Stoichtools：用于做化学计量的工具

StoichTools包含一组用于进行化学计量分析的Matlab函数。这些函数解析各种化学计量计算的标准化学符号，包括寻找分子量，平衡原子和电荷守恒的反应，寻找独立的反应，并显示希尔符号的公式。这些函数解释了变化和原子平衡，所以它们可以用来平衡离子反应和化学半反应。

Stoichtools拥有广泛的文档，包括一组工作的作业问题，展示了使用功能。

这些职能是为支持化学工程的介绍性课程而开发。金宝app

杰夫康多2010年12月18日

内容

什么是stoichtools？

Stoichtools适用于两种类型的数据：

StoichTools提供以下类型化学计算的功能：

使用化学公式

计算分子量

化学计量

解决方案的家庭作业问题金宝搏官方网站

StoichTools文件夹包含许多工作的作业问题。这些是Matlab脚本，标题在图案中hw_xx.m.。每个脚本都以包含问题语句的单元格开头。随后的细胞证明了解决问题的解决方案。可以使用MATLAB发布功能来查看作业文件。

解析化学公式

鉴于一系列化学物质，r = parse_formula（s）解析化学式的细胞阵列以产生结构阵列R.该值是存在于相应公式中存在的该元素的原子数。结构阵列包括用于该组种类中的每个原子元素的字段。我们称之为物种的原子代表。

％解析甲烷parse_formula（'ch4'）

ANS = C：1 H：4

其他解析示例

ex {1} ='nahco3';{2} ='KFE3（SO4）2（哦）6';％jorosite.{3} =“KFe3 (AsO4) 2 (HAsO4) 2》;％钾 - 铁 - 砷酸盐{4} ='（CH4）8（H2O）46';％甲烷包裹{4} ='hso4-（aq）';为了k = 1：长度（ex）disp（ex {k}）;parse_formula（ex {k}）结尾

NaHCO3 ANS = NA：1 H：1 C：1 O：3 KFE3（SO4）2（OH）6 ANS = K：1 FE：3 S：2 O：14H：6 KFE3（ASO4）2（HASO4）2ANS = K：1 FE：3 AS：4 O：16 H：2 HSO4-（AQ）ANS = H：1 S：1 O：4问：-1

化学缩写和同位素

parse_formula（'d2o'parse_formula（'etoh'）Molweight（{'H2O'那'd2o'那't2o'那'etoh'那'phoh'那'tio2'那'mo2'}）;

ANS = D：2 O：1 Ans = C：2 H：6 O：1种摩尔。wt。------- -------- H2O 18.02 D2O 20.03 T2O 22.03 ETOH 46.07 PHOH 94.11 TIO2 79.88 MO2 NAN

非化学计量公式

化学计量的一些应用涉及复杂的化学化合物，不易通过简单的化学梭菌描述。也可以解析所谓的“非化学计量”化合物。

细菌='ch1.8n0.24o0.36';parse_formula（细菌）;

从原子到化学式

考虑到原子表示的结构阵列，| S = Hillformula（R）}构建相应化学式的细胞阵列。

辛烷值辛烷值= 8;辛烷值= 18;Hillformula（辛烷）

ans ='c8h18'

希尔符号和规范表征

Hill符号是一种常用的系统，用于以标准形式写入化学公式。％Hillformula（r）产生化学物质的简单规范表示。然而，注意，对于给定公式可能存在许多异构体。

s = {'zr3b2'那'hbr'那'hcl'那'ch3（ch2）6ch3'那'naco3'那'cac2'那'ch3oh'那......'ch3cooh'那'hno3'那'H2SO4'那'nh3'那'snh4'那'ch3hgch3'那'（ch3ch2）4pb'那......'[CO（NH3）6] +3'那'[b12h12] -2'};fprintf（“-15年代-15年代\ n % % \ n ---------- ----------\ n '那......'公式'那'山符号'）;为了k = 1：长度fprintf（'％-15s％-15s \ n'，s {k}，char（hillformula（s {k}））;结尾

