Kas yra stechiometrija?

Stechiometrija yra matematika už chemijos mokslo. Naudojant žinomus fizikinius dėsnius, tokius kaip masės tvermės dėsnis ir apibrėžtų proporcijų dėsnis, stechiometrija naudojama informacijai apie įvairių cheminėje reakcijoje naudojamų elementų kiekius rinkti ir apie tai, ar jie buvo dujų, kietųjų medžiagų ar skysčių pavidalu. . Naudodamas matematiką, kas nors gali nustatyti tam tikrų elementų kiekius, reikalingus norimai reakcijai sukurti, arba kiekius, naudojamus generuojant jau įvykusią reakciją.

Pradedantieji chemijos užsiėmimai paprastai apima įvadą į stechiometriją, kuriame mokinių prašoma subalansuoti chemines lygtis atliekant namų darbus ir klasėje. Stechiometrija remiasi tuo, kad elementai elgiasi nuspėjamai ir kad materija negali būti sukurta ar sunaikinta. Todėl, kai elementai yra sujungiami, kad būtų sukurta reakcija, įvyks kažkas žinomo ir konkretaus, o reakcijos baigtį galima numatyti remiantis susijusiais elementais ir kiekiais.

Chemikai nagrinėja ir reagentus, ir jų produktus, kuriuose gali būti naujas cheminis junginys kartu su likučiais. Paprastame stechiometrijos pavyzdyje deguonies ir vandenilio dujos kartu sukuria vandenį, bet tik nustatytais kiekiais. Atsižvelgdamas į nustatytą vandens kiekį, chemikas gali nustatyti, kiek deguonies ir vandens pateko į reakciją, kuri sukūrė vandenį, naudodamas stechiometriją ir pagrindines chemijos žinias. Laboratorijoje dirbantys chemikai taip pat gali nustatyti įvairių produktų kiekį, reikalingą tam tikrai reakcijai sukurti, prieš pradėdami eksperimentą.

Vienas iš stechiometrinių skaičiavimų pagrindų yra tas, kad sumos turi išlikti pastovios. Negalima ištraukti elementų iš oro, todėl lygtis bus nesubalansuota, jei vienoje pusėje yra daugiau nei kitoje. Chemikai naudoja matavimo vienetą, vadinamą molis, norėdami išmatuoti masę stechiometrijoje, o kai subalansuoja lygtis, jie įsitikina, kad abi pusės yra lygios, net jei cheminės reakcijos metu susidaro naujas cheminis junginys.

Nors stechiometriniai skaičiavimai gali atrodyti vien tik mokslininkų kompetencija, žmonės iš tikrųjų naudoja stechiometriją kiekvieną dieną, nors gali to ir nežinoti. Pavyzdžiui, kepėjai labai remiasi chemijos principais ir būtinybe subalansuoti ingredientus ir naudoja žinomas „elementų“, su kuriais dirba, savybes, kad sukurtų subalansuotą lygtį: receptą, kurio rezultatas bus teigiamas. Stechiometrija taip pat naudojama daugelyje pramonės šakų, pradedant aliejaus rafinavimu ir baigiant plaukų dažų gamyba.