Stehiometrija sa smislom Raos, Nenad
Kemija u industriji; časopis kemičara i tehnologa Jugoslavije,
10/2017, Volume:
66, Issue:
9-10
Journal Article
Peer reviewed
Open access
Učenje stehiometrije može se učiniti zanimljivim i poticajnim ako se kemijski račun primijeni na stvarne probleme, kako u tehnici tako i u svakodnevnom životu. Predočen je primjer pet takvih problema ...koji opet mogu poslužiti za formuliranje stehiometrijskih zadataka: 1.) obnavljanje zraka u podmornicama te svemirskim brodovima i stanicama, 2.) problem odgovarajuće (stehiometrijske) smjese gorivnog plina i zraka, 3.) opravdanost razlike u cijeni kristalne i kalcinirane sode, 4.) cijena rupe u siru i 5.) usporedba točnosti dviju metoda za određivanje relativne atomske mase. Problemi su formulirani tako da se mogu prilagoditi svakom stupnju kemijske naobrazbe, tj. izračunati na više razina aproksimacije.
Predlaže se da se stehiometrijski računi temelje na promjenama mjerenih veličina pojedinih sudionika kemijske reakcije kao što su mase, množine, broj molekula itd. te da se odgovarajuće podesi ...označivanje: da se promjene veličina označuju operatorom za razliku Δ kao što je uobičajeno u termodinamici. Umjesto omjera masa, množina ili drugih veličina bolje je pisati omjere promjena tih veličina. Pritom se kao posljedica nužno javljaju i negativne vrijednosti koje se automatski kompenziraju prihvaćenom definicijom stehiometrijskog broja. Sve su te promjene međusobno povezane preko dosega kemijske reakcije i uvodna kemija za studente kemije i srodnih struka ne bi smjela izbjegavati pojam dosega. Ta je veličina, kao "veličina stanja" napredovanja kemijskog procesa, nužna za razumijevanje kemijske termodinamike i kemijske kinetike, ali i u složenijim stehiometrijskim računima ima određene prednosti.
Učenje stehiometrije može se učiniti zanimljivim i poticajnim ako se kemijski račun primijeni na stvarne probleme, kako u tehnici tako i u svakodnevnom životu. Predočen je primjer pet takvih problema ...koji opet mogu poslužiti za formuliranje stehiometrijskih zadataka: 1.) obnavljanje zraka u podmornicama te svemirskim brodovima i stanicama, 2.) problem odgovarajuće (stehiometrijske) smjese gorivnog plina i zraka, 3.) opravdanost razlike u cijeni kristalne i kalcinirane sode, 4.) cijena rupe u siru i 5.) usporedba točnosti dviju metoda za određivanje relativne atomske mase. Problemi su formulirani tako da se mogu prilagoditi svakom stupnju kemijske naobrazbe, tj. izračunati na više razina aproksimacije.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
U ovome radu istražen je utjecaj temperature (ϑ = 5 - 20 °C) i vodocementnog masenog omjera (mH/mAC = 0,4; 0,5 i 1,0) na rano razdoblje hidratacije uzoraka komercijalnog aluminatnog cementa uporabom ...diferencijalnog mikrokalorimetra. Kemijski vezana voda u hidratiziranim uzorcima određena je termogravimetrijskom metodom. Rano razdoblje hidratacije opisano je pojednostavljenim stehiometrijskim modelom koji je temeljen na stehiometriji reakcija hidratacije glavnih minerala: monokalcijeva aluminata, majenita i feritne faze. Ukupni proces hidratacije nakon razdoblja indukcije uspješno je opisan predloženim kinetičkim modelom u obliku sume otpora pojedinačnih mehanizama: nukleacije i rasta kristala, interakcije na granici faza i prijenosa tvari. Ustanovljeni veliki utjecaj vodocementnog omjera na ukupno razvijenu toplinu hidratacije aluminatnog cementa, odnosno na stupanj hidratacije, ukazuje na važnost vode kao limitirajućeg reaktanta koji rano usporava hidrataciju. Stoga je predloženim kinetičkim modelom interakcija opisana bimolekulskom reakcijom vode i cementa, a prijenos tvari je opisan relativno prema mjerodavnomu reaktantu. Primjenom predloženog kinetičkog modela istražen je utjecaj temperature i vodocementnog omjera na mjerne veličine izdvojenih mehanizama procesa hidratacije.
PDF