Stoechiometrie

Stoechiometria (sin. stoichiometrie[1], stechiometrie[2]) este o ramură a chimiei care studiază raporturile cantitative dintre elemente, în combinații sau în reacții chimice[3].

Exemplu de reacție stoechiometrică: arderea metanului

Matrice stoichiometricăModificare

Pentru reacții complexe, stoichiometriile sunt reprezentate compact printr-o matrice stoichiometrică, notată cu simbolul  . Dacă rețeaua multireacție are   reacții și   specii moleculare, matricea stoichiometrică va avea   linii și   coloane.

De exemplu, considerând sistemul de reacții:

S1 → S2
5S3 + S2 → 4S3 + 2S2
S3 → S4
S4 → S5.

Sistemul constă din patru reacții și cinci specii moleculare diferite. Matricea stoichiometrică pentru acest sistem poate fi scrisă ca:

 

unde coloanele corespund la S1, S2, S3, S4 și S5 respectiv.

Transformarea unei scheme de reacții într-o matrice stoichiometrică poate cauza pierderea unor detalii, de exemplu, stoichiometriile în a doua reacție sunt simplificate prin includerea în matrice. Aceasta înseamnă că nu e întotdeauna posibil de a alcătui schema originală de reacții dintr-o matrice stoichiometrică.

Matrice atomică în amestecuriModificare

Conservarea atomilor în amestecuri se exprimă prin matricea atomică, care are ca elemente numerele de atomi ni din elementul chimic e în compusul i.

Aspecte cineticeModificare

Deseori matricea stoichiometrică este combinată cu vectorul vitezei de reacție vr într-o ecuație compactă descriind viteza de transformare a speciilor moleculare:

 

Exemple de calcule stoechiometriceModificare

Exemplul 1Modificare

Să se determine masa sulfurii de fier rezultată din combinarea a 100 de grame de fier cu sulf.

Se scrie ecuația chimică a reacției:

 

Deoarece fierul are masa atomică 56, iar sulful 32, din 56 grame de fier se obțin 56+32=88 grame sulfură și se stabilește proporția:

 

de unde

 

Exemplul 2Modificare

Să se determine volumul amoniacului format prin combinarea a 300 de litri de hidrogen cu azot, gazele rezultate fiind în aceleași condiții de temperatură și presiune.

Se scrie ecuația chimică:

 

de unde se deduce că din 3 volume de hidrogen se obțin 2 volume de amoniac și se stabilește proporția:

 

Rezultă:

 

Vezi șiModificare

NoteModificare

  1. ^ DEX online: Stoichiometrie
  2. ^ DEX online: Stechiometrie
  3. ^ DEX online: Stoechiometrie

BibliografieModificare

  • D Geană Termodinamică chimică. Teoria echilibrului intre faze și chimic; Editura Politehnica Press 2003
  • N. F. Stepanov, M E Erlikina, G. G. Filipov Metode ale algebrei liniare în chimia fizică, Editura Științifică și Enciclopedică. 1980