Cum se calculează procentul de ieșire a produsului în chimie

În chimie, randamentul teoretic este cantitatea maximă de produs obținută ca urmare a unei reacții chimice. De fapt, majoritatea reacțiilor nu sunt ideale, adică randamentul practic al produsului este întotdeauna mai puțin teoretic. Pentru a calcula eficacitatea reacției, este necesar să se găsească procentul de ieșire al produsului cu formula: ieșire (%) = (ieșire practică / ieșire teoretică) x100. Dacă procentul de ieșire este de 90%, aceasta înseamnă că reacția este eficientă cu 90%, iar 10% dintre reactivi au fost investit (nu au intrat în reacție sau nu sunt conectați).

Pași

Partea 1 din 3:

Găsiți componenta de reacție cheie

unu. Începeți de S Ecuația chimică echilibrată. Ecuația chimică include reactivi (la stânga semnului egalității) și a produselor formate (la dreapta semnului egalității). În unele sarcini, este dată ecuația chimică, iar în altele trebuie să fie scrisă. În timpul unei reacții chimice, atomii nu sunt creați și nu distruși, astfel încât fiecare element ar trebui să aibă același număr de atomi în stânga și la dreapta semnului de egalitate.

De exemplu, ca urmare a reacției de oxigen și glucoză, se formează dioxidul de carbon și oxigenul: $6 O 2 + C_{6} H_{12} O_{6}$ $6O_ {2} + C_ {6} H {{12}} O_ {6}$ → $6 C O 2 + 6 H_{2} O$ $6CO_ {2} + 6H_ {2} o$
Pe fiecare parte a semnului egalității există 6 atomi de carbon (c), 12 atomi de hidrogen (H) și 18 atomi de oxigen (o). Ecuația este echilibrată.
Citit Acest articol, Dacă sarcina trebuie să scrieți în mod independent o ecuație echilibrată.

Imaginea intitulată se aplică pentru o subvenție antreprenorială Pasul 14

2. Găsi Masă molară Fiecare substanță sursă. Determinați masa molară a fiecărui atom al substanței și apoi pliați masele molare pentru a calcula greutatea molară a întregii substanțe. Faceți-o pentru o moleculă de reactiv.

De exemplu, într-o moleculă de oxigen (

O 2

$O_ {2}$ ) doi atomi de oxigen.

Masa molară a oxigenului este de aproximativ 16 g / mol (privi cu precizie la masa Mendeleev).

2 atomi de oxigen x 16 g / mol = 32 g / mol

O 2

$O_ {2}$ .

Masa molară a unui alt reactiv, glucoză (

C 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} _ {6}$ ), egal: (6 atomi de carbon x 12 g / mol) + (12 atomi de hidrogen x 1 g / mol) + (6 atomi de oxigen x 16 g / mol) = 180 g / mol.

Imaginea intitulată acceptă greșeli și învățați de la ei Pasul 18

3. Convertiți masa fiecărui reactiv de la grame la numărul de moli. Acum, luați în considerare reacția pe care o veți ține. Scrieți masa fiecărui reactiv în grame. Valoarea rezultată este împărțită într-o masă molară a substanței pentru a transforma grame în numărul de moli.

De exemplu, ați luat 40 g de oxigen și 25 g de glucoză.

40 G

O 2

$O_ {2}$ / (32 g / mol) = 1,25 mol oxigen.

25g

C 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} _ {6}$ / (180 g / mol) ≈ 0,139 moli glucoză.

Imagine intitulată Faceți o verificare a fundalului penal Pasul 13

4. Găsiți raportul molar de reactivi. Amintiți-vă că MOL este o valoare utilizată de chimiști pentru "numărarea" moleculelor. Ați determinat numărul de molecule ale fiecărui material de pornire. Împărțiți numărul de moli de un reactiv cu numărul de alte moli pentru a găsi raportul molar de doi reactivi.

Ați luat 1,25 oxigen molic și 0,139 moli glucoză. Raportul molar de oxigen și glucoză: 1,25 / 0,139 = 9. Aceasta înseamnă că pe o moleculă de glucoză, apar 9 molecule de oxigen.

