Stoichiometry သည် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုတွင် ဓာတ်ပြုခြင်းနှင့် ထုတ်ကုန်များကြား ပမာဏဆိုင်ရာ ဆက်နွယ်မှုကို ဖြေရှင်းပေးသည့် ဓာတုဗေဒဌာနခွဲတစ်ခုဖြစ်သည်။ stoichiometry ကို သိရှိခြင်းဖြင့် ဓာတုဗေဒပညာရှင်များသည် ဓာတ်ခွဲခန်းအလုပ်နှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများအတွက် အလွန်အရေးပါသော တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုတွင် စားသုံးပြီး ထုတ်လုပ်သည့် သတ္တုပမာဏကို ဆုံးဖြတ်နိုင်စေပါသည်။
stoichiometry တွင်၊ ဓာတုညီမျှခြင်းသည် ဓာတုတုံ့ပြန်မှုတစ်ခုအတွက် စာရွက်တစ်ခုပေးသည်။ ၎င်းသည် မည်သည့် reactants များ ပေါင်းစပ်ပြီး မည်သည့် ထုတ်ကုန်များ ဖွဲ့စည်းသည်ကို ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ ပမာဏနှင့်အတူ ပြသသည်။ မီသိန်းလောင်ကျွမ်းခြင်းအတွက် ညီမျှခြင်းကို သုံးသပ်ကြည့်ပါ-
\( \textrm{CH}_4 + 2\textrm{အို}_2 \rightarrow \textrm{CO}_2 + 2\textrm{ဇ}_2\textrm{အို} \)မီသိန်း မော်လီကျူးတစ်ခု ( \(\textrm{CH}_4\) ) သည် အောက်ဆီဂျင် မော်လီကျူး နှစ်ခု ( \(2\textrm{အို}_2\) ) နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် မော်လီကျူး တစ်ခု ကို ထုတ်လုပ်ရန် ( \(\textrm{CO}_2\) ) နှင့် ရေမော်လီကျူး နှစ်ခု ( \(2\textrm{ဇ}_2\textrm{အို}\) )။
မှဲ့သည် ဓာတုဗေဒပစ္စည်း ပမာဏကို ဖော်ပြရန်အတွက် အသုံးပြုသည့် ယူနစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ မှဲ့တစ်လုံးတွင် ဓာတ်၏ \(6.022 \times 10^{23}\) အမှုန်များ (Avogadro's number) အတိအကျပါရှိသည်။ မှဲ့အယူအဆကို အသုံးပြု၍ ဓာတုဗေဒပညာရှင်များသည် ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုတွင် ပါဝင်သော အမှုန်များ သို့မဟုတ် မှဲ့အရေအတွက်နှင့် ဒြပ်ထုဒြပ်ထုထုထည်ကို ဆက်စပ်ပေးနိုင်သည်။
ဓာတုညီမျှခြင်းတစ်ခုရှိ ဓာတုဗေဒဖော်မြူလာများ၏ ရှေ့ဂဏန်းများကို stoichiometric coefficients ဟုခေါ်သည်။ ၎င်းတို့သည် ဓာတ်ပြုနိုင်သော အချိုးအစားများနှင့် ထုတ်ကုန်များဖွဲ့စည်းပုံကို ညွှန်ပြသည်။ မီသိန်းလောင်ကျွမ်းမှု ဥပမာတွင်၊ stoichiometric coefficients များသည် မီသိန်းအတွက် 1၊ အောက်ဆီဂျင်အတွက် 2၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အတွက် 1 နှင့် ရေအတွက် 2 ဖြစ်သည်။
stoichiometric တွက်ချက်မှုများကို လုပ်ဆောင်ရန်၊ မကြာခဏ ကျွန်ုပ်တို့သည် မှဲ့များကို ဂရမ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းရန် လိုအပ်ပါသည်။ ၎င်းသည် အရာဝတ္ထု၏ မှဲ့တစ်ခု၏ ဒြပ်ထုဖြစ်သည့် အရာဝတ္ထု၏ အံသွားထုထည်ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခု၏ အံသွားထုထည်သည် ၎င်း၏ အစိတ်အပိုင်းများ၏ အံသွားထုထည်၏ ပေါင်းစည်းမှုဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်:
\(50.0\, \textrm{ဆ}\) ၏ အောက်ဆီဂျင်၌ မီသိန်း လောင်ကျွမ်းသွားသောအခါ ထွက်လာသော ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ ဒြပ်ထုကို တွက်ချက်ကြည့်ကြပါစို့။ မီသိန်း၏ အံသွားထုထည်မှာ \(16.04\, \textrm{g/mol}\) ၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ အံသွားထုထည်မှာ \(44.01\, \textrm{g/mol}\) ဖြစ်သည်။
ပထမဦးစွာ၊ မီသိန်း၏ ဒြပ်ထုကို မှဲ့အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပါ။
