Stökiometri är en gren av kemin som hänvisar till beräkningen av mängden reaktanter och produkter i kemiska reaktioner. Det är baserat på bevarande av massa där den totala massan av reaktanterna är lika med den totala massan av produkterna i en kemisk reaktion. Stökiometri tillåter kemister att förutsäga mängden ämnen som behövs eller produceras i en given reaktion.
Mullvad: Mullvaden är en grundläggande enhet inom kemi för att uttrycka mängder av ett kemiskt ämne. Det definieras som mängden av något ämne som innehåller lika många enheter (atomer, molekyler, joner, etc.) som det finns atomer i 12 gram rent kol-12.
Avogadros tal: Avogadros tal, \(6.022 \times 10^{23}\) , är antalet enheter i en mol av något ämne. Det representerar antalet atomer i 12 gram kol-12.
Molmassa: Molmassan av ett ämne är massan av en mol av det ämnet. Enheterna för molmassa är gram per mol (g/mol).
Kemiska ekvationer: Kemiska ekvationer ger en symbolisk representation av en kemisk reaktion, som visar reaktanterna och produkterna tillsammans med deras koefficienter, som representerar det relativa antalet mol av varje ämne som är involverat i reaktionen.
För att utföra stökiometriska beräkningar måste man först balansera den kemiska ekvationen för reaktionen. En balanserad ekvation överensstämmer med lagen om bevarande av massa och möjliggör direkt jämförelse av reaktanter och produkter när det gäller deras mol.
Exempel: Betrakta reaktionen där vätgas reagerar med syrgas för att producera vatten. Den balanserade kemiska ekvationen är: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Denna ekvation säger oss att 2 mol vätgas reagerar med 1 mol syrgas för att producera 2 mol vatten. Med hjälp av stökiometri kan vi beräkna mängden vatten som produceras från en given mängd väte eller syre, och vice versa.
Siffrorna framför de kemiska formlerna i en balanserad kemisk ekvation kallas stökiometriska koefficienter. De representerar förhållandet i vilket ämnen reagerar och bildas. Dessa koefficienter är väsentliga för stökiometriska beräkningar.
I en kemisk reaktion är den begränsande reaktanten den reaktant som först konsumeras helt, vilket begränsar mängden produkter som kan bildas. Överskottsreaktanten är den reaktant som finns kvar efter att reaktionen har slutförts.
Att bestämma den begränsande reaktanten är ett avgörande steg i stökiometriska beräkningar eftersom det definierar det maximala teoretiska utbytet av produkten.
Det teoretiska utbytet är den maximala mängd produkt som kan framställas från en given mängd reaktanter, förutsatt fullständig omvandling, beräknat genom stökiometri. Det faktiska utbytet är den mängd produkt som faktiskt produceras när den kemiska reaktionen utförs. Det procentuella utbytet är ett mått på effektiviteten av en reaktion, beräknat genom att dividera det faktiska utbytet med det teoretiska utbytet och multiplicera med 100.
Stökiometri är inte begränsad till teoretiska beräkningar. Den har praktiska tillämpningar inom många områden, såsom:
Stökiometri är ett grundläggande begrepp inom kemin som är väsentligt för att förstå kemiska reaktioner och göra exakta kvantitativa förutsägelser om mängden reaktanter och produkter som är inblandade. Den finner tillämpning inom olika områden, vilket gör den till ett avgörande verktyg för forskare och ingenjörer.
