היבטים כמותיים בכימיה

הבטים כמותיים בכימיה או סטויכיומטריה הוא תחום בכימיה הבא לעזור לנו לחשב את כמות החומר הנדרש/הנוצר בתגובה כימיה מאוזנת.

יחידות המידה

• כמות החומר- n. יחידות המידה הן מול (mol).

1 מול חומר מכיל 10²³×6.02 חלקיקים. זהו מספר אבוגדרו (N_A).

היחס בין מקדמים בתגובה הוא כמו היחס בין המולים.

• מספר חלקיקים- N. לא מסומן ביחידת מידה כלשהי. מספר החלקיקים במול הוא מספר אבוגדרו.

• נפח- V. יחידות המידה הן ליטר (L). הנפח מציין את נפח הממס או נפח הגזים המשתתפים בתגובה.

• ריכוז מולרי- C. יחידות המידה הן מולאר (M). מולאר הוא מספר המולים של חומר חלקי נפח התמיסה (בתיכון לומדים רק על ריכוז בתמיסה).

• מסה- m. יחידות המידה הן גרם (gr).

• מסה מולרית- M_W. יחידות המידה הן גרם למול (^gr/_mol). זו המסה של מול חומר (נתונה בטבלה המחזורית שניתנת לתלמיד בבחינת הבגרות).

• נפח מולרי- Vm. יחידות המידה הן ליטר למול (^L/_mol). נפח של מול של חומר במצב גזי, בתנאים מוגדרים:
  • תנאי S.T.P (תנאי תקן): לחץ של אטמוספירה אחת ב 22.4 מעלות צלסיוס.
  • תנאי חדר: לחץ של אטמוספירה אחת ב 25 מעלות צלסיוס.
  • השערת אבוגדרו:

א. היחס בין נפחי הגזים המשתתפים בתגובה, שווה ליחס בין המולים, שווה ליחס בין המקדמים: [math]\displaystyle{ \frac{V_a}{V_b}=\frac{n_a}{n_b} }[/math]

ב. אם בתגובה נפחי שני גזים שווים, אז היחס בין המסות שלהם שווה ליחס בין המסות המולריות: [math]\displaystyle{ \frac{m_a}{m_b}=\frac{M_W(a)}{M_W(b)} }[/math]

כך אם נתון שמולים\נפחים של שני גזים בתגובה שווים, ונתונה מסה של גז אחד, ניתן למצוא את המסה של הגז השני.

• הנוסחאות הנדרשות בנושא:
  • מסה: [math]\displaystyle{ m=M_W\cdot n }[/math]
  • מספר חלקיקים: [math]\displaystyle{ N=N_A\cdot n }[/math]
  • נפח: [math]\displaystyle{ V=V_m\cdot n }[/math]
  • ריכוז: [math]\displaystyle{ C=\frac{n_{mol}}{V_L} }[/math]
  • מול: [math]\displaystyle{ n=\frac{V}{V_M}=\frac{m}{M_W}=\frac{N}{N_A}=C \cdot V }[/math]

הנוסחאות למציאת מול הן עריכה של הנוסחאות הקודמות, אולם עדיף לזכור אותן כך (כי מציאת כמות מולים של החומר היא דבר בסיסי ונפוץ במבחני בגרות).
הערה: מציאת מולים ע"י נפח ונפח מולרי נעשית רק בגזים, בעוד הנפח שמופיע בנוסחה עם הריכוז מתייחס לנפח של תמיסות.