\( \textrm{CH ၏မှဲ့များ}_4 = \frac{50.0\, \textrm{ဆ}}{16.04\, \textrm{g/mol}} \)မျှတသောညီမျှခြင်းမှ stoichiometric coefficients ကိုအသုံးပြု၍ မီသိန်း 1 မှဲ့သည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် 1 မှဲ့ကို ထုတ်လုပ်ကြောင်း သိရှိသောကြောင့် ထွက်လာသော ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မှဲ့များသည် မီသိန်းဓာတ်ပြုထားသော မှဲ့များနှင့် ညီမျှမည်ဖြစ်သည်။
ထို့နောက် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မှဲ့များကို ဂရမ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပါ။
\( \textrm{CO ပမာဏ}_2 = \textrm{CO ၏မှဲ့များ}_2 \times \textrm{CO ၏အံသွားထုထည်}_2 \)ဓာတုတုံ့ပြန်မှုတစ်ခုတွင်၊ ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုခြင်းဆိုသည်မှာ လုံးလုံးလျားလျား ပထမဆုံးစားသုံးသော အရာဖြစ်ပြီး ဖွဲ့စည်းနိုင်သည့် အများဆုံးပမာဏကို ဆုံးဖြတ်သည်။ သီအိုရီအထွက်နှုန်းသည် ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုခံပမာဏအပေါ်အခြေခံ၍ တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုမှ မျှော်လင့်ထားသည့် အများဆုံးထုတ်ကုန်ပမာဏဖြစ်သည်။
ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုခြင်းကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ရန်၊ မျှတသောဓာတုညီမျှခြင်းအတွက် လိုအပ်သော မှဲ့အချိုးနှင့် ရရှိနိုင်သော ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ၏ မှဲ့အချိုးကို နှိုင်းယှဉ်ပါ။ stoichiometric အချိုးအရ ထုတ်ကုန်အနည်းဆုံးပမာဏကို ထောက်ပံ့ပေးသော ဓာတ်ပြုပစ္စည်းသည် ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုပစ္စည်းဖြစ်သည်။ သီအိုရီအရ အထွက်နှုန်းကို တွက်ချက်ရာတွင် ဓာတ်ပြုနိုင်သော ကန့်သတ်ပမာဏနှင့် တုံ့ပြန်မှု၏ stoichiometry ကို အသုံးပြုခြင်း ပါဝင်သည်။
နိုက်ထရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ ( \(\textrm{N}_2\) ) နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ ( \(\textrm{ဇ}_2\) ) အကြား အမိုးနီးယား ( \(\textrm{NH}_3\) ) :
\( \textrm{N}_2 + 3\textrm{ဇ}_2 \rightarrow 2\textrm{NH}_3 \)အကယ်၍ ကျွန်ုပ်တို့ \(\textrm{N}_2\) 28 g နှင့် \(\textrm{ဇ}_2\) ၏ 10 g ရှိပါက၊ ၎င်းသည် ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုပစ္စည်းဖြစ်ပြီး \(\textrm{NH}_3\) ၏ သီအိုရီအထွက်နှုန်းမှာ အဘယ်နည်း။ \(\textrm{NH}_3\) ?
အံသွားထုထည် \(\textrm{N}_2 = 28.02\, \textrm{g/mol}\) ; အံသွားထုထည် \(\textrm{ဇ}_2 = 2.016\, \textrm{g/mol}\)
ဂရမ်ကို မှဲ့သို့ ပြောင်းပါ
\( \textrm{N ၏မှဲ့များ}_2 = \frac{28\, \textrm{ဆ}}{28.02\, \textrm{g/mol}} \) \( \textrm{H ၏မှဲ့များ}_2 = \frac{10\, \textrm{ဆ}}{2.016\, \textrm{g/mol}} \)ရရှိနိုင်သော မှဲ့အချိုးကို \(\textrm{ဇ}_2\) နှင့် \(\textrm{N}_2\) ညီမျှခြင်းမှ stoichiometric အချိုးနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ။ ကန့ \(\textrm{NH}_3\) သတ် reactant သည် ထုတ်လုပ်နိုင်သည့် အများဆုံးပမာဏကို ဆုံးဖြတ်သည်။ stoichiometric coefficients ကို အသုံးပြု၍ ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုခြင်း၏ မှဲ့များကို \(\textrm{NH}_3\) မှဲ့သို့ ပြောင်းကာ လိုအပ်ပါက ဂရမ်သို့ ပြောင်းပါ။
Stoichiometric တွက်ချက်မှုများကို ၎င်းတို့၏ သန့်စင်သောပုံစံဖြင့် ဓာတ်ပြုခြင်းနှင့် ထုတ်ကုန်များအတွက် အကန့်အသတ်မရှိ၊ ဖြေရှင်းချက်များနှင့်လည်း သက်ဆိုင်ပါသည်။ ရေတွင်းပျော်ရည်များတွင် ပြင်းအားကို မကြာခဏဖော်ပြလေ့ရှိသည်၊ ၎င်းသည် အရည်တစ်လီတာလျှင် မှဲ့များဖြစ်သော solute ( \(M = \textrm{mol/L}\)
