PRAWA STECHIOMETRII: OPIS, PRZYKŁADY I ĆWICZENIA - CHEMIA - 2025

W prawo stechiometrii opisuje kompozycję różnych substancji, w oparciu o związki (masy) w czasie pomiędzy udział w reakcji gatunków.

Cała istniejąca materia jest utworzona przez połączenie w różnych proporcjach różnych pierwiastków chemicznych, które składają się na układ okresowy. Związki te rządzą się pewnymi prawami kombinacji, znanymi jako prawa stechiometrii lub prawa ciężkości chemii.

Zasady te są fundamentalną częścią chemii ilościowej, są niezbędne do równoważenia równań i operacji tak ważnych, jak określenie, które reagenty są potrzebne do wywołania określonej reakcji lub obliczenie, ile z tych reagentów jest potrzebnych do uzyskania oczekiwanej ilości produktów. .

W chemicznej dziedzinie nauki szeroko znane są cztery prawa: prawo zachowania masy, prawo określonych proporcji, prawo wielokrotnych proporcji i prawo wzajemnych proporcji.

Cztery prawa stechiometrii

Kiedy chcesz określić, jak dwa pierwiastki łączą się w wyniku reakcji chemicznej, należy wziąć pod uwagę cztery opisane poniżej prawa.

Prawo zachowania masy (lub „prawo zachowania materii”)

Opiera się na zasadzie, że materii nie można stworzyć ani zniszczyć, to znaczy można ją tylko przekształcić.

Oznacza to, że dla układu adiabatycznego (w którym nie ma transferu masy lub energii z lub do otoczenia) ilość obecnej materii musi pozostać stała w czasie.

Na przykład przy tworzeniu wody z gazowego tlenu i wodoru obserwuje się, że przed i po reakcji występuje taka sama liczba moli każdego pierwiastka, dzięki czemu zachowana jest całkowita ilość materii.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

Ćwiczenie:

Q.- Pokaż, że poprzednia reakcja jest zgodna z prawem zachowania masy.

A. - Najpierw mamy masy molowe reagentów: H ₂ = 2 g, O ₂ = 32 g i H ₂ O = 18 g.

Następnie dodaj masę każdego pierwiastka po każdej stronie reakcji (zrównoważoną), otrzymując: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g po stronie reagentów i 2H ₂ O = 36 g po stronie reagentów po stronie produktów. W ten sposób wykazano, że równanie jest zgodne ze wspomnianym prawem.

Prawo określonych proporcji (lub „Prawo stałych proporcji”)

Opiera się na fakcie, że każda substancja chemiczna powstaje z połączenia jej elementów składowych w określonych lub stałych stosunkach masowych, które są unikalne dla każdego związku.

Podano przykład wody, której skład w stanie czystym będzie niezmiennie 1 mol O ₂ (32 g) i 2 mole H ₂ (4 g). Jeśli zastosuje się największy wspólny dzielnik, to okazuje się, że jeden mol H ₂ reaguje na każde 8 moli O ₂ lub, co jest tym samym, łączą się w stosunku 1: 8.

Ćwiczenie:

P .: Masz jeden mol kwasu solnego (HCl) i chcesz wiedzieć, w jakim procencie znajduje się każdy z jego składników.

A.- Wiadomo, że stosunek sumaryczny tych pierwiastków w tym gatunku wynosi 1: 1. Masa molowa związku wynosi około 36,45 g. Podobnie wiadomo, że masa molowa chloru wynosi 35,45 g, a wodoru 1 g.

Aby obliczyć procentowy skład każdego pierwiastka, masę molową pierwiastka (pomnożoną przez jego liczbę moli w jednym molu związku) dzieli się przez masę związku i ten wynik mnoży się przez sto.

Zatem:% H = x 100 = 2,74%

y% Cl = x 100 = 97,26%

Z tego wynika, że ​​niezależnie od tego, skąd pochodzi HCl, w stanie czystym zawsze będzie się składał z 2,74% wodoru i 97,26% chloru.

Prawo wielu proporcji

Zgodnie z tym prawem, jeśli istnieje kombinacja między dwoma elementami w celu wygenerowania więcej niż jednego związku, to masa jednego elementu łączy się z niezmienną masą drugiego, zachowując związek, który przejawia się za pomocą małych liczb całkowitych.

Jako przykłady podano dwutlenek węgla i tlenek węgla, które są dwiema substancjami złożonymi z tych samych pierwiastków, ale w dwutlenku są one powiązane jako O / C = 2: 1 (na każdy atom C są dwa O) oraz w tlenek jego stosunek wynosi 1: 1.

Ćwiczenie:

PYTANIE: Istnieje pięć różnych tlenków, które można stabilnie wytworzyć przez połączenie tlenu i azotu (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ i N ₂ O ₅ ).

A. - Obserwuje się, że tlen w każdym związku rośnie i że przy ustalonej proporcji azotu (28 g) stosunek ten wynosi 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) i 80 (16 × 5) g tlenu; to znaczy mamy prosty stosunek 1, 2, 3, 4 i 5 części.

Prawo wzajemnych proporcji (lub „Prawo równoważnych proporcji”)

Opiera się na relacji między proporcjami, w jakich pierwiastek jest połączony w różnych związkach z różnymi pierwiastkami.

Innymi słowy, jeśli gatunek A łączy się z gatunkiem B, ale A łączy się również z C; Wynika z tego, że jeśli elementy B i C są połączone, to ich stosunek masy odpowiada masom każdego z nich, gdy łączą się one w szczególności ze stałą masą elementu A.

Ćwiczenie:

P .: Jeśli masz 12 g C i 64 g S do wytworzenia CS ₂ , masz również 12 g C i 32 g O do produkcji CO ₂ i ostatecznie 10 g S i 10 g O do produkcji SO ₂ . Jak można zilustrować zasadę równoważnych proporcji?

A.- Udział mas siarki i tlenu w połączeniu z określoną masą węgla wynosi 64:32, czyli 2: 1. Tak więc stosunek siarki do tlenu przy połączeniu bezpośrednim wynosi 10:10 lub co jest tym samym 1: 1. Zatem te dwie relacje są prostymi wielokrotnościami każdego gatunku.

Bibliografia

1. Wikipedia. (sf). Stechiometria. Odzyskany z en.wikipedia.org.
2. Chang, R. (2007). Chemistry, wydanie dziewiąte (McGraw-Hill).
3. Young, SM, Vining, WJ, Day, R., and Botch, B. (2017). (General Chemistry: Atoms First. Odzyskane z books.google.co.ve.
4. Szabadváry, F. (2016). Historia chemii analitycznej: International Series of Monographs in Analytical Chemistry. Odzyskany z books.google.co.ve.
5. Khanna, SK, Verma, NK i Kapila, B. (2006). Excel z obiektywnymi pytaniami z chemii. Odzyskany z books.google.co.ve.