Stokiyometri, fiziksel bir değişiklik veya kimyasal değişiklik (kimyasal reaksiyon ) geçiren iki veya daha fazla madde arasındaki kantitatif ilişkilerin veya oranların incelenmesidir.
Bu oranlar, reaksiyon denkleminde bulunan stokiyometrik katsayılarla gösterilir.
Stokiyometri Nedir?
Jeremias Benjaim Richter 1792’de stokiyometriyi kimyasal elementlerin miktarlarını veya kütle oranlarını ölçme bilimi olarak tanımladı. Size kimyasal bir denklem ve bir reaktan veya ürünün kütlesi verilebilir ve denklemdeki başka bir reaktan veya ürünün miktarını belirlemeniz istenebilir. Veya reaktiflerin ve ürünlerin miktarları verilebilir ve matematiğe uyan dengeli denklemi yazmanız istenebilir.
Stokiyometrik katsayılar
Bunlar, denklemleri dengelemek için reaksiyon denklemlerindeki kimyasal formüllerin önünde belirtilen rakamlardır.
Kimyasal bir dönüşüm sırasında elementlerin korunmasını tercüme etmeyi mümkün kılarlar: bu nedenle bir reaksiyon denkleminin stokiyometrik katsayıları bu nedenle ikincisinin dengelenmesiyle belirlenir.
Alüminyum oksidasyon reaksiyonunun stokiyometrik katsayılarına örnek
Bu O metalik alüminyum Al ve oksijen arasındaki reaksiyon , 2 alüminyum Al üretir 2 O 3
Dengesiz denklem yazılmıştır:
Al + O 2 -> Al 2 O 3
Oksijen elementini dengelemek için, iki oksijen oksijeni ve üç alüminanın ortak bir katını bulmak gerekir. En küçük ortak kat 6’dır, aşağıdaki geçici denklemi veren dioksijen için 3 ve alüminyum için 2 katsayısı ile elde edilir:
Al + 3 O 2 -> 2 Al 2 O 3
Ürünlerde 4 numarada bulunan (2 alüminada 2 alüminyum) ve reaktiflerde bir alüminyum elementi dengelemek için kalır: ikincisini bir katsayı 4 ile çarpmak yeterlidir. Böylece dengeli denkleme ulaşırız :
4 Al + 3 O 2 -> 2 Al 2 O 3
Bu denklem şunları ifade eder:
- 4 dioksitin 3 dioksijen için tüketildiği
- Tüketilen 3 dioksijen için 2 alümina oluşur
- alüminyum tüketilenin yarısı kadar alümina oluşturur
Kimyasal dönüşümün stokiyometrik koşulları
Belirli bir kimyasal dönüşümün reaktanlarının oranlarının, stokiyometrik katsayılara karşılık gelen oranlarla çakışmaları durumunda stokiyometrik olduğu söylenir.
Örnek
Denklemi olan alüminyum ve dioksijen arasındaki oksidasyon reaksiyonu için:
4 Al + 3 O 2 -> 2 Al 2 O 3
Örneğin, reaktifler stokiyometrik orandadır:
- 4 mol alüminyum ve 3 mol oksijen var
- 8 mol alüminyum ve 6 mol oksijen var
- 12 mol alüminyum ve 9 mol oksijen var
- 2 mol alüminyum ve 1.5 mol oksijen var
Vb ..
Kimyasal dönüşümün reaktanları, reaksiyon ortamına stokiyometrik oranlarda dahil edilirse, bunlar tamamen tüketilir (reaksiyonun tamamlanması şartıyla) ve kimyasal sistemin son durumundan (miktarları madde sıfır)
Stokiyometrik olmayan durumlar
Reaktanların oranları, kimyasal sistemin başlangıç durumunda, stokiyometrik oranlarla çakışmazsa:
- reaktiflerden biri tamamen tüketilir, nihai halde yoktur (malzeme miktarı ve ilerlemesi sıfırdır). Bu reaktif daha sonra hatalı reaktif olarak nitelendirilir ve ayrıca sınırlayıcı reaktife karşılık gelir
- diğer reaktif tamamen tüketilmez (malzeme miktarı nihai durumda sıfır değildir). Bu reaktifin fazla olduğu söyleniyor
Stokiyometrik katsayılar ve ilerleme
Kimyasal bir dönüşüm sırasında herhangi bir reaktan veya ürünün malzeme miktarını ifade etmeyi mümkün kılar:
– stokiyometrik katsayısı “a” ve başlangıç materyali n 0 reaktifi için reaksiyon sırasında materyal miktarı n 0 – balta
– stokiyometrik katsayısı b ve sıfır başlangıç miktarı ürünü için miktar reaksiyon sırasında madde bx