Stoikiometriasta

Stoikiometriasta on kemian osa, joka tutkii aineiden määrällisiä suhteita kemiallisissa reaktioissa. Keskeisenä työkaluna on tasapainotettu kemiallinen yhtälö sekä moolimäärät, joita käytetään toisiinsa liittyvien aineosien määrien laskemiseen stoikiometrisesti.

Stoikiometrian taustalla on massan säilymisen laki. Tasapainotetussa yhtälössä olevat kertoimet ilmaisevat, kuinka monta moolia kutakin ainetta osallistuu ja muodostuu. Moolimassa ja Avogadron luku mahdollistavat mittausten yhteyden massoihin ja ainemääriin.

Menetelmät: Tyypillinen lasku alkaa reaktion tasapainottamisesta, sitten annetut määrät muutetaan moolimääriksi. Stoikiometrian kertoimia käytetään suhteellista määrien siirtämiseksi aineilta toisille. Rajottuva reagenssi määrää todellisen tuotteen enimmäismäärän; ylimääräinen reagointi jätetään ylijäämäksi. Teoreettinen saanto lasketaan moolien perusteella, ja todellinen saanto sekä prosenttituotto saadaan vertaamalla todellista massaa tai moolimäärää teoreettiseen.

Sovellukset: Stoikiometria on olennaista laboratoriossa, teollisessa tuotannossa sekä ympäristötieteissä. Se mahdollistaa täsmälliset varastosuunnittelut, reaktioiden optimoinnin ja kustannuslaskennan.

Esimerkki: Tasapainotettu reaktio H2 ja O2 muodosta H2O: 2 H2 + O2 → 2 H2O. Jos käytetään 4 mol H2 ja 3 mol O2, rajottuva reagenssi on H2 ja teoreettinen saanto on 4 mol H2O.