בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע וועגן דער דעפֿיניציע פֿון סטאָיכיאָמעטריע
סטאָיכיאָמעטריע איז אַ צווייַג פֿון כעמיע וואָס שטודירט די קוואַנטיטעטן פֿון סובסטאַנצן וואָס זענען פֿאַרבונדן אין כעמישע רעאַקציעס. דאָס וואָרט 'סטאָיכיאָמעטריע' אַליין שטאַמט פֿון די גריכישע ווערטער "סטאָיכיאָן," וואָס מיינט עלעמענט, און "מעטראָן," וואָס מיינט מאָס. סטאָיכיאָמעטריע פֿאָקוסירט אויף דעם פּראָפּאָרציע פֿון מאָלן, מאַסע, באַנד און פּאַרטיקלען אין אַ כעמישער רעאַקציע. סטאָיכיאָמעטריע איז קריטיש אין כעמיע ווייל עס גיט די באַזע פֿאַר רעאַקציע אַנאַליז און העלפֿט וויסנשאַפֿטלער באַשטימען די קוואַנטיטעטן פֿון סובסטאַנצן וואָס זענען נויטיק אָדער פּראָדוצירט אין אַ כעמישער רעאַקציע.
כּדי בעסער צו פֿאַרשטיין דעם באַגריף פֿון סטאָיכיאָמעטריע, לאָמיר דיסקוטירן עטלעכע בייַשפּיל־פֿראַגעס און זייערע דיסקוסיעס.
סטאָיכיאַמעטריע בייַשפּיל פֿראַגן
פראגע 1: פשוטע כעמישע רעאקציעס
באַטראַכט די פאלגענדע רעאַקציע:
\[ \טעקסט{H}_2 + \טעקסט{O}_2 \רעכטער פײַל \טעקסט{H}_2\טעקסט{O} \]
אויב מיר הייבן אָן מיט 4 מאָל H₂ און 4 מאָל O₂, וויפיל מאָל H₂O וועט געשאַפן ווערן? וועלן די רעאַקטאַנטן אויסגענוצט ווערן, צי וועט עס בלייבן איבער?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
דער ערשטער שריט איז צו שרייבן א באלאנסירטע כעמישע גלייכונג:
\[ \טעקסט{2H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{2H}_2\text{O} \]
די גלייכונג ווייזט אז 2 מאל H₂ רעאגירן מיט 1 מאל O₂ צו פראדוצירן 2 מאל H₂O. פון דעם קענען מיר געפינען די צאל מאל H₂O פראדוצירט ניצנדיג סטויכיאמעטריע.
1. באַשטימען די מאָלן פון איבעריק און אויסגענוצט:
פֿאַר יעדע 2 מאָל H₂, דאַרפֿן מיר 1 מאָל O₂. מיר אָנהייבן מיט 4 מאָל H₂ און 4 מאָל O₂.
– \( \frac{4 \text{ mol H₂}}{2} = 2 \text{ mol O₂} \) פארלאנגט.
– זינט מיר האָבן 4 מאָל O₂, איז O₂ די איבערבליבענע סובסטאַנץ.
2. רעכענען אויס די צאָל פּראָדוקטן:
אויף דעם זעלבן אופן, וועלן 4 מאָל H₂ פּראָדוצירן די זעלבע צאָל מאָל H₂O ווייל יעדע 2 מאָל H₂ וואָס רעאַגירן פּראָדוצירט 2 מאָל H₂O.
\[ 4\טעקסט{ מול H₂} \times \frac{2 \טעקסט{ מול H}_2\טעקסט{O}}{2 \טעקסט{ מול H}_2} = 4 \טעקסט{ מול H}_2\טעקסט{O} \]
אַזוי, 4 מאָל וואַסער וועלן געשאַפן ווערן, און די איבעריקע O₂ וועט נישט געניצט ווערן.