公式山符号---------- ---------------- Zr3b2 b2zr3 hbr brh hcl ch3（ch2）6ch3 c8h18 naco3 cnao3 cac2 c2ca ch 3 4O4 hnO 3 hnO3 H2SO4 H2O4S NH3 H3N SNH4H4SN CH3HGCH3 C2H6Hg（CH3CH2）4PB C8H20PB [CO（NH3）6] + 3 COH18N6 + 3 [B12H12] -2 B12H12-2

分子量

Mw =摩尔重量(s)

给定细胞阵列的化学式，或原子表示的结构阵列，莫略计算相应的分子量载体。

％分子量的二甲基汞S ='ch3hgch3';mw = molweight（'ch3hgch3'）;fprintf（'二甲基汞的分子量（％s）=％g \ n'，s，mw）;

二甲基汞的分子量（CH3HGCH3）= 230.66

创建分子量表

如果molweight没有输出，那么它打印一个分子量的表。

molweight;

物种摩尔。wt。------- -------- CH3HGCH3 230.66

原子矩阵

[A,atoms,species] = atomic(s) [A,atoms,species] = atomic(r)

给定细胞阵列的化学式S.，或原子表示的结构阵列R.那原子计算原子矩阵A.原子是原子元素的细胞阵列，物种是一种细胞的物种。a（i，j）是物种{j}中的元素原子{i}的原子数。在没有输出参数的情况下调用时％，原子显示原子矩阵。

s = {'ch4'那'O2'那'H2O'那'二氧化碳'};原子;a =原子;DISP（''）;DISP（'a ='）;disp（a）;

CH4 O2 H2O CO2 C：1 0 0 1 H：4 0 2 0 O：0 2 1 2 A = 1 0 0 1 4 0 2 0 0 2 1 2

离子物质的原子基质

对于离子物质，添加了另外的行，由“Q”标记，表示矩阵中包括的每种物种上的净电荷。

s = {'fe + 3'那'so4-2'那'h +'那'哦-'那'H2O'那'fe2（so4）3'};原子;

FE + 3 SO4-2 H + OH-H2O FE2（SO4）3 FE：1 0 0 0 0 2 H：0 0 0 1 1 2 0 O：0 4 0 1 1 12 S：0 1 0 0 0 3问：3-2 1 -1 0 0

平衡反应

给定细胞阵列的化学式，或者是一系列原子表示，stoich (s)计算满足充电和原子余额的化学计量系数。如果未指定输出，则显示平衡反应。

stoich（{'napb'那'ch3ch2cl'那'（ch3ch2）4pb'那'nacl'那'PB'}）;stoich（{'h +（aq）'那'oh-（aq）'那'h2o（l）'}）;

4 NaPB + 4 CH3CH2CL <=>（CH3CH2）4PB + 4 NaCl + 3 PB H +（AQ）+ OH-（AQ）<=> H2O（L）

化学计量矩阵

给定细胞阵列的化学式，或原子表示的结构阵列，v = stoich（s）计算化学计量矩阵V.。v（n，r）是物种的化学计量系数N.在反应中R.。原子和化学计量矩阵满足关系a * v = 0。

s = {'c8h18'那'O2'那'C'那'CO'那'二氧化碳'那'H2O'};v = stoich（s）;DISP（'化学计量矩阵v ='）;DISP（v）;

化学计量矩阵v = -1 0 0 0 -1 0 0 0 0 -1 25-2 2 -17 2 -1 9 0 0

确定独立反应

v = stoich（s）DISP_REACTION（v，s）

化学计量矩阵的列V.代表独立反应。功能DISP_REACTION（v，s）以常规人类可读形式显示反应。

s = {'c8h18'那'O2'那'C'那'CO'那'二氧化碳'那'H2O'};v = stoich（s）;DISP_REACTION（v，s）;

