Стехиометрия: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки |
текст дополнен, в том числе ссылками на АИ |
||
Строка 1:
{{rq|sources|stub}}
'''Стехиоме́трия''' (от {{lang-grc|στοιχεῖον}} «элемент» + {{lang-grc2|μετρέω}} «измерять») — [[система]] [[закон]]ов, [[правило|правил]] и [[термин]]ов, обосновывающих расчеты [[химический состав|состава]] [[вещество|веществ]] и количественных соотношений между [[масса]]ми ([[объём]]ами для [[газ]]ов) веществ в [[химическая реакция|химических реакциях]]. Стехиометрия включает нахождение [[химическая формула|химических формул]], составление [[химическое уравнение|уравнений химических реакций]], расчёты, применяемые в [[препаративная химия|препаративной химии]] и [[химический анализ|химическом анализе]]{{sfn|Химическая энциклопедия, т. 4|1995|с=437.}}{{sfn|БСЭ, 1-е изд., т. 52|1947|с=885.}}{{sfn|БСЭ, 2-е изд., т. 40|1957|с=641.}}.
Понятие стехиометрии относят как к [[химическое соединение|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 определенных соотношениях (соединения постоянного стехиометрического состава, они же [[дальтониды]]). Примером стехиометрических соединений могут служить [[вода]] Н<sub>2</sub>О, [[сахароза]] С<sub>12</sub>Н<sub>22</sub>О<sub>11</sub> и практически все другие [[органические соединения|органические]], а также множество [[неорганические соединения|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 ''нестехиометрическими''{{sfn|Химическая энциклопедия, т. 4|1995|с=437.}}. Так, [[оксид титана(II)]] имеет переменный состав{{sfn|Реми Г., Курс неорганической химии, т. 2|1966|с=73.}}, в котором на один [[атом]] [[титан]]а может приходиться от 0,65 до 1,25 атомов кислорода. Натриевольфрамовая [[бронза]]{{sfn|Химическая энциклопедия, т. 1|1988|с=321.}} ( относящийся к оксидным бронзам [[вольфрамат натрия]]) по мере удаления из нее [[натрий|натрия]] меняет свой цвет от золотисто-желтого (NaWO<sub>3</sub>) до темного сине-зеленого (NaO•3WO<sub>3</sub>), проходя через промежуточные красный и фиолетовый цвета{{sfn|Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т. 2|1972|с=378.}}. И даже [[хлорид натрия]] может иметь нестехиометрический состав, приобретая синий цвет при избытке [[металл]]а{{sfn|Некрасов Б.В., Основы общей химии, т. 2|1973|с=232.}}. Отклонения от законов стехиометрии наблюдаются для [[конденсированное состояние|конденсированных]] [[термодинамическая фаза|фаз]] и связаны с образованием [[твёрдый раствор|твёрдых растворов]] (для [[кристалл]]ических веществ), с [[растворение]]м в [[жидкость|жидкости]] избытка компонента реакции или [[термическая диссоциация|термической диссоциацией]] образующегося соединения (в жидкой фазе, в [[расплав]]е).
Если исходные вещества вступают в химическое взаимодействие в строго определенных соотношениях, а в результате реакции образуются продукты, количество которых поддается точному расчету, то такие реакции называются стехиометрическими, а описывающие их [[химическое уравнение|химические уравнения]] — [[стехиометрическое уравнение|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)<ref>В [[химическая термодинамика|химической термодинамике]] стехиометрические коэффициенты исходных веществ ([[реагент]]ов) считают отрицательными</ref>. Если вещества реагируют в соотношении 1:1, то их стехиометрические количества называют ''эквимолярными''.
Термин «стехиометрия» ввёл [[Рихтер, Иеремия Беньямин|И. Рихтер]] в книге «Начала стехиометрии, или Искусство измерении 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.
В основе стехиометрии лежат законы [[закон сохранения массы|сохранения массы]], [[эквивалент вещества|эквивалентов]], [[закон Авогадро]], [[закон Гей-Люссака|Гей-Люссака]], [[закон постоянства состава]], [[закон кратных отношений]]. Открытие законов стехиометрии, строго говоря, положило начало химии как точной науке. Правила стехиометрии лежат в основе всех расчётов, связанных с химическими уравнениями реакций и применяются в [[аналитическая химия|аналитической]] и препаративной химии, [[химическая технология|химической технологии]] и [[металлургия|металлургии]].
Законы стехиометрии используют в расчетах, связанных с формулами веществ и нахождением теоретически возможного выхода продуктов реакции. Рассмотрим реакцию [[горение|горения]] [[термитная смесь|термитной смеси]]:
: Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 2Al → Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 2Fe.
Сколько
<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
== См. также ==
* [[Гравиметрический анализ]]
* [[Стехиометрическая валентность]]
* [[Стехиометрическое уравнение]]
* [[Титриметрический анализ]]
* [[Химическое уравнение]]
* [[Химическая формула]]
== Примечания ==
{{Примечания|2}}
== Литература ==
* {{книга|автор= |заглавие=Большая Советская Энциклопедия|издание=1-е изд|место=М.|издательство=ОГИЗ — Советская энциклопедия|год=1947|том=52|страниц=944|ref=БСЭ, 1-е изд., т. 52}}
* {{книга|автор= |заглавие=Большая Советская Энциклопедия|издание=2-е изд|место=М.|издательство=Большая Советская Энциклопедия|год=1957|том=40|страниц=648|ref=БСЭ, 2-е изд., т. 40}}
* {{книга|автор=Некрасов Б. В.|заглавие=Основы общей химии|издание=3-е изд|место=М.|издательство=Химия|год=1973|том=1|страниц=656|ref=Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1}}
* {{книга|автор=Некрасов Б. В.|заглавие=Основы общей химии|издание=3-е изд|место=М.|издательство=Химия|год=1973|том=2|страниц=688|ref=Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 2}}
* {{книга|автор=Реми Г.|заглавие=Курс неорганической химии|издание= |место=М.|издательство=Изд-во иностранной лит-ры|год=1963|том=1|страниц=920|ref=Реми Г., Курс неорганической химии, т. 1}}
* {{книга|автор=Реми Г.|заглавие=Курс неорганической химии|издание= |место=М.|издательство=Мир|год=1966|том=2|страниц=838|ref=Реми Г., Курс неорганической химии, т. 2}}
* {{книга|автор=Рипан Р., Четяну И.|заглавие=Неорганическая химия|издание= |место=М.|издательство=Мир|год=1971|том=1. Химия металлов|страниц=560|ref=Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т. 1}}
* {{книга|автор=Рипан Р., Четяну И.|заглавие=Неорганическая химия|издание= |место=М.|издательство=Мир|год=1972|том=2. Химия металлов|страниц=872|ref=Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т. 2}}
* {{книга|автор= |заглавие=Химическая энциклопедия|ответственный =Гл. ред. И. Л. Кнунянц|издание= |место=М.|издательство=Советская энциклопедия|год=1988|том=1: А — Дарзана|страниц=624|ref=Химическая энциклопедия, т. 1}}
* {{книга|автор= |заглавие=Химическая энциклопедия|ответственный =Гл. ред. И. Л. Кнунянц|место=М.|издательство=Большая Российская энциклопедия|год=1995|том=4: Полимерные материалы — Трипсин|страниц=640|isbn=5-85270-092-4|ref=Химическая энциклопедия, т. 4}}
[[Категория:Общая химия]]
| |||