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Vollständige Verbrennung von Methan

Stöchiometrie, Stöchiometrie oder veraltet, Stöchiometrie, (Altgriechisch: , stoicheion, Element und μέτρον, U-Bahn, Maß) ist die Berechnung der Verhältnis in welchem Verbundwerkstoffe miteinander reagieren und das Verhältnis zwischen den Reaktanten und Produkten von a chemische Reaktion. Die Stöchiometrie kann sich auf die chemischen Größen beziehen, in Maulwurf, wenn auf der Massen oder der Bände der an der Reaktion beteiligten Stoffe. In der Praxis wird das Ergebnis der Berechnung auch stöchiometrisch angezeigt.

Bei voller Verbrennung eines Moleküls Methan werden genau zwei Moleküle Sauerstoff verbraucht, und bei dieser Reaktion entsteht genau ein Molekül Kohlendioxid und zwei Moleküle Wasser gebildet:

${displaystyle mathrm {CH_{4}} 2,mathrm {O_{2}} longrightarrow mathrm {CO_{2}} 2,mathrm {H_{2}O} }$

Die Stöchiometrie drückt nur die molaren Verhältnisse der an der Reaktion beteiligten Stoffe aus, sie sagt nichts über die Reaktionsmechanismus. Die Stöchiometrie kann nicht nur für eine chemische Reaktion verwendet werden, sondern auch für die Verhältnisformel sich beziehen.

Antoine Lavoisier war der Entdecker der Stöchiometrie und der Gesetz der Erhaltung der Masse mit ihr verbundenen. Er war der Erste Chemiker die die Stöchiometrie von Reaktionen untersuchten.

Berechnungsmethoden

Das ganze Koeffizienten in der Reaktionsgleichung können entweder durch Ausprobieren verschiedener Zahlen, bis die Gleichung korrekt ist, oder durch Anwendung einiger Grundregeln bestimmt werden, die in den meisten chemischen Lehrbüchern zu finden sind. Beide Methoden sind jedoch recht zeitaufwendig und oft ineffizient. Ein effizienter und systematischer Weg ist die Verwendung von a Gleichungssystem. Die Gleichungen basieren auf

• das Gesetz der Erhaltung der Masse
• das Gesetz von mehreren Proportionen
• das Proustsches Gesetz.

Zum Beispiel für die Bildungsreaktion von Natriumcyanid von Natriumcarbonat, Kohlenstoff und Stickstoffgas gilt allgemein:

${displaystyle a,mathrm {Na_{2}CO_{3}} b,mathrm {C} c,mathrm {N_{2}} longrightarrow d,mathrm {NaCN} e,mathrm {CO_{2}} }$

Für die unbekannten Koeffizienten ${Anzeigestil a,b,c,d,e}$ Gleichungen bestimmt werden, denn für jede Chemisches Element an der Reaktion beteiligt sind, muss die Zahl der Atome links vom Pfeil gleich der Zahl der Atome rechts vom Pfeil sein. Für Natrium ist die ${Anzeigestil 2a}$ Natriumatome auf der linken Seite sind gleich dem ${displaystyle d}$ Natriumatome rechts, also ${Anzeigestil 2a=d}$. Wenn dies für jedes Element der Reaktionsgleichung durchgeführt wird, ergibt sich das folgende System so linearer Gleichungen auf:

${displaystyle S leftrightarrow { egin{cases}{mbox{Na}}&implies 2a=d/{mbox{C}}&implies ab=de/{mbox{O}}&implies 3a=2e/{mbox{N}}&implies 2c =d/Ende{Fälle}}}$

Dieses System besteht aus 4 Gleichungen und 5 Unbekannten. Indem man einer der Unbekannten einen Wert zuweist, kann das System mit Auswechslung. Die Lösung ist bis auf einen gemeinsamen Faktor eindeutig bestimmt. Mit zum Beispiel ${Anzeigestil a=2}$ der Rest lässt sich daraus berechnen: ${Anzeigestil d=4}$, ${Anzeigestil e=3}$, ${Anzeigestil c=2}$ und ${displaystyle b=5}$.

Nach Wahl ${displaystyle a=1}$ die anderen Koeffizienten wären auch halb so klein: ${Anzeigestil d=2}$, ${Anzeigestil e=3/2}$, ${Anzeigestil c=1}$ und ${Displaystil b=5/2}$. Da die Koeffizienten ganze Zahlen sein müssen, müssen alle mit einem Faktor multipliziert werden. Multipliziert man alles mit dem Faktor 2, ergibt sich wieder die erste Lösung. Natürlich könnte man auch mit dem Faktor 4, 6, 8, ... multiplizieren, um eine ganzzahlige Lösung zu erhalten. Es besteht jedoch Einigkeit darüber, dass die Koeffizienten so einfach wie möglich sein und keinen gemeinsamen Faktor enthalten sollten.

Die Reaktionsgleichung lautet also:

${displaystyle 2,mathrm {Na_{2}CO_{3}} 5,mathrm {C} 2,mathrm {N_{2}} longrightarrow 4,mathrm {NaCN} 3,mathrm {CO_{2}} }$

Webseiten

• (und) Stöchiometrie Ein Excel-Add-In für chemische Berechnungen. Berechnen Sie Molekulargewichte, Reaktionskoeffizienten, Stöchiometrie und mehr in Microsoft Excel