Imagine intitulată apără împotriva apariției numelui sau a revendicărilor de asemănare Pasul 15

cinci. Găsiți raportul optim de reactivi. Reveniți la ecuația echilibrată pe care ați înregistrat-o mai devreme. Cu această ecuație, puteți determina raportul optim de reactivi, adică relația în care ambele substanțe vor fi utilizate simultan.

Partea stângă a ecuației:

6 O 2 + C_{6} H_{12} O_{6}

$6O_ {2} + C_ {6} H {{12}} O_ {6}$ . Aceasta este o moleculă de glucoză, apar 6 molecule de oxigen. Raportul optim de reactivi: 6 oxigen / 1 glucoză = 6.

Nu confundați substanțele care se află în numerotare și în denumirea denogerului. Dacă împărțiți oxigenul pe glucoză și apoi glucoza pe oxigen, veți obține un rezultat incorect.

Imaginea intitulată Creați un buget Pasul 9

6. Comparați rapoartele pentru a găsi componenta cheie a reacției. În reacția chimică, un reactiv este consumat mai repede decât celălalt. Un astfel de reactiv cheie determină rata de reacție chimică. Comparați cele două rapoarte pe care le-ați calculat pentru a găsi reactivul cheie:

Dacă raportul molar este mai mare decât substanța optimă, care este în numărator de fracțiune, prea mult. În acest caz, substanța care este în desemnarea fracțiunii este un reactiv cheie.

Dacă raportul molar este mai mic decât substanța optimă, care este în numărator de fracțiune, prea puțin și este un reactiv cheie.

În exemplul nostru, raportul molar (oxigen / glucoză = 9) este mai mare decât raportul optim (oxigen / glucoză = 6). Astfel, substanța care se află în denomotanul (glucoză) Deroger este un reactiv cheie.

Partea 2 din 3:

Calculați ieșirea produsului teoretic

unu. Determinați produsele de reacție. Partea dreaptă a ecuației chimice enumeră produsele de reacție. Fiecare produs are o ieșire teoretică, adică cantitatea de produs care se va dovedi în cazul unei reacții ideale.

În exemplul nostru, reacția este dată $6 O 2 + C_{6} H_{12} O_{6}$ $6O_ {2} + C_ {6} H {{12}} O_ {6}$ → $6 C O 2 + 6 H_{2} O$ $6CO_ {2} + 6H_ {2} o$ . Partea dreaptă a ecuației listează două substanțe: dioxid de carbon și apă. Calculați ieșirea de dioxid de carbon ( $C O 2$ $CO_ {2}$ ).

Imaginea intitulată devine un cont contabil

2. Înregistrați numărul de moli de reactivi cheie. Randamentul teoretic al produsului este egal cu cantitatea de produs care se deschide în condiții ideale. Pentru a calcula ieșirea teoretică, începeți cu numărul de reactiv cheie (citiți secțiunea anterioară).

În exemplul nostru, ați descoperit că glucoza este un reactiv cheie. De asemenea, ați calculat că au luat 0,139 moli glucoză.

Imagine intitulată Cumpărați un stoc fără un deplasare Pasul 2

3. Găsiți raportul dintre moleculele de produs și reactiv. Reveniți la o ecuație echilibrată. Împărțiți numărul de molecule de produs pe numărul de molecule de reactivi cheie.

Ecuație echilibrată:

6 O 2 + C_{6} H_{12} O_{6}

$6O_ {2} + C_ {6} H {{12}} O_ {6}$ →

6 C O 2 + 6 H_{2} O

$6CO_ {2} + 6H_ {2} o$ . Astfel, 6 molecule de produs (gaz de dioxid de carbon sunt implicate în reacție

C O 2

$CO_ {2}$ ) și 1 moleculă de reactivi cheie (glucoză

C 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} _ {6}$ ).

Raportul dintre dioxidul de carbon și glucoză: 6/1 = 6. Cu alte cuvinte, ca urmare a reacției de la 1 moleculă de glucoză, vor fi obținute 6 molecule de dioxid de carbon.

