Stoikiometria

Stoikiometria (aikaisemmin käytetty myös muotoa stökiometria) on kemian osa-alue, joka tutkii aineiden määriä, niiden suhteita sekä näiden muuttumista kemiallisissa reaktioissa. Stoikiometria perustuu massan säilymislakiin, eli toisin sanoen oletetaan tietystä määrästä lähtöaineista muodostuvan aina yhtä paljon tuoteainetta. Lisäksi perustapauksissa oletetaan, että molekyylien koostumukset pysyvät aina samanlaisina. Esimerkiksi vesimolekyylin oletetaan sisältävän aina yhden happiatomin ja kaksi vetyatomia.

Kemiallisissa reaktioissa kuitenkin vain harvoin kaikki lähtöaineet muuttuvat tuotteiksi, ja useimmiten vain osa lähtöaineista muuttuu tuotteiksi ja loput jäävät lähtöaineiksi. Reaktio voi myös päätyä tasapainotilaan, jossa osasta lähtöaineista syntyy edelleen tuotteita, mutta osa tuotteista palautuu takaisin lähtöaineikseen, jolloin lähtöaineiden ja tuotteiden määrät eivät enää merkittävästi muutu ajan kuluessa.

Stoikiometria sai alkunsa brittiläisen tiedemiehen John Daltonin huomatessa, että alkuaineet reagoivat keskenään tietyissä suhteissa.

Sovellukset

Stoikiometriaa käytetään kemiallisten reaktioyhtälöiden tasapainottamiseen. Esimerkiksi vetykaasun ja happikaasun välisessä reaktioissa syntyy vettä seuraavan reaktioyhtälön mukaan:

H₂ + O₂ → H₂O

Huomataan, että reaktioyhtälössä on lähtöaineiden puolella kaksi happiatomia, mutta tuotteiden puolella vain yksi. Lisätään tuotteiden puolelle kerroin kaksi vesimolekyylin eteen ja vastaavasti myös lähtöaineiden puolelle vedyn eteen, jolloin aineiden suhteet korjaantuvat ja reaktioyhtälö saadaan tasapainoon.

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Reaktioyhtälöiden tasapainotusten lisäksi stoikiometriaa voidaan käyttää mm. aineiden määrien laskemiseen sekä muuntamiseen. Hyvin usein hyödynnetään ainemäärän kaavaa:

$n={\frac {m}{M}}\,$, jossa n on ainemäärä, m on massa ja M on moolimassa.

Aiheesta muualla

• Opetus TV: Stoikiometria