Опис законів про стехіометрію, приклади та вправи

The закони стехіометрії описують склад різних речовин, заснованих на співвідношеннях (у масі) між кожним видом, що втручається в реакцію.

Вся наявна речовина утворена комбінацією, в різних пропорціях, різних хімічних елементів, що складають періодичну таблицю. Ці союзи регулюються певними законами поєднання, відомими як "закони стехіометрії" або "закони ваги хімії".

Ці принципи є невід'ємною частиною кількісної хімії, є істотними для балансування рівнянь і для важливих операцій, таких як визначення, які реагенти необхідні для отримання конкретної реакції або обчислення кількості цих реагентів, необхідних для отримання очікуваної кількості продуктів..

Вони широко відомі в хімічній галузі науки "чотири закони": закон збереження маси, закон визначених пропорцій, закон множинних пропорцій і закон взаємних пропорцій.

4 закони стехіометрії

Якщо потрібно визначити, яким чином два елементи об'єднуються в результаті хімічної реакції, необхідно враховувати чотири закони, описані нижче.

Закон збереження маси (або "Закон збереження речовини")

Вона заснована на принципі, що матерія не може бути створена або знищена, тобто вона може бути трансформована тільки.

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

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

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (l)

Вправа:

P.- Доведіть, що попередня реакція відповідає закону збереження маси.

R.- Спочатку ми маємо молярні маси реагентів: H₂= 2 г, O₂= 32 г і Н₂O = 18 g.

Потім додають масу кожного елемента з кожної сторони реакції (врівноважують), в результаті чого: 2H₂+O₂ = (4 + 32) г = 36 г на стороні реагентів і 2Н₂O = 36 г на стороні виробів. Це показало, що рівняння відповідає вищезазначеному закону.

Закон визначених пропорцій (або "Закон постійних пропорцій")

Вона ґрунтується на тому, що кожна хімічна речовина утворюється з поєднання її складових елементів у визначених або фіксованих масових відносинах, які є унікальними для кожного з'єднання.

Наведений приклад води, чистий чистий склад якого буде незмінно 1 моль O₂ (32g) і 2 молей Н₂ (4g) Якщо застосовується найвищий загальний дільник, один моль Н реагує₂ на кожні 8 молей O₂ або, що те ж саме, поєднують у співвідношенні 1: 8.

Вправа:

P.- У вас є один моль соляної кислоти (HCl), і ви хочете знати, який відсоток є кожним з його компонентів.

R.- Відомо, що коефіцієнт зв'язування цих елементів у цього виду становить 1: 1. А молярна маса сполуки становить близько 36,45 г. Так само відомо, що молярна маса хлору становить 35,45 г, а водню - 1 г.

Щоб розрахувати відсотковий склад кожного елемента, розділити молярну масу елемента (помножену на його кількість молей на один моль сполуки) між масою сполуки і помножити цей результат на сто.

Таким чином:% H = [(1 × 1) г / 36,45 г] x 100 = 2,74%

і% Cl = [(1 × 35.45) г / 36.45г] х 100 = 97.26%

З цього можна зробити висновок, що незалежно від того, звідки походить HCl, в чистому стані він завжди буде складатися з 2,74% водню і 97,26% хлору..

Закон декількох пропорцій

Згідно з цим законом, якщо існує поєднання двох елементів для формування більш ніж одного з'єднання, то маса одного з елементів з'єднує з незмінною масою іншої, зберігаючи зв'язок, що проявляється через малі цілі числа.

Вуглекислий газ і монооксид вуглецю наведені в якості прикладів, які є двома речовинами, що складаються з однакових елементів, але в діоксиді вони пов'язані як O / C = 2: 1 (для кожного атома C є два з O) і в Моноксид Ваші відносини 1: 1.

Вправа:

P.- Існує п'ять різних оксидів, які можуть бути стабільно похідними шляхом об'єднання кисню і азоту (N₂OR, NO, N₂O₃, N₂O₄ і N₂O₅).

R.- Спостерігається, що кисень у кожному з'єднанні збільшується, і що з фіксованою часткою азоту (28 г) є співвідношення 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 (16 × 4). ) і 80 (16 × 5) г кисню відповідно; тобто, ви маєте просте співвідношення 1, 2, 3, 4 і 5 частин.

Закон взаємних пропорцій (або "Закон еквівалентних пропорцій")

Вона заснована на співвідношенні між пропорціями, в яких елемент об'єднаний в різні сполуки з різними елементами.

Іншими словами, якщо вид A приєднується до виду B, але A також поєднується з C; необхідно, щоб, якщо елементи B і C з'єднані, масове співвідношення їх відповідає масам, кожен з яких приєднаний, зокрема, з фіксованою масою елемента A.

Вправа:

P.- Якщо у вас є 12г C і 64g S, щоб сформувати CS₂, також мають 12г C і 32g O для отримання CO₂ і, нарешті, 10 г S і 10 г O для отримання SO₂. Як можна проілюструвати принцип еквівалентних пропорцій??

R.- Частка мас сірки і кисню в поєднанні з певною масою вуглецю дорівнює 64:32, тобто 2: 1. Потім частка сірки і кисню дорівнює 10:10 при безпосередньому приєднанні або, що є однаковим, 1: 1. Таким чином, два відносини є простими кратними для кожного виду.

Список літератури

1. Вікіпедія. (s.f.). Стехіометрія Отримано з en.wikipedia.org.
2. Chang, R. (2007). Хімія, дев'яте видання (McGraw-Hill).
3. Young, S.M., Vining, W.J., Day, R., і Botch, B. (2017). (Загальна хімія: Атоми перший. Отримано з books.google.co.ve.
4. Szabadváry, F. (2016). Історія аналітичної хімії: Міжнародна серія монографій в аналітичній хімії. Отримано з books.google.co.ve.
5. Khanna, S.K., Verma, N.K., і Kapila, B. (2006). Excel з об'єктивними питаннями в хімії. Отримано з books.google.co.ve.