300px|miniatura|dreapta|Exemplu de reacție stoechiometrică: arderea metanului Stoechiometria (sin. stoichiometrieDEX online: Stoichiometrie, stechiometrieDEX online: Stechiometrie) este o ramură a chimiei care studiază raporturile cantitative dintre elemente, în combinații sau în reacții chimiceDEX online: Stoechiometrie.
Matrice stoichiometrică Pentru reacții complexe, stoichiometriile sunt reprezentate compact printr-o matrice stoichiometrică, notată cu simbolul . Dacă rețeaua multireacție are reacții și specii moleculare, matricea stoichiometrică are linii și coloane.
De exemplu, considerând sistemul de reacții:
S1 → S2
5S3 + S2 → 4S3 + 2S2
S3 → S4
S4 → S5.
Sistemul constă din patru reacții și cinci specii moleculare diferite. Matricea stoichiometrică pentru acest sistem poate fi scrisă ca:
unde coloanele corespund la S1, S2, S3, S4 și S5 respectiv.
Transformarea unei scheme de reacții într-o matrice stoichiometrică poate cauza pierderea unor detalii, de exemplu, stoichiometriile în a doua reacție sunt simplificate prin includerea în matrice. Aceasta înseamnă că nu e întotdeauna posibil de a alcătui schema originală de reacții dintr-o matrice stoichiometrică.
Matrice atomică în amestecuri Conservarea atomilor în amestecuri se exprimă prin matricea atomică, care are ca elemente numerele de atomi ni din elementul chimic e în compusul i.
Aspecte cinetice Deseori matricea stoichiometrică este combinată cu vectorul vitezei de reacție vr într-o ecuație compactă descriind viteza de transformare a speciilor moleculare:
Exemple de calcule stoechiometrice
Exemplul 1 Să se determine masa sulfurii de fier rezultată din combinarea a 100 de grame de fier cu sulf.
Se scrie ecuația chimică a reacției:
Deoarece fierul are masa atomică 56, iar sulful 32, din 56 grame de fier se obțin 56+32=88 grame sulfură și se stabilește proporția:
de unde
Exemplul 2 Să se determine volumul amoniacului format prin combinarea a 300 de litri de hidrogen cu azot, gazele rezultate fiind în aceleași condiții de temperatură și presiune.
Se scrie ecuația chimică:
de unde se deduce că din 3 volume de hidrogen se obțin 2 volume de amoniac și se stabilește proporția:
Rezultă:
Vezi și Fracție molară Legea proporțiilor echivalente
Note
Bibliografie D Geană Termodinamică chimică. Teoria echilibrului intre faze și chimic; Editura Politehnica Press 2003 N. F. Stepanov, M E Erlikina, G. G. Filipov Metode ale algebrei liniare în chimia fizică, Editura Științifică și Enciclopedică. 1980