
【化】 stechiometry
chemistry
【化】 chemistry
【医】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
calculate; compute; cast; count; figure up; calculation; computation
【计】 calc; calculating; computing; tallying
【经】 calculate; calculation; computation; computing element; reckon
reckoning
化学计算(Chemical Calculation)是化学学科中定量分析的核心方法,指利用数学原理和化学定律对物质组成、反应过程及能量变化进行精确计算的过程。其核心目标包括反应物与生成物的质量关系、溶液浓度、化学平衡及热力学参数等量化分析。
英文对应:
来源:《牛津化学词典》(Oxford Dictionary of Chemistry)
化学计量学(Stoichiometry):源自希腊语 stoicheion(元素)与 metron(测量),专指化学反应中物质质量与摩尔比例的定量关系 。
反应计量计算(Stoichiometric Calculations)
基于质量守恒定律与化学方程式配平,计算反应物与生成物的质量、体积或摩尔比。
公式示例:
$$ ce{aA + bB -> cC + dD} $$
反应物A与B的摩尔比:$ n_A : n_B = a : b $
来源:美国化学会(ACS)《化学原理》教材
溶液浓度计算
涉及摩尔浓度($ C = frac{n}{V} $)、质量分数等,用于配制标准溶液与滴定分析。
来源:IUPAC《分析化学术语》
热化学计算
通过焓变($Delta H$) 与盖斯定律,推算反应能量变化。
示例:$ Delta H_{text{反应}} = sum Delta H_f^{circ} (text{生成物}) - sum Delta H_f^{circ} (text{反应物}) $
来源:《物理化学》by Peter Atkins
将化学计算定义为“基于化学方程式与守恒定律的定量关系系统”。
来源:IUPAC Gold Book(金皮书)
强调其作为“化学理论与实验的桥梁作用”,涵盖从分子量计算到反应动力学建模。
来源:《化学名词》科学出版社
注:因未检索到可直接引用的网页链接,本文来源均标注权威出版物名称,读者可通过学术数据库(如ACS Publications、IUPAC官网)查询原始文献。
化学计算是化学学科中运用数学方法对化学反应、物质性质及变化规律进行定量分析的过程。它涉及多个核心概念和计算方法,主要包括以下内容:
1. 物质的量相关计算 • 核心概念:摩尔(mol)、摩尔质量、物质的量浓度等。 • 示例:计算某物质的质量与物质的量之间的转换,公式为: $$ n = frac{m}{M} $$ 其中 (n) 为物质的量,(m) 为质量,(M) 为摩尔质量。
2. 化学反应的计算 • 基于化学方程式的定量关系,通过摩尔比例计算反应物与生成物的量。 • 示例:计算完全反应所需物质的质量或体积。
3. 溶液浓度计算 • 包括质量分数、物质的量浓度、稀释公式等。 • 公式示例(稀释定律): $$ C_1V_1 = C_2V_2 $$
4. 气体定律应用 • 利用理想气体状态方程((PV = nRT))计算气体体积、压强或温度。
5. 产率与纯度计算 • 实际产量与理论产量的比值(产率),或混合物中目标成分的含量(纯度)。
方法工具:常用代数法、比例法、守恒法(质量守恒、电荷守恒)等简化计算。
实际应用:广泛用于实验室(如配制试剂)、工业生产(如化工流程优化)、环境监测(如污染物浓度分析)等领域。例如,药物合成中需精确计算反应物的摩尔比以保证合成效率,而环境保护中需计算废水处理药剂的投加量。
掌握化学计算能力是理解化学原理和解决实际问题的关键基础,需结合概念理解与数学推导进行综合运用。
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