A sztöchiometria a kémiai reakcióban keletkező reaktánsok és termékek mennyisége közötti mennyiségi kapcsolat tanulmányozása. A kémiai reakcióknak egyensúlyban kell lenniük (ugyanannyi különböző atomnak kell lennie a reaktáns oldalon, mint amennyi a termék oldalon van). Ha egy kémiai reakció nem kiegyensúlyozott, akkor nem lehet információt gyűjteni a reaktánsok és a termékek közötti kapcsolatról.

Nézzünk meg néhány összefüggést, amelyek egy kiegyensúlyozott kémiai egyenletből származnak:

Vas + oxigén –> Vas(III)-oxid

4 Fe (s) + 3O2 (g) –> 2Fe2O3 (s)

4 atom Fe + 3 molekula O2 –> 2Fe2O3 (s)

4 atom Fe + 3 molekula O2…> 2 képletegység Fe2O3

4 mol Fe + 3 mol O2 –> 2 mol Fe2O3

223 g Fe + 96.0 g O2 –> 319.4 g Fe2O3

reaktánsok tömege = termékek tömege

– Tükrözi a tömegmegmaradás törvényét (tömeg nem keletkezhet és nem semmisülhet meg)

Vegyük ennek az égési reakciónak a moláris viszonyát:

C3H8 (g) + 5O2 (g) -à 3CO2 (g) + 2H2O (l)

Ebből az egyensúlyi egyenletből megtudjuk, hogy minden mol C3H8-ra 5 mol oxigénre van szükség, hogy reakcióba lépjen vele, és 3 mol szén-dioxid és 2 mol víz keletkezzen.

Ha 3 mol O2-vel kezdtük, hány mol C3H8-ra lenne szükségünk?

A kérdés megválaszolásához a gyakorlatban alkalmazzuk a sztöchiometriát!

Az O2 molról a C3H8 moljára kell átmennünk:

3 mol O2 X 1 mol C3H8 / 5 mol O2 = 0,6 mol C3H8

A feladat megoldásához a C3H8 molarányát használtuk : O2-t a fenti egyensúlyi egyenletből.

A sztöchiometria miatt a molról a tömegre is át tudunk lépni.

Tegyük fel, hogy van 27,2 g C3H8-unk, és tudnunk kell, hogy hány gramm O2 felel meg ennek az egyenletnek.

Ezért a C3H8 grammjáról a C3H8 moljára a C3H8 moljára az O2 moljára az O2 grammjára kell lépnünk:

27.2 g C3H8 X 1 mol C3H8/ 44 g C3H8 X 5 mol O2/ 1 mol C3H8 X 32 g O2/ 1 mol O2 = 98,9 g O2

A kémiai egyenletben a különböző anyagok mennyiségének egymáshoz való viszonyítása nagyon értékes eszköz, mert lehetővé teszi, hogy megtaláljuk az összes kapcsolatot a reaktánsok és a termékek között, meghatározzuk egy ismeretlen molekula/atom mennyiségét, és mérjük az egyes reaktánsok és termékek mennyiségét. Mindezeket a célokat a sztöchiometria segítségével érhetjük el!