GESETZE DER STÖCHIOMETRIE: BESCHREIBUNG, BEISPIELE UND ÜBUNGEN - CHEMIE - 2024

Die Gesetze der Stöchiometrie beschreiben die Zusammensetzung der verschiedenen Substanzen basierend auf den Beziehungen (nach Masse) zwischen jeder an der Reaktion beteiligten Spezies.

Alle vorhandene Materie wird durch die Kombination der verschiedenen chemischen Elemente, aus denen das Periodensystem besteht, in unterschiedlichen Anteilen gebildet. Diese Gewerkschaften unterliegen bestimmten Kombinationsgesetzen, die als Gesetze der Stöchiometrie oder Gewichtsgesetze der Chemie bekannt sind.

Diese Prinzipien sind ein grundlegender Bestandteil der quantitativen Chemie. Sie sind für das Ausgleichen von Gleichungen und für Operationen ebenso wichtig wie die Bestimmung, welche Reaktanten zur Erzeugung einer bestimmten Reaktion benötigt werden, oder die Berechnung, wie viele dieser Reaktanten benötigt werden, um die erwartete Menge an Produkten zu erhalten. .

Die vier Gesetze sind im chemischen Bereich der Wissenschaft weithin bekannt: das Gesetz der Massenerhaltung, das Gesetz bestimmter Proportionen, das Gesetz mehrerer Proportionen und das Gesetz gegenseitiger Proportionen.

Die 4 Gesetze der Stöchiometrie

Wenn Sie bestimmen möchten, wie sich zwei Elemente durch eine chemische Reaktion verbinden, müssen die vier unten beschriebenen Gesetze berücksichtigt werden.

Gesetz der Erhaltung der Masse (oder "Gesetz der Erhaltung der Materie")

Es basiert auf dem Prinzip, dass Materie nicht geschaffen oder zerstört werden kann, dh nur transformiert werden kann.

Dies bedeutet, dass für ein adiabatisches System (bei dem keine Übertragung von Masse oder Energie von oder in die Umgebung erfolgt) die Menge der vorhandenen Materie über die Zeit konstant bleiben muss.

Beispielsweise wird bei der Bildung von Wasser aus gasförmigem Sauerstoff und Wasserstoff beobachtet, dass vor und nach der Reaktion die gleiche Molzahl jedes Elements vorhanden ist, so dass die Gesamtmenge an Materie erhalten bleibt.

2H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2H ₂ O (l)

Übung:

Q.- Zeigen Sie, dass die vorherige Reaktion dem Gesetz der Massenerhaltung entspricht.

A.- Erstens haben wir die Molmassen der Reaktanten: H ₂ = 2 g, O ₂ = 32 g und H ₂ O = 18 g.

Dann addiere die Masse jedes Elements auf jeder Seite der Reaktion (ausgeglichen), was ergibt: 2H ₂ + O ₂ = (4 + 32) g = 36 g auf der Reaktantenseite und 2H ₂ O = 36 g auf die Produktseite. Somit wurde gezeigt, dass die Gleichung dem genannten Gesetz entspricht.

Gesetz bestimmter Proportionen (oder „Gesetz konstanter Proportionen“)

Es basiert auf der Tatsache, dass jede chemische Substanz aus der Kombination ihrer Bestandteile in definierten oder festen Massenbeziehungen gebildet wird, die für jede Verbindung einzigartig sind.

Es wird das Beispiel von Wasser gegeben, dessen Zusammensetzung in seinem reinen Zustand immer 1 Mol O ₂ (32 g) und 2 Mol H ₂ ( ₄ g) beträgt . Wenn der größte gemeinsame Teiler angewandt wird, wird festgestellt , daß ein Mol H ₂ reagiert , für jeweils 8 Mol O ₂ oder, was dasselbe ist, sie im Verhältnis zu kombinieren 1: 8.

Übung:

Q.- Sie haben ein Mol Salzsäure (HCl) und möchten wissen, in welchem ​​Prozentsatz jede ihrer Komponenten enthalten ist.

A.- Es ist bekannt, dass das Vereinigungsverhältnis dieser Elemente bei dieser Art 1: 1 beträgt. Die Molmasse der Verbindung beträgt etwa 36,45 g. In ähnlicher Weise ist bekannt, dass die Molmasse von Chlor 35,45 g und die von Wasserstoff 1 g beträgt.

Um die prozentuale Zusammensetzung jedes Elements zu berechnen, wird die Molmasse des Elements (multipliziert mit seiner Molzahl in einem Mol der Verbindung) durch die Masse der Verbindung dividiert und dieses Ergebnis mit einhundert multipliziert.

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

y% Cl = x 100 = 97,26%

Daraus folgt, dass die HCl in ihrem reinen Zustand, unabhängig davon, woher sie stammt, immer aus 2,74% Wasserstoff und 97,26% Chlor besteht.

Gesetz von mehreren Proportionen

Wenn es nach diesem Gesetz eine Kombination zwischen zwei Elementen gibt, um mehr als eine Verbindung zu erzeugen, verbindet sich die Masse eines der Elemente mit einer unveränderlichen Masse des anderen, wodurch eine Beziehung erhalten bleibt, die sich durch kleine ganze Zahlen manifestiert.

Als Beispiele werden Kohlendioxid und Kohlenmonoxid angegeben, bei denen es sich um zwei Substanzen handelt, die aus denselben Elementen bestehen. In Dioxid stehen sie jedoch in Beziehung zu O / C = 2: 1 (für jedes C-Atom gibt es zwei O) und in der Monoxid sein Verhältnis ist 1: 1.

Übung:

Q.- Es gibt fünf verschiedene Oxide, die durch Kombination von Sauerstoff und Stickstoff auf stabile Weise hergestellt werden können (N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , N ₂ O ₄ und N ₂ O ₅ ).

A.- Es wird beobachtet, dass der Sauerstoff in jeder Verbindung zunimmt und dass bei einem festen Stickstoffanteil (28 g) ein Verhältnis von 16, 32 (16 × 2), 48 (16 × 3), 64 ( 16 × 4) bzw. 80 (16 × 5) g Sauerstoff; Das heißt, wir haben ein einfaches Verhältnis von 1, 2, 3, 4 und 5 Teilen.

Gesetz der gegenseitigen Proportionen (oder "Gesetz der äquivalenten Proportionen")

Es basiert auf der Beziehung zwischen den Anteilen, in denen ein Element in verschiedenen Verbindungen mit verschiedenen Elementen kombiniert wird.

Mit anderen Worten, wenn sich eine Art A einer Art B anschließt, sich A aber auch mit C verbindet; Daraus folgt, dass wenn sich die Elemente B und C vereinigen, ihr Massenverhältnis den Massen jedes einzelnen entspricht, wenn sie sich insbesondere mit einer festen Masse des Elements A vereinigen.

Übung:

Q.- Wenn Sie 12 g C und 64 g S zur Bildung von CS _{2 haben} , haben Sie auch 12 g C und 32 g O zur Herstellung von CO ₂ und schließlich 10 g S und 10 g O zur Herstellung von SO ₂ . Wie kann das Prinzip der äquivalenten Proportionen dargestellt werden?

A.- Das Verhältnis der Schwefel- und Sauerstoffmassen in Kombination mit einer definierten Kohlenstoffmasse beträgt 64:32, dh 2: 1. Das Verhältnis von Schwefel und Sauerstoff beträgt also 10:10 beim direkten Verbinden oder, was auch immer, 1: 1. Die beiden Beziehungen sind also einfache Vielfache jeder Art.

Verweise

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2. Chang, R. (2007). Chemie, 9. Auflage (McGraw-Hill).
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