Chimica generale - la stechiometria

Stechiometria

La stechiometria è lo studio delle relazioni quantitative fra reagenti e prodotti in una reazione chimica. Una volta che abbiamo bilanciato una reazione chimica, possiamo determinare le quantità degli altri reagenti e/o dei prodotti. Queste quantità possono essere espresse in:

• Moli
• Numero di particelle
• Masse (grammi)
• Volumi (litri)

In altre parole, i reagenti reagiscono e i prodotti si formano rispettando i rapporti stechiometrici dell'equazione bilanciata. Con il calcolo stechiometrico si può calcolare:

• Le quantità delle sostanze necessarie per trasformare completamente una data quantità di reagente.
• La quantità di prodotto che si ottiene da quantità note di reagenti.

Questi calcoli si usano costantemente durante tutte le procedure di laboratorio di analisi chimica, durante la produzione di qualsiasi prodotto chimico usato dall'industria o venduto ai consumatori.

Calcoli basati su equazioni chimiche

La stechiometria di una reazione chimica coinvolge sempre le relazioni molari fra reagenti e prodotti e, quindi, la stechiometria in una reazione chimica è rappresentata dai coefficienti dell'equazione chimica bilanciata. Con i coefficienti stechiometrici si possono ricavare i rapporti molari tra due sostanze coinvolte in una reazione. Tali rapporti molari si usano come fattori di conversione nel determinare le quantità di sostanze che reagiscono.

Esempio di equazione chimica bilanciata:

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Ci sono quattro sostanze coinvolte nella reazione e possiamo scrivere sei coppie di rapporti molari:

• C₂H₅OH e O₂: 1 mole di C₂H₅OH / 3 moli di O₂
• C₂H₅OH e CO₂: 1 mole di C₂H₅OH / 2 moli di CO₂
• C₂H₅OH e H₂O: 1 mole di C₂H₅OH / 3 moli di H₂O
• O₂ e CO₂: 3 moli di O₂ / 2 moli di CO₂
• O₂ e H₂O: 3 moli di O₂ / 3 moli di H₂O
• CO₂ e H₂O: 2 moli di CO₂ / 3 moli di H₂O

Calcoli mole-mole

Quando è noto il numero di moli di uno dei reagenti o di uno dei prodotti, si può determinare facilmente il numero di moli proporzionale di qualunque altro reagente utilizzando il corretto rapporto molare. Tale conversione può essere schematizzata come:

Moli di A ➔ Moli di B

Se si parte da un'equazione non bilanciata, bisogna eseguire prima il bilanciamento.