סטוכיומטריה של התגובה

חשבו על תגובה כימית מאוזנת כמו התלקחות גז מימן. כאן, היחסים הכמותיים בין המגיבים לתוצרים H2, O2 ו-H2O הם שתי מולקולות H2 המגיבות עם מולקולה של O2 ליצירת שתי מולקולות H2O. היחסים הכמותיים נקראים סטויכיומטריה והם דומים לכל מתכון.

נניח שמשתמשים בשתי פרוסות סלמי, פרוסת גבינה ושתי פרוסות לחם להכנת כריך. על מנת להכין שלושה כריכים, יש לשלש את כמויות המרכיבים. כמה כריכים נוכל להכין עם עשר פרוסות סלמי?

משום שיחס הסלמי לכריכים הוא שניים לאחד, ניתן להכין חמישה כריכים. אותו התהליך מיושם על תגובות כימיות. קחו לדוגמה סינתוז של אמוניה.

מקדמי הסטויכומטריה מתארים ישירות את מספר המולקולות היחסי, שהוא שווה ערך לכמויות היחסיות במולים. מול אחד של גז חנקן ושלושה מול גז מימן מגיבים ליצירת שני מול אמוניה. על מנת ליצור ארבעה מול אמוניה, כמויות המגיבים מוכפלות.

יחס המולים של גז חנקן לאמוניה הוא 2:1, בעוד זה של גז מימן לאמוניה הוא 2:3. אם ישנם 15 מולים של מימן, כמה מולים של אמוניה ניתן ליצור? באמצעות יחס המולים כגורם המרה, ניתן לסנתז עשרה מולים של אמוניה.

כדי להעריך את מסת המגיב על בסיס מסת התוצר, או להפך, יש ללכת בדרך זו. בשונה מחישובי מולים, חישובים הנוגעים למסה אינם ישירים. ראשית, המסה הידועה מומרת למולים.

אז מיושם יחס המולים. לבסוף, הכמות במולים מומרת למסה באמצעות המסה המולרית של התרכובת המתאימה. לדוגמה, חשבו על התלקחות דלק טילים פחמימני, משמע תגובתו עם חמצן.

כמה גרם של חמצן נוזלי, בקירוב, נדרשים לכל 5, 000 גרמים של דלק? ראשית, משתמשים במסה המולרית בקירוב של הדלק כדי להמיר 5, 000 גרם למולים. אז, יחס המולים של 35:2 מיושם לחישוב הכמות הדרושה במולים של חמצן מולקולרי.

לבסוף, משתמשים במסה המולרית של חמצן מולקולרי כדי לקבוע שהחללית צריכה לאחסן כ-17, 000 גרמים של חמצן על סיפונה לכל 5, 000 גרם של דלק.