Stoikiometria on kemian tieteen takana oleva matematiikka. Käyttämällä tunnettuja fysikaalisia lakeja, kuten massan säilymislakia ja tiettyjen mittasuhteiden lakia, stökiometriaa käytetään tietojen keräämiseen kemiallisessa reaktiossa käytettyjen eri alkuaineiden määristä ja siitä, ovatko ne kaasujen, kiinteiden aineiden tai nesteiden muodossa . Matematiikan avulla joku voi määrittää haluttuun reaktioon tarvittavien tiettyjen alkuaineiden määrät tai jo tapahtuneen reaktion muodostamiseen käytetyt määrät.
Aloittavat kemian luokat sisältävät tyypillisesti johdannon stoikiometriaan, jossa oppilaita pyydetään tasapainottamaan kemialliset yhtälöt kotitehtävissään ja luokassa. Stoikiometria perustuu siihen tosiseikkaan, että elementit käyttäytyvät ennustettavasti, eikä ainetta voida luoda tai tuhota. Siksi, kun elementit yhdistetään reaktion aikaansaamiseksi, tapahtuu jotain tunnettua ja erityistä, ja reaktion tulos voidaan ennustaa mukana olevien alkuaineiden ja määrien perusteella.
Kemistit tarkastelevat sekä reagoivia aineita että niiden tuotteita, jotka voivat sisältää uuden kemiallisen yhdisteen yhdessä jäännösten kanssa. Yksinkertaisessa esimerkissä stökiometriasta happi ja vetykaasut yhdistyvät muodostaen vettä, mutta vain määrätyinä määrinä. Kun kemikaali on määritetty määrä vettä, hän voi stökiometrian ja peruskemian tuntemuksen avulla määrittää, kuinka paljon happea ja vettä meni veden synnyttäneeseen reaktioon. Laboratoriossa työskentelevät kemistit voivat myös määrittää tietyn reaktion aikaansaamiseksi tarvittavien tuotteiden määrän ennen kokeen aloittamista.
Yksi stoikiometristen laskelmien perusta on, että määrien on pysyttävä vakioina. Elementtejä ei voi vetää tyhjästä, ja siksi yhtälö on epätasapainossa, jos toinen puoli sisältää enemmän kuin toinen. Kemistit käyttävät mittayksikköä, jota kutsutaan mooliksi massan mittaamiseksi stökiometriassa, ja tasapainottaessaan yhtälöitä varmistavat, että molemmat puolet ovat yhtä suuret, vaikka kemiallinen reaktio tuottaisi uuden kemiallisen yhdisteen.
Vaikka stökiometriset laskelmat saattavat vaikuttaa pelkästään tutkijoiden toimivaltaan, ihmiset todella käyttävät stökiometriaa päivittäin, vaikka he eivät ehkä ole tietoisia siitä. Esimerkiksi leipurit luottavat vahvasti kemian periaatteisiin ja ainesosien tasapainottamisen tarpeeseen, ja he käyttävät “elementtien” tunnettuja ominaisuuksia, joiden kanssa he työskentelevät luodakseen tasapainoisen yhtälön: reseptin, jolla on myönteinen tulos. Stoikiometriaa käytetään myös useilla toimialoilla öljynjalostuksesta hiusvärin tuotantoon.