C8H18 + 17 CO2 <=> 25 CO + 9 H2O O 2 + 2 CO <=> 2 CO2 C + CO2 <=> 2 CO

复杂反应的进一步实例

例子http://www.chemistryhelp.net/chemisty-calculator/chemical -equation-balancer.

stoich（{'p2i4'那'p4'那'H2O'那“H3PO4”那'ph4i'}）;stoich（{'[Cr（N2H4CO）6] 4 [Cr（CN）6] 3'那'kmno4'那'H2SO4'那'k2cr2o7'那......'mnso4'那'二氧化碳'那'kno3'那'K2SO4'那'H2O'}）;stoich（{'Cu（s）'那'hno3（aq）'那'Cu（no3）2（aq）'那'木栓）'那'h2o（l）'}）;stoich（{'CU'那'hno3'那'H2O'那'Cu（No3）2'那'不'}）;stoich（{'kmno4'那'C3H5（OH）3'那'k2co3'那'mn2o3'那'二氧化碳'那'H2O'}）;stoich（{'k2cr2o7'那'fecl2'那'hcl'那'kcl'那......'crcl3'那'fecl3'那'H2O'}）;stoich（{'BI（NO3）3（H2O）5'那'naoh'那'H2O2'那'rucl3'那......'nano3'那'nacl'那'bi2ru2o7'那'H2O'}）;stoich（{'（NH4）2Moo4'那'nh4no3'那'na3po4'那'H2O'那......'（NH4）3 [P（MO3O10）4]'那'nano3'那'nh3'}）;stoich（{'h2'那'CA（CN）2'那'naalf4'那'feso4'那'mgsio3'那'ki'那“H3PO4”那......'pbcro4'那'brcl'那'cf2cl2'那'so2'那'pbbr2'那'crcl3'那'mgco3'那......'kal（哦）4'那'fe（scn）3'那'pi3'那'na2sio3'那'caf2'那'H2O'}）;stoich（{“NH4ClO4”那'nay（哦）4'那'ru（scn）3'那'PBR5'那'ticl2cri4'那'beco3'那......'rb2zro3'那'znat2'那'cat2i2'那'RB0.998YAT4'那“RuS2”那'bezro3'那'Zn（CN）2'那......'nahbr1.997'那“H3PO4”那'ticro4'那'cli'那'H2SO4'那'H2O'}）;

10 P2I4 + 13 P4 + 128 H 2 O <=> 32 H3PO4 + 40 pH4i 10 [Cr（N2H4CO）6] 4 [Cr（CN）6] 3 + 1176 kmnO4 + 1399 H2SO4 <=> 35 K2CR2O7 + 1176 MnSO4 + 420 CO 2+ 660 KNO3 + 223 K2SO4 + 1879 H 2 O 3 Cu（S）+ 8HNO3（AQ）<=> 3 Cu（NO 3）2（AQ）+ 2 NO（G）+ 4 H 2 O（L）3 Cu + 8 hnO3 <=> 4 H 2 O + 3 Cu（NO 3）2 + 2 NO 1 1N kmnO4 + 4 C3H5（OH）3 <=> 7 K 2 CO 3 + 7mN2O3 + 5 CO2 + 16 H2O K2CR2O7 + 6 FECL2 + 14 HCl <=> 2 KCl +2 CRCl3 + 6 FECL3 + 7 H2O 2 BI（NO 3）3（H2O）5 + 12 NaOH + H 2 O 2 + 2 ruCl3 <=> 6 NaCl + 6 NaCl + Bi2Ru2O7 + 17 H 2 O 12（NH4）2Moo4 + 3 NH4NO3 + Na3PO4 <=> 12 H 2 O +（NH 4）3 [P（Mo3O10）4] + 3纳米3 + 24 NH 3 88 H 2 + 15 Ca（CN）2 + 6 Naalf4 + 10 FeSO4 + 3mgsiO3 + 6 ki + 2 H3PO4 + 6 PBCRO4 +12 BRCL + 3 CF2Cl2 + 20 SO2 <=> 6 PBBR2 + 6 CRCL3 + 3 mgCO3 + 6 kal（OH）4 + 10 Fe（SCN）3 + 2 PI3 + 3 Na 2 SiO3 + 15 CAF2 + 79 H2O NH4ClO4 + 1.752 Nay（OH）4 + 1.9188 Ru（SCN）3 + 0.69974 PBR5 + 0.37423 TICL2CRI4 + 0.87425 BECL3 + 0.87425 RB2ZRO3 + 3.3782 ZNAT2 + 0.12575 CAT2I2 <=> 1.752 RB0.998YAT4 + 1.9188 RUS2 + 0.87425 BEZRO3 + 3.3782 ZN（CN）2 +1.752 NaHBR1.997 + 0.69974 H3PO4 + 0.37423 Ticro4 + 1.7485 CLI + 1.9188 H2SO4 + 1.6596 H2O

