Die Stöchiometrie ist eines der einfachsten und grundlegendsten mathematischen Hilfsmittel in der Chemie. Sie beruht auf dem Massenerhaltungssatz und beschäftigt sich mit der Frage, welche quantitativen Informationen man aus einer Reaktionsgleichung gewinnen kann.
Stoffe
Ein Stoff kann dadurch beschrieben werden, dass er eine Masse besitzt und man ihn beobachten sowie untersuchen kann. Einen bestimmten Raum, der keine Stoffe enthält, nennt man Vakuum. Zudem werden elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise Licht, nicht zu den Stoffen gezählt.
In der Umgangssprache nennt man chemische Stoffe auch Substanzen. In der Chemie jedoch bezeichnet eine Substanz nur Stoffe in fester Form, sogenannte Feststoffe.
Grob kann man Stoffe in der Chemie in Reinstoffe und in Gemische unterteilen. Reinstoffe sind beispielsweise Kochsalz (Natriumchlorid), Eisen und Alkohol (Ethanol). Beispiele für Stoffgemische sind Luft, Bier oder Stahl.
Jede Portion oder Einheit eines Stoffes besitzt eine Masse, hat ein Volumen und besitzt eine innere Energie, beziehungsweise Wärmeenergie. Auch wenn der Stoff der Gleiche ist, kann seine Form unterschiedlich sein. Eisen kommt zum Beispiel in allen möglichen Formen vor.
Stoffeigenschaften
Oft ist von Eigenschaften von Stoffen zu lesen. Diese Stoffeigenschaften lassen sich in mehrere Gruppen unterteilen:
Physikalische Stoffeigenschaften:
– Dichte
– Elektrische Leitfähigkeit
– Farbe
– Härte
– Löslichkeit
– Magnetisierung
– Oberflächenspannung
– Optische Aktivität
– Schallgeschwindigkeit
– Schmelztemperatur
– Siedetemperatur
– Verformbarkeit
– Viskosität
– Wärmeleitfähigkeit
– Wasserlöslichkeit
Chemische Stoffeigenschaften:
– Angreifbarkeit durch Säuren oder Laugen
– Bindungsenergie
– Brennbarkeit
– Elektronennegativität
– Explosivität
– Korrosionsbeständigkeit
– Reaktivität
– Säure- und Basekonstante
Physiologische Eigenschaften:
Diese bezeichnen chemische und physikalische Stoffeigenschaften unter dem Aspekt der Wahrnehmbarkeit oder der Auswirkungen auf die Umgebung.
– Geruch
– Geschmack
– Toxizität
– Resorption
Stoffmenge – Mol
Durch die Stoffmenge wird die quantitative Mengenangabe für Stoffe, besonders in der Chemie, angegeben. Diese Stoffmenge ist dabei weder Masse noch Teilchenzahl, sondern festgelegt im Internationale Einheitensystem (SI) durch willkürliche Vereinbarung als Basisgrösse eigener Art. Daraus zu schliessen ist, das sie auch nicht durch andere SI-Basisgrössen darstellbar ist. Das Mol ist die Einheit der Stoffmenge und eine SI-Basiseinheit.
Wenn das Mol verwendet wird muss die zugrunde gelegte Anzahl der Teilchen exakt festgelegt werden; ein Mol eines Stoffes enthält etwa 6,02214179·1023 (602 Trilliarden) solcher Teilchen (Avogadro-Zahl NA, auch Loschmidt-Zahl).
Diese Teilchen können auch Äquivalentteilchen oder kurz Äquivalente sein, sozusagen Bruchstücke der realen Teilchen.
Für die Stoffmenge nX und die Masse mX einer Stoffportion eines Reinstoffes X und dessen molaren Masse MX gilt folgender Zusammenhang:
