stoikiometrisissa

Stoikiometria on kemian ala, joka tutkii ja mittaa kemiallisten reaktioiden määrällisiä suhteita. Reaktioyhtälön tasapainottaminen osoittaa, miten lähtöaineet ja tuotteet esiintyvät oikeissa moolimäärissä, jotta massan säilyvyys toteutuu. Käytännössä stoikiometrisissa laskuissa lähtöaineiden määrät ja tuotteiden saannot lasketaan moolien avulla, jolloin aineet voidaan ilmaista suhteina toisiinsa.

Keskeisiä käsitteitä ovat tasapainotettu reaktioyhtälö, moolisuhteet ja rajatila eli limiting reagent. Kun reaktioyhtälö on tasapainossa, moolien avulla voidaan muuntaa massat toisikseen ja laskea tuotteen teoreettinen määrä. Todellinen saanto poikkeaa usein teoreettisesta, johtuen häviöistä tai yli- tai alilähdöstä.

Esimerkki: metaanin palaminen. CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O. Yksi mooli CH4 vaatii kaksi moolia O2; lopputuotteina syntyy yksi mooli CO2 ja kaksi moolia H2O. Jos lähtöaineita on 2 moolia CH4 ja 5 moolia O2, reaktio rajoittuu CH4:ään: käytetään 4 moolia O2 ja syntyy 2 moolia CO2 ja 4 moolia H2O, teoreettinen saanto.

Stoikiometria soveltaa myös kaasujen tilavuuksia: moolimäärät liittyvät tilavuuksiin, ja normeina käytetään standardeja olosuhteita. Laboratoriossa ja tehtailla sitä käytetään laskemaan tarvittavat määrät aineita ja ennustamaan tuotteiden määrää sekä hukan pienentämiseksi.

Historia: stoikiometria kehittyi 1800-luvulla massan säilymisen ja Avogadron lain tukemana; se rakentuu Lavoisierin ja Proustin perintöön.