ဖြေရှင်းချက်တွင် တုံ့ပြန်မှုများကို လုပ်ဆောင်သည့်အခါ၊ ပါဝင်သည့် ဓာတ်ပြုပစ္စည်း သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်၏ မှဲ့များကို ရှာဖွေရန် အဖြေပမာဏနှင့် ၎င်း၏ molarity ကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ ၎င်းသည် တိုင်ထရေးစမ်းသပ်မှုများတွင် အထူးအသုံးဝင်ပြီး အမည်မသိသောဖြေရှင်းချက်တစ်ခု၏ အာရုံစူးစိုက်မှုကို ပိုင်းဖြတ်ခြင်းဖြင့် ဆုံးဖြတ်ရန် သိရှိထားသည့် အာရုံစူးစိုက်မှုအဖြေကို အသုံးပြုပါသည်။
ကျွန်ုပ်တို့သည် 1.0 M HCl ဖြေရှင်းချက်၏ 50.0 mL ကို NaOH ဖြေရှင်းချက်ဖြင့် ချေဖျက်ရန် လိုအပ်သည်ဆိုပါစို့။ တုံ့ပြန်မှုမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
\( \textrm{HCl} + \textrm{NaOH} \rightarrow \textrm{NaCl} + \textrm{ဇ}_2\textrm{အို} \)တုံ့ပြန်မှု၏ stoichiometry သည် HCl ၏မှဲ့တစ်ခုသည် NaOH ၏မှဲ့တစ်ခုနှင့် ဓာတ်ပြုပြီး NaCl ၏မှဲ့တစ်မှောင့်နှင့် ရေတစ်မှဲ့တစ်လုံးကို ထုတ်ပေးကြောင်းပြောပြသည်။ ပထမဦးစွာ HCl ၏မှဲ့များကိုဆုံးဖြတ်ပါ။
\( \textrm{HCl ၏မှဲ့များ} = \textrm{အတွဲ (L)} \times \textrm{Molarity (M)} \)ထို့နောက်၊ stoichiometric အချိုးကို အသုံးပြု၍ HCl ဖြေရှင်းချက်နှင့် လုံးဝတုံ့ပြန်ရန် လိုအပ်သော NaOH ဖြေရှင်းချက်၏ ပမာဏကို တွက်ချက်ပါ။ ဤဥပမာသည် ဖြေရှင်းချက်များတွင် stoichiometry ၏ အသုံးချမှုကို သရုပ်ပြပြီး ဖြေရှင်းချက်များ၏ အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် ထုထည်သည် ဓာတ်ပြုနိုင်သောပစ္စည်းနှင့် ထုတ်ကုန်များ၏ ပမာဏကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။
Stoichiometry သည် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုတွင် ဓာတ်ပြုခြင်းနှင့် ထုတ်ကုန်များ၏ အရေအတွက်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို ခွင့်ပြုသည့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အခြေခံသဘောတရားတစ်ခုဖြစ်သည်။ တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုတွင် ပါဝင်သော မတူညီသောဒြပ်စင်များ၏ ပမာဏအကြား ဆက်စပ်မှုကို နားလည်ခြင်းဖြင့် ဓာတုဗေဒပညာရှင်များသည် ထုတ်ကုန်များ၏ အထွက်နှုန်းကို ခန့်မှန်းနိုင်သည်၊ ကန့်သတ်ဓာတ်ပြုခြင်းကို ခွဲခြားသတ်မှတ်နိုင်ပြီး တုံ့ပြန်မှုအတွက် လိုအပ်သော ပစ္စည်းပမာဏများကို တွက်ချက်နိုင်သည်။ ၎င်းတို့၏ သန့်စင်သောပုံစံများဖြင့် တုံ့ပြန်မှုများကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းသည်ဖြစ်စေ stoichiometric တွက်ချက်မှုများသည် ဓာတ်ခွဲခန်းစမ်းသပ်မှုများနှင့် စက်မှုဓာတုဖြစ်စဉ်များ နှစ်ခုစလုံးအတွက် အဖိုးတန်သော ထိုးထွင်းသိမြင်မှုများကို ပေးဆောင်သည်။ မှဲ့အယူအဆ၊ stoichiometric coefficients နှင့် မှဲ့များနှင့် ဂရမ်များကြားသို့ ပြောင်းလဲနိုင်မှု သို့မဟုတ် ဖြေရှင်းချက်များတွင် ပါဝင်မှုအား ဆုံးဖြတ်နိုင်မှုအပါအဝင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းများသည် ဤတွက်ချက်မှုများကို တိကျစွာလုပ်ဆောင်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။ အလေ့အကျင့်နှင့် အသုံးချခြင်းဖြင့်၊ တစ်ဦးသည် stoichiometric တွက်ချက်မှုများကို ကျွမ်းကျင်နိုင်ပြီး ၎င်းတို့ကို ကျယ်ပြန့်သော ဓာတုပြဿနာများတွင် အသုံးချနိုင်သည်။
