Kas ir stehiometrija?

Sākotnējās ķīmijas nodarbības parasti ietver ievadu stehiometrijā, kurā studentiem tiek lūgts līdzsvarot ķīmiskos vienādojumus mājasdarbos un klasē. Stehiometrija balstās uz faktu, ka elementi uzvedas paredzamā veidā un ka matēriju nevar izveidot vai iznīcināt. Tāpēc, apvienojot elementus, lai izveidotu reakciju, notiks kaut kas zināms un konkrēts, un reakcijas iznākumu var paredzēt, pamatojoties uz iesaistītajiem elementiem un daudzumiem.

Ķīmiķi aplūko gan reaģentus, gan to produktus, kas var ietvert jaunu ķīmisko savienojumu kopā ar atlikumiem. Vienkāršā stehiometrijas piemērā skābekļa un ūdeņraža gāzes apvienojas, veidojot ūdeni, bet tikai noteiktos daudzumos. Ņemot vērā noteiktu ūdens daudzumu, ķīmiķis var noteikt, cik daudz skābekļa un ūdens nonāca reakcijā, kas radīja ūdeni, izmantojot stehiometriju un zināšanas par ķīmiju. Ķīmiķi, kas strādā laboratorijā, var arī noteikt dažādu produktu daudzumu, kas nepieciešams, lai radītu konkrētu reakciju, pirms viņi sāk eksperimentu.

Viens no stehiometrisko aprēķinu pamatiem ir tas, ka summām ir jāpaliek nemainīgām. Nevar izvilkt elementus no zila gaisa, un tāpēc vienādojums būs nelīdzsvarots, ja vienā pusē būs vairāk nekā otrā. Ķīmiķi izmanto mērvienību, ko sauc par molu, lai izmērītu masu stehiometrijā, un, līdzsvarojot vienādojumus, viņi pārliecinās, ka abas puses ir vienādas, pat ja ķīmiskā reakcija radīja jaunu ķīmisku savienojumu.

Lai gan stehiometriskie aprēķini var šķist tikai zinātnieku kompetencē, cilvēki faktiski izmanto stehiometriju katru dienu, lai gan viņi to nezina. Piemēram, maiznieki lielā mērā paļaujas uz ķīmijas principiem un nepieciešamību līdzsvarot sastāvdaļas, un viņi izmanto zināmās to “elementu” īpašības, ar kuriem viņi strādā, lai izveidotu līdzsvarotu vienādojumu: recepti, kurai būs pozitīvs rezultāts. Stehiometriju izmanto arī vairākās nozarēs, sākot no eļļas rafinēšanas līdz matu krāsu ražošanai.