Stokiyometri, kimyasal reaksiyonlarda reaktanların ve ürünlerin miktarlarının hesaplanmasını ifade eden bir kimya dalıdır. Bir kimyasal reaksiyonda reaktanların toplam kütlesinin ürünlerin toplam kütlesine eşit olduğu kütlenin korunumuna dayanır. Stokiyometri, kimyagerlerin belirli bir reaksiyonda ihtiyaç duyulan veya üretilen madde miktarlarını tahmin etmelerine olanak tanır.
Moller: Köstebek, kimyada bir kimyasal maddenin miktarlarını ifade etmek için temel bir birimdir. 12 gram saf karbon-12'deki atom sayısı kadar varlık (atom, molekül, iyon vb.) içeren herhangi bir maddenin miktarı olarak tanımlanır.
Avogadro Sayısı: Avogadro sayısı, \(6.022 \times 10^{23}\) herhangi bir maddenin bir molündeki birim sayısıdır. 12 gram karbon-12'deki atom sayısını temsil eder.
Molar Kütle: Bir maddenin molar kütlesi, o maddenin bir molünün kütlesidir. Molar kütle birimi mol başına gramdır (g/mol).
Kimyasal Denklemler: Kimyasal denklemler, kimyasal reaksiyonun sembolik bir temsilini sağlar; reaktanları ve ürünleri, reaksiyona dahil olan her maddenin göreceli mol sayısını temsil eden katsayılarıyla birlikte gösterir.
Stokiyometrik hesaplamalar yapmak için öncelikle reaksiyonun kimyasal denkleminin dengelenmesi gerekir. Dengeli bir denklem, kütlenin korunumu yasasına uygundur ve reaktanların ve ürünlerin mol cinsinden doğrudan karşılaştırılmasına olanak tanır.
Örnek: Hidrojen gazının oksijen gazı ile reaksiyona girerek su ürettiği reaksiyonu düşünün. Dengeli kimyasal denklem şu şekildedir: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Bu denklem bize 2 mol hidrojen gazının 1 mol oksijen gazı ile reaksiyona girerek 2 mol su ürettiğini söyler. Stokiyometriyi kullanarak, belirli miktarda hidrojen veya oksijenden üretilen su miktarını veya bunun tersini hesaplayabiliriz.
Dengeli bir kimyasal denklemde kimyasal formüllerin önündeki sayılara stokiyometrik katsayılar denir. Maddelerin reaksiyona girdiği ve oluştuğu oranı temsil ederler. Bu katsayılar stokiyometrik hesaplamalar için gereklidir.
Kimyasal bir reaksiyonda sınırlayıcı reaktan , ilk önce tamamen tüketilen ve oluşabilen ürün miktarını sınırlayan reaktandır. Reaktan fazlası, reaksiyon tamamlandıktan sonra kalan reaktandır.
Sınırlayıcı reaktantın belirlenmesi, ürünün maksimum teorik verimini tanımladığı için stokiyometrik hesaplamalarda çok önemli bir adımdır.
Teorik verim, stokiyometri yoluyla hesaplandığı üzere, tam dönüşümün varsayıldığı varsayımıyla, belirli miktarda reaktandan üretilebilecek maksimum ürün miktarıdır. Gerçek verim, kimyasal reaksiyon gerçekleştirildiğinde gerçekte üretilen ürün miktarıdır. Yüzde verim , gerçek verimi teorik verime bölüp 100 ile çarparak hesaplanan bir reaksiyonun verimliliğinin bir ölçüsüdür.
Stokiyometri teorik hesaplamalarla sınırlı değildir. Birçok alanda pratik uygulamaları vardır:
Stokiyometri, kimyada kimyasal reaksiyonları anlamak ve ilgili reaktanların ve ürünlerin miktarları hakkında kesin niceliksel tahminler yapmak için gerekli olan temel bir kavramdır. Çeşitli alanlarda uygulama alanı bulması onu bilim adamları ve mühendisler için çok önemli bir araç haline getiriyor.