פראגע 2: פארברענונג רעאקציע
בענזין (C₆H₆) ברענט אין זויערשטאָף צו פּראָדוצירן קוילן דייאַקסייד און וואַסער ווי פאלגנד:
\[ 2\טעקסט{ C}_6\טעקסט{H}_6 + 15\טעקסט{ O}_2 \רעכטער אַרראָו 12\טעקסט{ CO}_2 + 6\טעקסט{ H}_2\טעקסט{O} \]
אויב 1 מאָל C₆H₆ ווערט פארברענט, וויפיל מאָל CO₂ און H₂O וועלן געשאפן ווערן? וויפיל מאָל O₂ זענען נויטיק?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
ניצט די סטאָיכיאָמעטרישע גלייכונג אויבן צו סאָלווען די פּראָבלעם:
1. באַשטימען די מאָלן פון CO₂ און H₂O וואָס ווערן פּראָדוצירט:
\[ \טעקסט{C}_6\טעקסט{H}_6 \]
[1 מאָל C₃H₁₁ איז עקוויוואַלענט צו 12 מאָל CO₂ (פֿאַר 2 מאָל C₃H₁₁)]
פֿון דעם סטאָיכיאָמעטרישן פאַרהעלטעניש:
\[ 1 \טעקסט{מאָל C}_6\text{H}_6 = \frac{12 \text{mol CO}_2}{2} \]
\[ = 6 \text{ מאָל CO}_2 \]
אזוי אויך פאר H₂O:
\[ 1 \text{ מול C}_6\text{H}_6 = \frac{6 \text{ מול H}_2\text{O}}{2} \]
\[ = 3 \טעקסט{מאָל ה_2\טעקסט{אָ} \]
2. באַשטימען די נויטיקע מאָלן O₂:
\[ 1 \text{ מול C}_6 \text{H}_6 = \frac{15 \text{ מול O}_2}{2} \]
\[ = 7.5 \text{ מול O}_2 \]
פראגע 3: זויער-באזע נויטראליזאציע רעאקציעס
וויפיל ליטער CO₂ גאז ווערן פראדוצירט (אונטער סטאנדארט באדינגונגען) ווען 5 ג סאדיום קארבאנאט (Na₂CO₃) רעאגירט מיט איבעריגע הידראָכלאָריק זויער לויט דער רעאקציע:
[\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]
פֿאַרעפֿנטלעכט:
1. באַשטימען די מאָלן פון Na₂CO₃:
מאָלאַרע מאַסע פון Na₂CO₃:
\[ (2 × 23) + 12 + (3 × 16) = 106 ג/מאָל \]
מאָלן פון Na₂CO₃ בנימצא:
\[ \frac{5 \text{g Na₂CO₃}}{106 \text{g/mol}} = 0.047 \text{mol Na₂CO₃} \]
2. וויפיל מאָל CO₂ ווערן געשאפן:
\[ 1 \טעקסט{ מאָל Na₂CO₃} פּראָדוצירן 1 \טעקסט{ מאָל CO}_2 \]
אזוי וועט 0.047 מאָל פון Na₂CO₃ פּראָדוצירן:
\[ 0.047 \text{ מאָל CO}_2 \]
אונטער נאָרמאַלע באַדינגונגען (STP: 22.4 ל/מאָל):
[ 0.047 מאָל 22.4 ל/מאָל = 1.05 ל CO2]
קעסימפּולאַן
פֿון דעם בייַשפּיל פּראָבלעם אויבן, קענען מיר זען אַז סטאָיכיאָמעטריע נעמט אַרײַן עטלעכע וויכטיקע טריט: קאָנווערטירן מאַסע צו מאָלן, ניצן מאָלאַרע פאַרהעלטענישן פֿון באַלאַנסירטע גלייכונגען, און לעסאָף קאָנווערטירן צוריק צו די פארלאנגטע איינהייטן. אַ פֿאַרשטאַנד פֿון סטאָיכיאָמעטריע איז קריטיש פֿאַר הצלחה אין אַנאַליזירן כעמישע רעאַקציעס און פּלאַנירן כעמישע סינטעזן. מיט ווײַטערדיקער פּראַקטיק וועט סטאָיכיאָמעטריע ווערן אַ זייער נוציק געצייַג אין דער וועלט פֿון כעמיע.
