Støkiometri

Støkiometri (fra andet græsk στοιχεῖον "grundstof" + μετρέω "mål") er et system af love, regler og udtryk , der underbygger beregninger af stoffers sammensætning og kvantitative [relative] forhold mellem masser ( volumener af stoffers reaktion i gasser ) . Støkiometri omfatter at finde kemiske formler , udarbejde ligninger for kemiske reaktioner , beregninger anvendt i præparativ kemi og kemisk analyse [1] [2] [3] .

Etymologi

Udtrykket "støkiometri" blev introduceret af I. Richter i bogen "The Beginnings of Stoichiometri, or the Art of Measuring Chemical Elements" (JB Richter. Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente . Erster, Zweyter und Dritter Theil. Breßlau und Hirschberg , 1792-93), opsummerer resultaterne deres definitioner af masserne af syrer og baser i dannelsen af ​​salte [4] .

Udtrykket kommer fra de oldgræske ord stoicheon (στοιχεῖον - "element") og metron (μέτρον - "mål"). Ordet "støkiometri" blev brugt af patriark Nicephorus af Konstantinopel til at betegne antallet af linjer i det kanoniske Nye Testamente og nogle apokryfer.

Definition

Begrebet støkiometri refererer til både kemiske forbindelser og kemiske reaktioner. De forhold, som stoffer ifølge støkiometriens love reagerer i, kaldes støkiometriske , og de forbindelser, der svarer til disse love, kaldes også. I støkiometriske forbindelser er kemiske elementer til stede i strengt definerede forhold (forbindelser med konstant støkiometrisk sammensætning, de er også daltonider ). Et eksempel på støkiometriske forbindelser er vand H 2 O, saccharose C 12 H 22 O 11 og næsten alle andre organiske såvel som mange uorganiske forbindelser .

Samtidig kan mange uorganiske forbindelser af forskellige årsager have en variabel sammensætning ( berthollider ). Stoffer, for hvilke der observeres afvigelser fra støkiometrilovene, kaldes ikke-støkiometriske [1] . Titan(II)oxid har således en variabel sammensætning [5] , hvor et titaniumatom kan have fra 0,65 til 1,25 oxygenatomer . Natriumwolframbronze [6] (relateret til oxidbronzer , natriumwolframat ) når natrium fjernes fra det, ændrer dets farve fra gyldengul (NaWO 3 ) til mørkeblågrøn (NaO • 3WO 3 ), og passerer gennem mellemrød og lilla farver [7] . Og selv natriumchlorid kan have en ikke-støkiometrisk sammensætning, der får en blå farve med et overskud af metal [8] . Afvigelser fra støkiometrilovene observeres for kondenserede faser og er forbundet med dannelsen af ​​faste opløsninger (for krystallinske stoffer), med opløsning af en overskydende reaktionskomponent i en væske eller termisk dissociation af den resulterende forbindelse (i væskefasen , i smelten ).

Hvis de oprindelige stoffer indgår i kemisk interaktion i strengt definerede forhold, og som et resultat af reaktionsprodukterne dannes, hvis mængde kan beregnes nøjagtigt, kaldes sådanne reaktioner støkiometriske, og de kemiske ligninger , der beskriver dem  , kaldes støkiometriske ligninger . Ved at kende de relative molekylvægte af forskellige forbindelser, er det muligt at beregne, i hvilke forhold disse forbindelser vil reagere. Molære forhold mellem stoffer - deltagere i reaktionen viser koefficienterne, som kaldes støkiometriske (de er også koefficienterne for kemiske ligninger, de er også koefficienterne for ligningerne for kemiske reaktioner) [9] [10] . Hvis stoffer reagerer i forholdet 1: 1, kaldes deres støkiometriske mængder ækvimolære .

Støkiometri er baseret på lovene om bevarelse af masse , ækvivalenter , loven om Avogadro , Gay-Lussac , loven om sammensætningskonstans , loven om multiple forhold . Opdagelsen af ​​støkiometriens love markerede strengt taget begyndelsen på kemi som en eksakt videnskab. Reglerne for støkiometri ligger til grund for alle beregninger relateret til de kemiske reaktionsligninger og bruges i analytisk og præparativ kemi, kemisk teknologi og metallurgi .

Støkiometriens love bruges i beregninger relateret til formlerne for stoffer og finde det teoretisk mulige udbytte af reaktionsprodukter. Overvej termitblandingens forbrændingsreaktion :

Fe203 + 2Al → Al203 + 2Fe . _

Hvor mange gram aluminium skal vi bruge for at fuldføre reaktionen med 85,0 gram jern ( III)oxid?

For at udføre reaktionen med 85,0 gram jernoxid (III) kræves der således 28,7 gram aluminium .

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Chemical encyclopedia, bind 4, 1995 , s. 437.
  2. ↑ TSB, 1. udg., bind 52, 1947 , s. 885.
  3. ↑ TSB, 2. udgave, bind 40, 1957 , s. 641.
  4. ↑ Richter, JB Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente  : [ German. ] . - Breslau og Hirschberg, (Tyskland): Johann Friedrich Korn der Aeltere, 1792. - Vol. vol. 1. - S. 121. Arkiveret 7. januar 2022 på Wayback Machine
  5. ↑ Remy G., Course of Inorganic Chemistry, bind 2, 1966 , s. 73.
  6. ↑ Chemical encyclopedia, bind 1, 1988 , s. 321.
  7. ↑ Ripan R., Chetyanu I., Inorganic Chemistry, bind 2, 1972 , s. 378.
  8. ↑ Nekrasov, bind 2, 1973 , s. 232.
  9. ↑ I kemisk termodynamik anses de støkiometriske koefficienter for udgangsmaterialerne (reagenserne) for negative
  10. ↑ Nijmeh, Joseph; Tye, Mark Støkiometri og balancereaktioner . LibreTexts (2. oktober 2013). Hentet 5. maj 2021. Arkiveret fra originalen 22. april 2021.

Litteratur