具有离子电荷的化学方程

离子物质上的电荷由+或 - 然后是指示电荷量的可选数字。如果存在离子物质，则电荷平衡包括在化学计量系数的计算中。

stoich（{'clo2 +（aq）'那'H3O +（AQ）'那'cl2（g）'那'h2o（l）'那'clo3-（aq）'那'clo2（aq）'}）;stoich（{'Bi + 3（aq）'那'hsno2-（aq）'那'oh-（aq）'那'Bi（s）'那'H2O'那'sno3-2（aq）'}）;stoich（{'ch3ch2oh'那'cr2o7-2'那'h +'那'ch3cooh'那'cr + 3'那'H2O'}）;stoich（{'一世-'那'i2'那'Mn + 2'那'mno4-'那'h +'那'H2O'}）;stoich（{'cl2'那'cl-'那'fe + 2'那'fe + 3'}）;stoich（{'Mn + 2'那'Bio-3'那'h +'那'mno4-'那'Bi3 +'那'H2O'}）;stoich（{'npo2 + 2'那'NPO2（OH）H2C2O4 +'那'npo2 +'那'二氧化碳'那'h +'那'O2'}）;stoich（{“H3PO4”那'（NH4）6MO7O24'那'h +'那'（NH4）3PO4（MOO3）12'那'nh4 +'那'H2O'}）;

4 ClO2 +（AQ）+ Cl2（g）+ 4 ClO3-（AQ）<=> 10 ClO2（AQ）8 H3O +（AQ）+ Cl 2（g）+ 8clo3-（aq）<=> 12 H2O（L）+ 10 clo2（aq）2 bi + 3（aq）+ 3 hsnO2-（aq）+ 9oh-（aq）<=> 2 Bi（s）+ 6 h 2 O + 3 sno3-2（aq）3 ch 3ch2Oh + 2CR2O7-2 + 16 H + <=> 3 CH3COOH + 4 Cr + 3 + 11 H 2 O 10 I- + 2mNO4- + 16 H + <=> 5 I2 + 2 Mn + 2 + 8 H2O Cl2 + 2 Fe + 2 <=> 2 Cl-+ 2 Fe + 3 4 Mn + 2 + 5 Bi3 + + 31 H 2 O <=> 15 Bio-3 + 62 H + + 4mNO4-6 NPO2 + 2 + 2 NPO2（OH）H2C2O4 + <=> 8 NPO2 + +4 CO2 + 6 H + + O 2 7 H3PO4 + 12（NH4）6MO7O24 + 51 H + <=> 7（NH4）3PO4（MOO3）12 + 51 NH4 + + 36 H2O

