KIMIKA

Ekuazio kimikoek ematen diguten informazioa: estekiometria

Estekiometria hitza lehen aldiz Jeremías Richter (1762-1807) kimikari alemaniarrak erabili zuen elementu kimikoen proportzioak neurtzen dituen zientzia izendatzeko. Richter izan zen elementuen masak eta konbinatzen diren kantitateek erlazio konstantea mantentzen dituztela ohartu zen lehenengo kimikarietariko bat. Gaur egun estekiometria hitza, formula eta ekuazio bidezko informazio kuantitatiboa ondorioztatzeko erabiltzen da.

Erreakzio kimiko bidezko kalkuluak

Erreakzio kimiko batean, berdindutako ekuazioaren koefizienteak edozein faktoregatik biderkatu edo zatitu daitezke, ekuazioaren esanahia aldatu gabe. Jarraian ikus daitezkeen bi ekuazioek informazio bera eskaintzen digute.

2H2 (g) + O2 (g) ® 2 H2O (l)

Bakoitzeko Hauekin erlaziona daitezke Hau lortu ahal izateko
2 SO2 molekula O2 molekula 1 2 SO3 molekula
2 SO2 mol O2 mol 1 2 SO3 mol
128 g SO2 32 g O2 160 g SO3

Estekiometria ariketen emaitza lortu ahal izateko lau pausu jarraitu behar dira:

  • Lehenengo, ekuazio kimiko berdindua idatzi behar da.
  • Eman diguten informazioa moletara pasa behar da.
  • Ekuazio kimikoan erlazio molarrak aztertu behar dira.
  • Molak nahi dugun moletara igaro behar dira.

Aipatu berri dugun hori, 40 metano molekula erreakzionatu ahal izateko behar den oxigeno molekulen kantitatea kalkulatuz erakutsiko dugu ondorengo erreakzioaren bidez:

CH4 + O2 ® CO2 + H2O

Lehenengo eta behin, ekuazioa doitu behar da (2. gaia ikusi)

CH4 + 2 O2 ® CO2 + 2H2O

Doitu berri dugun ekuazio horretatik hau ondoriozta dezakegu: metano molekula batek oxigeno bi molekulekin erreakzionatzen du eta horrenbestez, ondorengo erlazioa ezar dezakegu:

CH4 molekula 1 ® 2 O2 molekula
40 CH4 molekula ® x O2 molekula
beraz: x = 80 O2 molekula

Portzentajea errendimenduak erreakzio kimikoetan

Ekuazio kimikoaren arabera, eta erreakzionatzaileen kantitate jakin batetik, lor daitekeen produktu baten gehienezko kantitateari errendimendu teorikoa deitzen zaio. Laborategian edo industria batean lortzen den produktuaren kantitatea nahi baino txikiagoa izatearen arrazoiak ugariak dira eta honako hauek dira batzuk:

  • Manipulazioan gerta zitezkeen galerak edo isuriak.
  • Erreakzioa egiteko baldintzak desegokiak izatea.
  • Amaierako produktua banatzea zaila izatea.
  • Aldi berean gertatzen diren erreakzioak egotea. Horren ondorioa desio ez ziren produktuak sortzea da, nahi direnez gain. Erreakzio mota horiei bigarren mailako erreakzioak deitzen zaie.

Erreakzio baten benetako errendimendua ehunekotan adierazi behar da:

Elkarren segidako erreakzioen kalkuluak

Ohikoa da prozesu kimikoetan bi edo ondoz ondoko erreakzio gehiago egin behar izatea helburutzat dugun produktua lortu ahal izateko. Kasu horretan, lehen erreakzioko produktuak bigarren erreakzioaren erreakzionatzaileak direnez, eta hala hurrenez hurren, ez da beharrezkoa tarteko erreakzioetan lortzen diren substantzien masak kalkulatzea.

Horren ordez, ordea, erlazio molarrak erabil daitezke amaierako erreakzioari buruzko informazioa lortu ahal izateko.

Horren erakusgarri da ondorengo adibidea: potasio permanganatoa lortu ahal izateko, bi fase gertatu behar dira:

2 MnO2 (s) + 4 KOH (c) + O2 ® 2 K2MnO4 (c) + 2 H2O (l) eta 2 K2MnO4 (c) + Cl2 (g) ® 2 KMnO4 (c) + 2 KCl (c)

Disoluzioan dauden erreaktiboekin egindako kalkuluak

Erreakzioetan oso ohikoa da disoluzioan dauden erreaktiboak erabiltzea solidoen, likidoen edo gas puruen ordez.

Disoluzioei esker, maila molekularrean substantzien barneagoko nahasketa egin daiteke. Horren ondorioz, erreakzioak egoera solidoan baleude baino modu eraginkorragoan gertatzen dira.

Uraren distilazioari esker, bertan disolbatuta dauden gatzak bana daitezke.

Erreaktibo mugatzailearen kontzeptua

Erreaktibo mugatzailea deitzen zaio erreakzio kimiko batean erabat kontsumitzen den erreaktiboari. Aldiz, gehiegizko erreaktiboa dela esaten da agortzen ez denean, baina erreakzioaren estekiometriaren arabera, erreaktibo mugatzailea kontsumitu denean.

Estekiometrian kalkuluak beti erreaktibo mugatzailetik abiatuta egiten dira.

 

Bolumenekin egindako kalkuluak

Erreakzio batean erreakzionatzaileren bat edo guztiak eta produktuak gasak badira, gas moten arteko erlazioak konbinazio bolumenei buruzko Gay-Lussac legea, Avogradoren legea eta bolumen molarra erabilita lor daitezke.

Horrez gain, gas idealen ekuazioari esker masak eta bolumenak erlazionatu daitezke presio eta tenperatura baldintza ezberdinetan.

 

Erreakzio kimikoa eta formula enpirikoa

Substantzia baten formula enpirikoa bere konposizioa pisuan edo ehunekotan (6. gaia ikusi) kontuan hartuta kalkula daiteke. Horretarako, bere konposizioa aztertzeko erabili behar den erreakzioak eskaintzen duen informaziotik abiatuta kalkula daiteke formula enpirikoa.