استوکیومتری

چکیده:

در ادامه مبحث واکنش های شیمیایی با استوکیومتری و روابط کمی بین واکنش دهنده ها و فراورده ها آشنا می شوید. لازمه این بحث آشنایی با مفهوم مول و جرم مولی است که به آن خواهیم پرداخت.

شرح درس:

استوکیومتری بخشی از شیمی است که با نسبت مقدار عنصرها در ترکیب ها و نیز ارتباط کمی میان مواد واکنش دهنده و فراورده سر و کار دارد. در محاسبات استوکیومتری باید از معادله موازنه شده واکنش استفاده کرد زیرا همانطور که قبلا گفته شد، یک معادله شیمیایی علاوه بر فرمول شیمیایی واکنش دهنده ها و فراورده ها، نسبتی معین را مشخص می کند که مواد یاد شده متناسب با آن در واکنش مصرف یا تولید می شوند.

• استوکیومتری (Stoichiometry) یک واژه یونانی است که از ترکیب دو واژه استویکیون (Stoicheion) به معنای عنصر و مترون (metron) به معنای سنجش گرفته شده است.

مول:

یک مول به مجموعه ای شامل 6.022 ×10²³  ذره (اتم، مولکول، یون) از هر ماده گفته می شود. این عدد نخستین بار توسط آووگادرو پیشنهاد شد، به همین دلیل به آن عدد آووگادرو می گویند و با N_A نمایش می دهند.

جرم مولی:

به جرم یک مول ذره (اتم، مولکول، یون) بر حسب گرم، جرم مولی گفته می شود و بر حسب g.mol^-1 (گرم بر مول) بیان می شود. جرم مولی مفهوم عمومی تری از اتم گرم و مولکول گرم است. در واقع در مورد موادی که اجزای سازنده آن ها اتم و مولکول است می توان به جای مول از اتم گرم (جرم یک مول اتم بر حسب گرم) و مولکول گرم ( جرم یک مول مولکول بر حسب گرم) استفاده کرد.

تبدیل تعداد مول ها به جرم و بالعکس:

در مبحث استوکیومتری شیوه های تبدیل یکاهای دیگر به مول اهمیت بسیار زیادی دارد. در این میان یکی از کمیت هایی که به آسانی در آزمایشگاه ها سنجیده می شود، جرم است. بنابراین نحوه تبدیل جرم به تعداد مول ها و برعکس بسیار مهم می باشد. این تبدیل به کمک جرم مولی انجام می شود.

واحد کربنی (amu):

اندازه بسیار کوچک اتم ها سبب شده است تا طبق یک توافق بین المللی برای سنجش جرم اتم ها، به جای گرم، از واحدی متناسب با جرم اتم ها استفاده شود. این واحد، واحد کربنی نام دارد و منظور از آن 1/12 (یک دوازدهم) جرم اتم کربن( ₆¹²C ) است.

جرم اتمی:

به جرم یک اتم بر حسب واحد کربنی، جرم اتمی می گویند. البته در عمل به جای یک اتم از یک مول اتم استفاده می شود، زیرا یک اتم تنها بسیار کوچک است. وجود ایزوتوپ های مختلف برای عناصر و تفاوت در فراوانی آن ها سبب شده که برای نمونه های طبیعی عناصر از جرم اتمی میانگین آن ها استفاده شود. توجه داشته باشید که جرم یک مولکول نیز بر حسب واحد کربنی، جرم مولکولی نامیده می شود نه مولکول گرم.

حجم مولی:

حجمی که یک مول از هر گازی در شرایط معین دما و فشار، اشغال می کند حجم مولی است.

نکته: در شرایط استاندارد یا متعارف (STP ) حجم مولی گازها برابر با 22.4 لیتر یا 22400 میلی لیتر است.

• در شرایط STP دما برابر با  0℃ (K 273)   و فشار برابر با یک اتمسفر (760mmHg) می باشد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مهسا شاه حسینی