ЗАКОНЫ СТЕХИОМЕТРИИ: ОПИСАНИЕ, ПРИМЕРЫ И УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2024

В законах стехиометрии описывают состав различных веществ, на основе соотношений (по массе) между каждым видом , участвующим в реакции.

Все существующее вещество образовано комбинацией в различных пропорциях различных химических элементов, составляющих периодическую таблицу. Эти союзы регулируются определенными законами комбинации, известными как законы стехиометрии или законы химии веса.

Эти принципы являются фундаментальной частью количественной химии, они необходимы для уравновешивания уравнений и таких важных операций, как определение реагентов, необходимых для проведения конкретной реакции, или расчет количества этих реагентов, необходимых для получения ожидаемого количества продуктов. ,

Четыре закона широко известны в области химической науки: закон сохранения массы, закон определенных пропорций, закон множественных пропорций и закон взаимных пропорций.

4 закона стехиометрии

Если вы хотите определить, как два элемента соединяются в результате химической реакции, необходимо принять во внимание четыре закона, описанные ниже.

Закон сохранения массы (или «закон сохранения материи»)

Он основан на том принципе, что материю нельзя создать или разрушить, то есть ее можно только преобразовать.

Это означает, что для адиабатической системы (где нет передачи массы или энергии от или к окружающей среде) количество присутствующего вещества должно оставаться постоянным во времени.

Например, при образовании воды из газообразного кислорода и водорода наблюдается одинаковое количество молей каждого элемента до и после реакции, поэтому общее количество вещества сохраняется.

2H ₂ (г) + O ₂ (г) → 2H ₂ O (л)

Упражнение:

В. - Покажите, что предыдущая реакция подчиняется закону сохранения массы.

A.- Во-первых, у нас есть молярные массы реагентов: H ₂ = 2 г, O ₂ = 32 г и H ₂ O = 18 г.

Затем добавьте массу каждого элемента с каждой стороны реакции (сбалансировано), в результате получится: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) г = 36 г на стороне реагента и 2H ₂ O = 36 г на стороне реагента. Сторона продуктов. Таким образом, было показано, что уравнение подчиняется указанному закону.

Закон определенных пропорций (или «Закон постоянных пропорций»)

Он основан на том факте, что каждое химическое вещество образуется из комбинации составляющих его элементов в определенных или фиксированных массовых отношениях, которые уникальны для каждого соединения.

Приведен пример воды, состав которой в чистом виде неизменно будет включать 1 моль O ₂ (32 г) и 2 моля H ₂ (4 г). Если применяется наибольший общий делитель, оказывается, что один моль H ₂ реагирует на каждые 8 ​​моль O ₂ или, что то же самое, они объединяются в соотношении 1: 8.

Упражнение:

В. У вас есть один моль соляной кислоты (HCl), и вы хотите знать, в каком процентном соотношении находится каждый из его компонентов.

А.- Известно, что союзное соотношение этих элементов у этого вида составляет 1: 1. А молярная масса соединения составляет около 36,45 г. Точно так же известно, что молярная масса хлора составляет 35,45 г, а водорода - 1 г.

Чтобы вычислить процентный состав каждого элемента, молярная масса элемента (умноженная на его количество молей в одном моль соединения) делится на массу соединения, и результат умножается на сто.

Таким образом:% H = x 100 = 2,74%

у% Cl = х 100 = 97,26%

Из этого следует, что независимо от того, откуда берется HCl, в чистом виде она всегда будет состоять из 2,74% водорода и 97,26% хлора.

Закон множественных пропорций

Согласно этому закону, если существует комбинация между двумя элементами для создания более чем одного соединения, тогда масса одного из элементов объединяется с неизменной массой другого, сохраняя связь, которая проявляется через маленькие целые числа.

В качестве примеров приведены диоксид углерода и монооксид углерода, которые представляют собой два вещества, состоящие из одних и тех же элементов, но в диоксиде они соотносятся как O / C = 2: 1 (для каждого атома C есть два O) и в диоксиде углерода. монооксида его соотношение составляет 1: 1.

Упражнение:

В. - Существует пять различных оксидов, которые можно стабильно получить путем объединения кислорода и азота (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ и N ₂ O ₅ ).

А.- Наблюдается, что содержание кислорода в каждом соединении увеличивается, и что при фиксированной пропорции азота (28 г) соотношение составляет 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) и 80 (16 × 5) г кислорода соответственно; то есть у нас есть простое соотношение из 1, 2, 3, 4 и 5 частей.

Закон взаимных пропорций (или «Закон эквивалентных пропорций»)

Он основан на соотношении пропорций, в которых элемент сочетается в разных соединениях с разными элементами.

Другими словами, если вид A присоединяется к виду B, но A также соединяется с C; Отсюда следует, что если элементы B и C объединяются, их отношение масс соответствует массам каждого из них, когда они объединяются, в частности, с фиксированной массой элемента A.

Упражнение:

В. Если у вас есть 12 г C и 64 г S для образования CS ₂ , у вас также есть 12 г C и 32 г O для производства CO ₂ и, наконец, 10 г S и 10 г O для производства SO ₂ . Как можно проиллюстрировать принцип эквивалентных пропорций?

A.- Соотношение масс серы и кислорода в сочетании с определенной массой углерода равно 64:32, то есть 2: 1. Так, соотношение серы и кислорода при прямом соединении составляет 10:10 или, что то же самое, 1: 1. Итак, эти два отношения являются простыми кратными для каждого вида.

Ссылки

1. Wikipedia. (SF). Стехиометрии. Восстановлено с en.wikipedia.org.
2. Чанг, Р. (2007). Химия, девятое издание (McGraw-Hill).
3. Янг, С.М., Вининг, В.Дж., Дэй, Р., и Ботч, Б. (2017). (Общая химия: сначала атомы. Получено с books.google.co.ve.
4. Сабадвари Ф. (2016). История аналитической химии: Международная серия монографий по аналитической химии. Восстановлено с books.google.co.ve.
5. Ханна, С.К., Верма, Н.К., и Капила, Б. (2006). Превосходство с объективными вопросами по химии. Восстановлено с books.google.co.ve.