Русская Википедия:Стехиометрия

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Rq

Файл:Титульный лист второго издания книги Рихтера.png
Титульный лист второго издания книги И. Рихтера

Стехиоме́трия (от Шаблон:Lang-grc «элемент» + Шаблон:Lang-grc2 «измерять») — система законов, правил и терминов, обосновывающих расчёты состава веществ и количественных соотношений между массами (объёмами для газов) веществ в химических реакциях. Стехиометрия включает нахождение химических формул, составление уравнений химических реакций, расчёты, применяемые в препаративной химии и химическом анализеШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Этимология

Термин «стехиометрия» ввёл И. Рихтер в книге «Начала стехиометрии, или Искусство измерения химических элементов» (J. B. Richter. Anfangsgründe der Stöchyometrie oder Meßkunst chymischer Elemente. Erster, Zweyter und Dritter Theil. Breßlau und Hirschberg, 1792-93), обобщивший результаты своих определений масс кислот и оснований при образовании солей[1].

Термин происходит от древнегреческих слов стоихеион (στοιχεῖον — «элемент») и метрон (μέτρον — «мера»). Слово «стехиометрия» использовалось патриархом Константинопольским Никифором для обозначения количества строк в каноническом Новом Завете и некоторых апокрифах.

Определение

Понятие стехиометрии относят как к химическим соединениям, так и к химическим реакциям. Соотношения, в которых, согласно законам стехиометрии, вступают в реакцию вещества, называют стехиометрическими, так же называют соответствующие этим законам соединения. В стехиометрических соединениях химические элементы присутствуют в строго определённых соотношениях (соединения постоянного стехиометрического состава, они же дальтониды). Примером стехиометрических соединений могут служить вода Н2О, сахароза С12Н22О11 и практически все другие органические, а также множество неорганических соединений.

В то же время многие неорганические соединения в силу разных причин могут иметь переменный состав (бертоллиды). Вещества, для которых наблюдаются отклонения от законов стехиометрии, называют нестехиометрическимиШаблон:Sfn. Так, оксид титана(II) имеет переменный составШаблон:Sfn, в котором на один атом титана может приходиться от 0,65 до 1,25 атома кислорода. Натриевольфрамовая бронзаШаблон:Sfn (относящийся к оксидным бронзам вольфрамат натрия) по мере удаления из неё натрия меняет свой цвет от золотисто-жёлтого (NaWO3) до тёмного сине-зелёного (NaO•3WO3), проходя через промежуточные красный и фиолетовый цветаШаблон:Sfn. И даже хлорид натрия может иметь нестехиометрический состав, приобретая синий цвет при избытке металлаШаблон:Sfn. Отклонения от законов стехиометрии наблюдаются для конденсированных фаз и связаны с образованием твёрдых растворов (для кристаллических веществ), с растворением в жидкости избытка компонента реакции или термической диссоциацией образующегося соединения (в жидкой фазе, в расплаве).

Если исходные вещества вступают в химическое взаимодействие в строго определённых соотношениях, а в результате реакции образуются продукты, количество которых поддаётся точному расчёту, то такие реакции называются стехиометрическими, а описывающие их химические уравнения — стехиометрическими уравнениями. Зная относительные молекулярные массы различных соединений, можно рассчитать, в каких соотношениях эти соединения будут реагировать. Мольные соотношения между веществами — участниками реакции показывают коэффициенты, которые называют стехиометрическими (они же — коэффициенты химических уравнений, они же — коэффициенты уравнений химических реакций)[2][3]. Если вещества реагируют в соотношении 1:1, то их стехиометрические количества называют эквимолярными.

В основе стехиометрии лежат законы сохранения массы, эквивалентов, закон Авогадро, Гей-Люссака, закон постоянства состава, закон кратных отношений. Открытие законов стехиометрии, строго говоря, положило начало химии как точной науки. Правила стехиометрии лежат в основе всех расчётов, связанных с химическими уравнениями реакций и применяются в аналитической и препаративной химии, химической технологии и металлургии.

Законы стехиометрии используют в расчётах, связанных с формулами веществ и нахождением теоретически возможного выхода продуктов реакции. Рассмотрим реакцию горения термитной смеси:

Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe.

Сколько граммов алюминия нам необходимо для завершения реакции с 85,0 граммами оксида железа (III)?

<math>\mathrm{\left(\frac{85.0 \ g \ Fe_2 O_3}{1}\right)\left(\frac{1 \ mol \ Fe_2 O_3}{160 \ g \ Fe_2 O_3}\right)\left(\frac{2 \ mol \ Al}{1 \ mol \ Fe_2 O_3}\right)\left(\frac{27 \ g \ Al}{1 \ mol \ Al}\right) = 28.7 \ g \ Al}</math>

Таким образом, для проведения реакции с 85,0 граммами оксида железа (III), необходимо 28,7 грамма алюминия.

См. также

Шаблон:Wiktionary

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:Cite book Шаблон:Wayback
  2. ↑ В химической термодинамике стехиометрические коэффициенты исходных веществ (реагентов) считают отрицательными
  3. ↑ Шаблон:Cite web
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Стехиометрия&oldid=10871347