化学半方程

包括裸'e-'以平衡化学半反应。在酸性溶液中，如果其金宝搏官方网站中一个主要反应物含有氧气，则添加'H +'和'H2O'。在基本解决方案中，金宝搏官方网站如果其中一个主要反应物含有氧气，则添加'OH-'和'H2O'。

stoich（{'Al + 3（aq）'那'al（s）'那'e-'}）;stoich（{'cl-（aq）'那'cl2（g）'那'e-'}）;％酸性溶液金宝搏官方网站stoich（{'mno4-（aq）'那'mn + 2（aq）'那'h2o（l）'那'h +（aq）'那'e-'}）;stoich（{'O2（g）'那'h2o（l）'那'h +（aq）'那'e-'}）;stoich（{'ag2o3'那'ag +'那'H2O'那'h +'那'e-'}）;stoich（{'s2o3-2（aq）'那'（s）'那'h2o（l）'那'h +（aq）'那'e-'}）;stoich（{'hooccooh（aq）'那“二氧化碳(g)”那'h2o（l）'那'h +（aq）'那'e-'}）;％碱溶液金宝搏官方网站stoich（{'mno4-（aq）'那'mn + 2（aq）'那'h2o（l）'那'oh-（aq）'那'e-'}）;stoich（{'Cr（哦）6-2'那'CRO4-2'那'H2O'那'哦-'那'e-'}）;stoich（{'nh3oh（aq）'那'n2（g）'那'h2o（l）'那'oh-（aq）'那'e-'}）;stoich（{'al（哦）4-（aq）'那'al（s）'那'h2o（l）'那'oh-（aq）'那'e-'}）;stoich（{'zro（哦）2'那'zr'那'H2O'那'哦-'那'e-'}）;

Al + 3（aq）+ 3 e- <=> Al（s）2 cl-（aq）<=> cl2（g）+ 2 e-mnO 4-（aq）+ 8h +（aq）+ 5 e- <=> Mn + 2（AQ）+ 4 H 2 O（L）O 2（G）+ 4h +（AQ）+ 4 e- <=> 2 H 2 O（L）Ag2O3 + 6h + + 4 e-<=> 2 Ag + +3 H 2 O S2O3-2（AQ）+ 6 H +（AQ）+ 4 E- <=> 2 S（S）+ 3 H 2 O（L）HOOCCOOH（AQ）<=> 2 CO 2（G）+ 2 H +（AQ）+ 2 e-mnO 4-（aq）+ 4 h 2 O（l）+ 5 e-<=> Mn + 2（aq）+ 8h-（aq）Cr（OH）6-2 + 2 OH- <=> CRO4-2 + 4 H 2 O + 2 E-2 NH 3 OQ（AQ）+ 4 OH-（AQ）<=> N 2（G）+ 6 H 2 O（L）+ 4 e-Al（OH）4-（AQ）+ 3 e-  <=> al（s）+ 4 oh-（aq）zro（OH）2 + H2O + 4 E- <=> Zr + 4 OH-

嵌套公式

Matlab正则表达式功能用于解析化学公式。虽然这使StoichTools变得简单和快速，但正则表达式的一个缺点是很难匹配嵌套表达式。因此，嵌套仅限于括号内的括号表达式或括号内的括号。根据这一规则，[Fe2(SO4)3]和(Fe2[SO4]3)是允许的，但(Fe2(SO4)3)和[Fe2[SO4]3]不允许。在实践中，化学公式很少需要超过两层的嵌套。

DISP（“这些工作都很好。”）;molweight（{'[fe2（so4）3]'那'（fe2 [so4] 3）'}）;fprintf（'\ n \ n'）;尝试molweight（{'（Fe2（SO4）3）'那'[fe2 [so4] 3]'}）抓住例外（“但这没有。”）;disp（例外）;结尾

这些工作很好。物种摩尔。Wt . ------- -------- [ 价(SO4) 3) 399.88(铁(SO4) 3) 399.88但这并不。不能解析公式:(Fe2(SO4)3) ^

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发布Matlab®7.11