WETTEN VAN STOICHIOMETRIE: BESCHRIJVING, VOORBEELDEN EN OEFENINGEN - CHEMIE - 2026

De wetten van de stoichiometrie beschrijven de samenstelling van de verschillende stoffen, gebaseerd op de relaties (in massa) tussen elke soort die bij de reactie betrokken is.

Alle bestaande materie wordt gevormd door de combinatie, in verschillende verhoudingen, van de verschillende chemische elementen waaruit het periodiek systeem bestaat. Deze vakbonden vallen onder bepaalde combinatiewetten die bekend staan ​​als de wetten van de stoichiometrie of de gewichtswetten van de chemie.

Deze principes vormen een fundamenteel onderdeel van de kwantitatieve chemie en zijn onmisbaar voor het uitbalanceren van vergelijkingen en voor bewerkingen die net zo belangrijk zijn als het bepalen welke reactanten nodig zijn om een ​​specifieke reactie te produceren of berekenen hoeveel van deze reactanten nodig zijn om de verwachte hoeveelheid producten te verkrijgen. .

De vier wetten zijn algemeen bekend in de chemische wetenschap: de wet van behoud van massa, de wet van bepaalde proporties, de wet van meervoudige proporties en de wet van wederzijdse proporties.

De 4 wetten van stoichiometrie

Als u wilt bepalen hoe twee elementen door een chemische reactie worden gecombineerd, moet u rekening houden met de vier hieronder beschreven wetten.

Wet van behoud van massa (of "wet van behoud van materie")

Het is gebaseerd op het principe dat materie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, dat wil zeggen dat het alleen kan worden getransformeerd.

Dit betekent dat voor een adiabatisch systeem (waarbij geen overdracht van massa of energie van of naar de omgeving plaatsvindt) de hoeveelheid aanwezige materie constant moet blijven in de tijd.

Bij de vorming van water uit gasvormige zuurstof en waterstof wordt bijvoorbeeld waargenomen dat er voor en na de reactie hetzelfde aantal mol van elk element is, zodat de totale hoeveelheid materie behouden blijft.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

Oefening:

Q. - Laat zien dat de vorige reactie voldoet aan de wet van behoud van massa.

A.- Ten eerste hebben we de molecuulgewichten van de reagentia: H ₂ = 2 g, O ₂ = 32 g en H ₂ O = 18 g.

Voeg vervolgens de massa van elk element aan elke kant van de reactie toe (gebalanceerd), wat resulteert in: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g aan de reactantzijde en 2H ₂ O = 36 g aan de productenkant. Zo is aangetoond dat de vergelijking voldoet aan de genoemde wet.

Wet van bepaalde proporties (of 'wet van constante proporties')

Het is gebaseerd op het feit dat elke chemische stof wordt gevormd door de combinatie van de samenstellende elementen in gedefinieerde of vaste massaverhoudingen, die uniek zijn voor elke verbinding.

Het voorbeeld van water wordt berekend, waarvan de samenstelling in zuivere vorm wordt steeds 1 mol O zijn ₂ (32 g) en 2 mol H ₂ (4 g). Als de grootste gemene deler wordt toegepast, blijkt dat één mol H ₂ reageert voor elke 8 mol O ₂ of, wat hetzelfde is, combineren ze in een verhouding van 1: 8.

Oefening:

Q. - Je hebt één mol zoutzuur (HCl) en je wilt weten in welk percentage elk van de componenten zit.

A.- Het is bekend dat de unieverhouding van deze elementen in deze soort 1: 1 is. En het molecuulgewicht van de verbinding is ongeveer 36,45 g. Evenzo is bekend dat het molecuulgewicht van chloor 35,45 g is en dat van waterstof 1 g.

Om de procentuele samenstelling van elk element te berekenen, wordt de molaire massa van het element (vermenigvuldigd met het aantal molen in één mol van de verbinding) gedeeld door de massa van de verbinding en dit resultaat wordt vermenigvuldigd met honderd.

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

y% Cl = x 100 = 97,26%

Hieruit volgt dat, ongeacht waar het HCl vandaan komt, het in zuivere staat altijd zal bestaan ​​uit 2,74% waterstof en 97,26% chloor.

Wet van meerdere proporties

Volgens deze wet, als er een combinatie is tussen twee elementen om meer dan één verbinding te genereren, dan komt de massa van een van de elementen samen met een onveranderlijke massa van de andere, waarbij een relatie behouden blijft die zich manifesteert door kleine gehele getallen.

Kooldioxide en koolmonoxide worden als voorbeelden gegeven, dit zijn twee stoffen die uit dezelfde elementen bestaan, maar in kooldioxide zijn ze gerelateerd als O / C = 2: 1 (voor elk C-atoom zijn er twee O's) en in de monoxide de verhouding is 1: 1.

Oefening:

Q.- Er zijn vijf verschillende oxiden die op een stabiele manier kunnen worden geproduceerd door zuurstof en stikstof te combineren (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ en N ₂ O ₅ ).

A.- Er wordt opgemerkt dat de zuurstof in elke verbinding toeneemt, en dat met een vast aandeel stikstof (28 g) er een verhouding is van 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) en 80 (16 × 5) g zuurstof respectievelijk; dat wil zeggen, we hebben een eenvoudige verhouding van 1, 2, 3, 4 en 5 delen.

Wet van wederkerige proporties (of 'wet van gelijkwaardige proporties')

Het is gebaseerd op de relatie tussen de verhoudingen waarin een element wordt gecombineerd in verschillende verbindingen met verschillende elementen.

Met andere woorden, als een soort A zich bij een soort B voegt, maar A ook combineert met C; Hieruit volgt dat als elementen B en C zich verenigen, hun massaverhouding overeenkomt met de massa's van elk wanneer ze zich verenigen in het bijzonder met een vaste massa van element A.

Oefening:

Q. - Als je 12 g C en 64 g S hebt om CS ₂ te vormen , heb je ook 12 g C en 32 g O om CO ₂ te produceren en tenslotte 10 g S en 10 g O om SO ₂ te produceren . Hoe kan het principe van gelijkwaardige verhoudingen worden geïllustreerd?

A.- Het aandeel van de massa's zwavel en zuurstof in combinatie met een gedefinieerde massa koolstof is gelijk aan 64:32, dat wil zeggen 2: 1. Dus de verhouding tussen zwavel en zuurstof is 10:10 bij directe aansluiting of, wat hetzelfde is, 1: 1. De twee relaties zijn dus eenvoudige veelvouden van elke soort.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Stoïchiometrie. Opgehaald van en.wikipedia.org.
2. Chang, R. (2007). Chemistry, negende editie (McGraw-Hill).
3. Young, SM, Vining, WJ, Day, R., en Botch, B. (2017). (General Chemistry: Atoms First. Hersteld van books.google.co.ve.
4. Szabadváry, F. (2016). Geschiedenis van de analytische chemie: internationale reeks monografieën in de analytische chemie. Opgehaald van books.google.co.ve.
5. Khanna, SK, Verma, NK en Kapila, B. (2006). Excel met objectieve vragen in de chemie. Opgehaald van books.google.co.ve.