necesar ca, în cazul în care elementele B și C sunt îmbinate, raportul de masă dintre acestea corespunde masei fiecare atunci când acestea sunt unite în special cu o masă fixă ​​a elementului A.

exercițiu:

Q- Dacă aveți 12g de C și 64g de S pentru a forma CS2au de asemenea 12g de C și 32g de O pentru a proveni din CO2 și în final 10 g de S și 10 g de O pentru a produce SO2. Cum poate fi ilustrat principiul proporțiilor echivalente?

R.- Proporția masei de sulf și oxigen în combinație cu o masă definită de carbon este egală cu 64:32, adică 2: 1. Apoi, proporția de sulf și oxigen este 10:10 atunci când se unește direct sau, care este același, 1: 1. Deci cele două relații sunt simple multipli ale fiecărei specii.

referințe

  1. Wikipedia. (N.d.). Stoichiometria. Adus de la en.wikipedia.org.
  2. Chang, R. (2007). Chemistry, ediția a IX-a (McGraw-Hill).
  3. Young, S.M., Vining, W.J., Day, R. și Botch, B. (2017). (Chimia generală: Atomul primului.) Obținut de la books.google.co.ve.
  4. Szabadváry, F. (2016). Istoria chimiei analitice: seria internațională de monografii în chimia analitică. Descărcat de la books.google.co.ve.
  5. Khanna, S.K., Verma, N.K. și Kapila, B. (2006). Excel cu întrebări obiective în chimie. Descărcat de la books.google.co.ve.