Описание стехиометрических законов, примеры и упражнения

законы стехиометрии описать состав различных веществ, основываясь на отношениях (по массе) между каждым видом, который вмешивается в реакцию.

Вся существующая материя образована комбинацией, в разных пропорциях, различных химических элементов, которые составляют периодическую таблицу. Эти союзы регулируются определенными законами комбинации, известными как «законы стехиометрии» или «весовые законы химии»..

Эти принципы являются неотъемлемой частью количественной химии, они важны для уравновешивания уравнений и для таких важных операций, как определение того, какие реагенты необходимы для проведения конкретной реакции, или расчет количества этих реагентов, необходимых для получения ожидаемого количества продуктов..

Они широко известны в химической области науки "четыре закона": закон сохранения массы, закон определенных пропорций, закон множественных пропорций и закон обратных пропорций..

4 закона стехиометрии

Если вы хотите определить, каким образом два элемента соединяются посредством химической реакции, необходимо принять во внимание четыре закона, описанные ниже..

Закон сохранения массы (или «Закон сохранения вещества»)

Он основан на том принципе, что материя не может быть создана или уничтожена, то есть она может быть преобразована только.

Это означает, что для адиабатической системы (где нет переноса массы или энергии из или в окружающую среду) количество присутствующего вещества должно оставаться постоянным во времени.

Например, при образовании воды из газообразного кислорода и водорода наблюдается одинаковое количество молей каждого элемента до и после реакции, так что общее количество вещества сохраняется.

2H₂(г) + О₂(г) → 2Н₂O (l)

упражнение:

P.- Докажите, что предыдущая реакция соответствует закону сохранения массы.

R.- Во-первых, у нас есть молярные массы реагентов: H₂= 2 г, О₂= 32 г и Н₂O = 18 г.

Затем добавьте массу каждого элемента на каждой стороне реакции (сбалансированной), в результате чего: 2H₂+О₂ = (4 + 32) г = 36 г на стороне реагентов и 2Н₂O = 36 г на стороне продуктов. Это показало, что уравнение соответствует вышеупомянутому закону.

Закон определенных пропорций (или «Закон постоянных пропорций»)

Он основан на том факте, что каждое химическое вещество образуется из комбинации составляющих его элементов в определенных или фиксированных массовых отношениях, которые являются уникальными для каждого соединения..

Приведен пример воды, чистый состав которой неизменно будет составлять 1 моль О₂ (32 г) и 2 моля Н₂ (4 г). Если применяется самый высокий общий делитель, один моль H реагирует₂ на каждые 8 ​​молей O₂ или, что то же самое, объединить в соотношении 1: 8.

упражнение:

P.- У вас есть один моль соляной кислоты (HCl), и вы хотите знать, какой процент составляет каждый из его компонентов.

R.- Известно, что соотношение связывания этих элементов у этого вида составляет 1: 1. А молярная масса соединения составляет около 36,45 г. Точно так же известно, что молярная масса хлора составляет 35,45 г, а водорода - 1 г..

Чтобы рассчитать процентный состав каждого элемента, разделите молярную массу элемента (умноженную на его число молей на один моль соединения) между массой соединения и умножьте этот результат на сто.

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

и% Cl = [(1 × 35,45) г / 36,45 г] х 100 = 97,26%

Из этого следует, что независимо от того, откуда поступает HCl, в чистом виде он всегда будет состоять из 2,74% водорода и 97,26% хлора..

Закон множественных пропорций

Согласно этому закону, если существует комбинация между двумя элементами для создания более чем одного соединения, тогда масса одного из элементов соединяется с неизменной массой другого, сохраняя связь, которая проявляется через маленькие целые числа..

В качестве примеров приведены диоксид углерода и монооксид углерода, которые представляют собой два вещества, состоящие из одинаковых элементов, но в диоксиде они связаны как O / C = 2: 1 (для каждого атома C имеется два O) и в окись ваших отношений 1: 1.

упражнение:

P.- Существует пять различных оксидов, которые могут стабильно происходить при сочетании кислорода и азота (N₂ИЛИ НЕТ, Н₂О₃, N₂О₄ и N₂О₅).

R.- Наблюдается, что кислород в каждом соединении увеличивается, и что при фиксированной пропорции азота (28 г) существует соотношение 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 (16 × 4) ) и 80 (16 × 5) г кислорода соответственно; то есть, у вас есть простое соотношение 1, 2, 3, 4 и 5 частей.

Закон обратных пропорций (или «Закон эквивалентных пропорций»)

Он основан на соотношении между пропорциями, в которых элемент объединен в разные соединения с разными элементами..

Другими словами, если вид A присоединяется к виду B, но A также объединяется с C; необходимо, чтобы при соединении элементов B и C их массовое соотношение соответствовало массам каждого, когда они соединены, в частности, с фиксированной массой элемента A.

упражнение:

P.- Если у вас есть 12 г C и 64 г S, чтобы сформировать CS₂, также имеют 12 г С и 32 г О для образования СО₂ и, наконец, 10 г S и 10 г О для производства SO₂. Как можно проиллюстрировать принцип эквивалентных пропорций??

R.- Соотношение масс серы и кислорода в сочетании с определенной массой углерода равно 64:32, то есть 2: 1. Тогда соотношение серы и кислорода составляет 10:10 при прямом соединении или, что то же самое, 1: 1. Таким образом, два отношения являются кратными каждого вида.

ссылки

1. Wikipedia. (Н.Д.). Стехиометрии. Получено с en.wikipedia.org.
2. Чанг, Р. (2007). Химия, девятое издание (McGraw-Hill).
3. Young, S.M., Vining, W.J., Day R. и Botch B. (2017). (Общая химия: сначала атомы. Получено с books.google.co.ve.
4. Сабадвари, Ф. (2016). История аналитической химии: Международная серия монографий по аналитической химии. Получено из books.google.co.ve.
5. Ханна С.К., Верма Н.К. и Капила Б. (2006). Excel с объективными вопросами по химии. Получено из books.google.co.ve.