LEGILE STOECHIOMETRIEI: DESCRIERE, EXEMPLE ȘI EXERCIȚII - CHIMIE - 2025

De Legile stoichiometrie descriu compoziția diferitelor substanțe, pe baza relațiilor (de masă) între fiecare specie implicate în reacție.

Toată materia existentă este formată din combinația, în proporții diferite, a diferitelor elemente chimice care alcătuiesc tabelul periodic. Aceste uniuni sunt guvernate de anumite legi de combinație cunoscute sub denumirea de legi de stoechiometrie sau legi de greutate ale chimiei.

Aceste principii sunt o parte fundamentală a chimiei cantitative, fiind indispensabile pentru echilibrarea ecuațiilor și pentru operațiuni la fel de importante precum determinarea reactanților care sunt necesari pentru a produce o reacție specifică sau pentru calcularea câtor dintre acești reactanți sunt necesari pentru a obține cantitatea preconizată de produse. .

Cele patru legi sunt cunoscute pe scară largă în domeniul chimic al științei: legea conservării masei, legea proporțiilor definite, legea proporțiilor multiple și legea proporțiilor reciproce.

Cele 4 legi ale stochiometriei

Când doriți să determinați cum se combină două elemente printr-o reacție chimică, trebuie luate în considerare cele patru legi descrise mai jos.

Legea conservării masei (sau „Legea conservării materiei”)

Se bazează pe principiul potrivit căruia materia nu poate fi creată sau distrusă, adică ea poate fi transformată doar.

Aceasta înseamnă că pentru un sistem adiabatic (unde nu există transfer de masă sau energie din sau în împrejurimi), cantitatea de materie prezentă trebuie să rămână constantă în timp.

De exemplu, în formarea apei din oxigen gazos și hidrogen, se observă că există același număr de aluniți ai fiecărui element înainte și după reacție, astfel încât cantitatea totală de materie este conservată.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

Exercițiu:

Î.- Arătați că reacția anterioară respectă legea conservării masei.

A.- În primul rând, avem masele molare ale reactanților: H ₂ = 2 g, O ₂ = 32 g și H ₂ O = 18 g.

Apoi, se adaugă (echilibrat) masa fiecărui element de pe fiecare parte a reacției, rezultând: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g pe partea reactantă și 2H ₂ O = 36 g pe partea produselor. Astfel, s-a demonstrat că ecuația respectă legea menționată.

Legea proporțiilor definite (sau „Legea proporțiilor constante”)

Se bazează pe faptul că fiecare substanță chimică este formată din combinația elementelor sale constitutive în relații de masă definite sau fixe, care sunt unice pentru fiecare compus.

Exemplul apei este dat, a cărei compoziție în stare pură va fi invariabil 1 mol de O ₂ (32g) și 2 moli de H ₂ (4g). Dacă se aplică cmmdc, se constată că un mol de H ₂ reacționează pentru fiecare 8 moli de O ₂ sau, care este același, ele se combină într - un raport de 1: 8.

Exercițiu:

Î.- Aveți un mol de acid clorhidric (HCl) și doriți să știți în ce procent se află fiecare componentă.

A.- Se știe că raportul de unire al acestor elemente la această specie este 1: 1. Și masa molară a compusului este de aproximativ 36,45 g. În mod similar, masa molară a clorului este cunoscută a fi 35,45 g, iar cea a hidrogenului este de 1 g.

Pentru a calcula compoziția procentuală a fiecărui element, masa molară a elementului (înmulțită cu numărul său de aluniți într-un mol al compusului) este împărțită la masa compusului și acest rezultat este înmulțit cu o sută.

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

y% Cl = x 100 = 97,26%

De aici rezultă că, indiferent de unde provine HCl, în stare pură, acesta va fi întotdeauna format din 2,74% hidrogen și 97,26% clor.

Legea proporțiilor multiple

Conform acestei legi, dacă există o combinație între două elemente pentru a genera mai mult de un compus, atunci masa unuia dintre elemente se unește cu o masă invariabilă a celuilalt, păstrând o relație care se manifestă prin întregi mici.

Dioxidul de carbon și monoxidul de carbon sunt prezentate ca exemple, care sunt două substanțe formate din aceleași elemente, dar în dioxid sunt legate ca O / C = 2: 1 (pentru fiecare atom de C există două O's) și în monoxidul raportul său este 1: 1.

Exercițiu:

Q.- Există cinci oxizi diferite care pot fi produse într - un mod stabil prin combinarea oxigen și azot (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ și N ₂ O ₅ ).

A.- Se observă că oxigenul din fiecare compus crește și că cu o proporție fixă ​​de azot (28 g) există un raport de 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) și respectiv 80 (16 × 5) g de oxigen; adică avem un raport simplu de 1, 2, 3, 4 și 5 părți.

Legea proporțiilor reciproce (sau "Legea proporțiilor echivalente")

Se bazează pe relația dintre proporțiile în care un element este combinat în diferiți compuși cu elemente diferite.

Cu alte cuvinte, dacă o specie A se alătură unei specii B, dar A se combină și cu C; Rezultă că dacă elementele B și C sunt unite, raportul lor de masă corespunde maselor fiecăruia când se unesc în special cu o masă fixă ​​a elementului A.

Exercițiu:

Q.- Dacă aveți 12g C și 64g de S pentru a forma CS ₂ , aveți , de asemenea , au 12g C și 32g de O pentru a produce CO ₂ și în final 10g de S și 10g de O pentru a produce SO ₂ . Cum poate fi ilustrat principiul proporțiilor echivalente?

A.- Proporția maselor de sulf și oxigen în combinație cu o masă definită de carbon este egală cu 64:32, adică 2: 1. Deci, raportul sulf și oxigen este de 10:10 atunci când se alătură direct sau, ceea ce este același, 1: 1. Deci cele două relații sunt multipli simpli ai fiecărei specii.

Referințe

1. Wikipedia. (Sf). Stoichiometria. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
2. Chang, R. (2007). Chimie, a noua ediție (McGraw-Hill).
3. Young, SM, Vining, WJ, Day, R., și Botch, B. (2017). (Chimie generală: Atomi în primul rând. Recuperat din books.google.co.ve.
4. Szabadváry, F. (2016). Istoria chimiei analitice: seria internațională de monografii în chimie analitică. Recuperat din books.google.co.ve.
5. Khanna, SK, Verma, NK și Kapila, B. (2006). Excel cu întrebări obiective în chimie. Recuperat din books.google.co.ve.