Стехиометрия – количественные соотношения между вступающими в реакцию веществами.
Если реагенты вступают в химическое взаимодействие в строго определенных количествах, а в результате реакции образуются вещества, количество которых можно расчитать, то такие реакции называются стехиометрическими.
Законы стехиометрии:
- закон сохранения массы;
- закон постоянства состава;
- закон кратных отношений;
- закон объёмных отношений (закон Гей-Люссака);
- закон Авогадро;
- закон эквивалентов;
Коэффициенты в химических уравнениях перед формулами химических соединений называются стехиометрическими.
Все расчёты по химическим уравнениям основаны на использовании стехиометрических коэффициентов и связаны с нахождением количеств вещества (чисел молей).
Количество вещества в уравнении реакции (число молей) = коэффициенту перед соответствующей молекулой.
Моль – это такое количество вещества, в котором содержится определённое число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро:
NA=6,02×1023 моль-1.
Выход реакции η – отношение реальной массы продукта mp к теоретически возможной mт, выраженное в долях единицы или в процентах.
Если в условии выход продуктов реакции не указан, то в расчетах его принимают равным 100% (количественный выход).
Схема расчёта по уравнениям химических реакций:
- Составить уравнение химической реакции.
- Над химическими формулами веществ написать известные и неизвестные величины с единицами измерения.
- Под химическими формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
- Составить и решить пропорцию.
Пример. Вычислить массу и количество вещества оксида магния, образовавшегося при полном сгорании 24 г магния.
Дано: m(Mg) = 24 г Найти: ν(MgO) m(MgO) |
Решение: 1. Составим уравнение химической реакции: 2Mg + O2 = 2MgO. 2. Под формулами веществ укажем количество вещества (число молей), которое соответствует стехиометрическим коэффициентам: 2Mg + O2 = 2MgO 2 моль 2 моль 3. Определим молярную массу магния: Относительная атомная масса магния Ar(Mg) = 24. Т.к. значение молярной массы равно относительной атомной или молекулярной массе, то M(Mg) = 24 г/моль. 4. По массе вещества, заданной в условии, вычислим количество вещества: 5. Над химической формулой оксида магния MgO, масса которого неизвестна, ставим x моль, над формулой магния Mg пишем его молярную массу: 1 моль x моль 2Mg + O2 = 2MgO 2 моль 2 моль 6. Составим пропорцию: По правилам решения пропорции: Количество оксида магния ν(MgO) = 1 моль. 7. Вычислим молярную массу оксида магния: М(Mg) =24 г/моль, М(О) =16 г/моль. M(MgO) = 24 + 16 = 40 г/моль. Рассчитываем массу оксида магния: m(MgO) = ν(MgO)×M(MgO) = 1 моль×40 г/моль = 40 г. Ответ: ν(MgO) = 1 моль; m(MgO) = 40 г. |