La stechiometria è lo studio della relazione quantitativa tra le quantità di reagenti e prodotti formati in una reazione chimica. Le reazioni chimiche devono essere bilanciate (avere lo stesso numero di atomi di vario tipo dalla parte del reagente e dalla parte del prodotto). Se una reazione chimica non è bilanciata, non è possibile raccogliere informazioni sulla relazione tra i reagenti e i prodotti.

Diamo un’occhiata ad alcune relazioni derivate da un’equazione chimica bilanciata:

Ferro + Ossigeno –> Ossido di ferro (III)

4 Fe (s) + 3O2 (g) –> 2Fe2O3 (s)

4 atomi Fe + 3 molecole O2 –> 2 unità formula Fe2O3

4 mole Fe + 3 mol O2 –> 2 mol Fe2O3

223 g Fe + 96.0 g O2 –> 319.4 g Fe2O3

Massa dei reagenti = Massa dei prodotti

– Riflette la legge di conservazione della massa (la massa non può essere né creata né distrutta)

Prendiamo il rapporto molare di questa reazione di combustione:

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

Da questa equazione bilanciata, impariamo che per ogni mole di C3H8, abbiamo bisogno di 5 moli di ossigeno per reagire con esso per produrre 3 mol di anidride carbonica e 2 mol di acqua.

Se iniziassimo con 3 moli di O2, di quante moli di C3H8 avremmo bisogno?

Per rispondere a questa domanda, mettiamo in pratica la stechiometria!

Dobbiamo passare da mol di O2 a mol di C3H8:

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

Per fare questo problema, abbiamo usato il rapporto moli di C3H8 : O2 dall’equazione bilanciata sopra.

A causa della stechiometria, possiamo anche passare dalle moli alla massa.

Diciamo che abbiamo 27,2 g di C3H8 e abbiamo bisogno di sapere quanti grammi di O2 soddisferebbero questa equazione.

Quindi, dobbiamo passare da grammi di C3H8 a moli di C3H8 a moli di O2 a grammi di O2:

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

Essere in grado di mettere in relazione le quantità di diverse sostanze in un’equazione chimica è uno strumento molto prezioso, perché permette di trovare tutte le relazioni tra reagenti e prodotti, determinare la quantità di una molecola/atomo sconosciuto, e misurare la quantità di ogni reagente e prodotto. Possiamo raggiungere tutti questi obiettivi attraverso l’uso della stechiometria!