Imagine intitulată Calculați profitul Pasul 10

4. Înmulțiți raportul rezultat prin cantitatea de reactiv în moli. Deci veți primi ieșire de produs teoretic (în mile).

Ați luat 0,139 moli glucoză, iar raportul dintre dioxidul de carbon la glucoză este de 6. Randamentul teoretic de dioxid de carbon: (0,139 moli glucoză) x (6 mol de dioxid de carbon / 1 mol de glucoză) = 0,834 mol dioxid de carbon.

Imaginea intitulată Faceți propriile dvs. impozite Pasul 18

cinci. Primiți rezultatul convertit la grame. Numărul rezultat de moli se înmulțește Masă molară Produs pentru a găsi o ieșire teoretică în grame. Această unitate de măsură poate fi utilizată în majoritatea experimentelor.

De exemplu, masa molară de CO₂ Aproximativ egală cu 44 g / mol (masa molară de carbon ≈ 12 g / mol, masa molară a oxigenului ≈ 16 g / mol, prin urmare 12 + 16 + 16 = 44).

Multiplicați: 0,834 mol CO₂ x 44 g / mol co₂ ≈ 36,7 G. Randamentul produsului teoretic este de 36,7 g CO₂.

Partea 3 din 3:

Calculați procentajul de ieșire a produsului

unu. Calculați ce procent din ieșire. Producția teoretică sugerează că reacția a trecut perfect. De fapt, reacțiile ideale nu se întâmplă: impuritățile nedorite și alte probleme imprevizibile conduc la faptul că o parte din reactivi nu sunt transformați în produs. Prin urmare, trei concepte care caracterizează producția produsului sunt utilizate în chimie:

Ieșirea teoretică este cantitatea maximă de produs care poate duce la reacție.
Producția practică este o cantitate reală de produs, a cărei masă este măsurată pe cântare.
Procentajul de ieșire = (ieșire practică / ieșire teoretică) * 100%. De exemplu, dacă procentul de ieșire este de 50%, ceea ce înseamnă că cantitatea de produs este de 50% din teoretic posibil.

Imagine intitulată se concentrează mai mult în clasa 7

2. Scrieți ieșirea produsului practic. Dacă ați efectuat un experiment, colectați produsul de reacție și îl cântăriți pe scară pentru ao găsi. Dacă sunteți o sarcină chimică sau experimentul altcuiva, va fi dată ieșirea practică.

Să presupunem că, ca urmare a reacției, ați primit 29 g CO₂.

Imaginea intitulată Reduceți plățile pentru împrumuturi pentru studenți Pasul 1

3. Împărțiți calea practică spre teoretic. Asigurați-vă că utilizați aceeași unitate de măsurare pentru ambele valori (de obicei grame). Voi scrie fără o unitate de măsură.

Randamentul practic este de 29 g, iar randamentul teoretic este de 36,7 g:

29 36, 7 = 0, 79

Imagine intitulată calcula profitul Pasul 1

4. Rezultat se înmulțește cu 100 pentru a obține interes. Deci, calculați procentajul de ieșire a produsului.

0,79 x 100 = 79, adică procentul de ieșire a produsului este de 79%. Astfel, ca urmare a reacției, sa dovedit 79% din cantitatea maximă de CO₂.

sfaturi

Unii studenți sunt confundați de un procent (cantitatea de ieșire practică în raport cu teoreticul) cu un procent din eroare (ca o producție practică diferă de teoretic). Formula pentru calcularea procentului de ieșire (ieșire procentuală): (ieșire practică / ieșire teoretică) * 100%. Pentru a calcula eroarea procentuală, în numitorul acestei formule, trebuie să înregistrați diferența dintre ieșirile practice și teoretice.
Dacă aveți rezultate complet diferite, verificați unitățile de măsură. Dacă o ieșire practică diferă de ordinea teoretică sau mai mult, cel mai probabil, într-o etapă de calcul, ați utilizat unități de măsurare incorecte. Repetați calculele și urmați unitățile de măsurare.
Dacă procentul de ieșire este mai mare de 100% și sunteți încrezător în corectitudinea calculelor, produsul are impurități nedorite. Curățați produsul (de exemplu, uscat sau filtrați-l) și apoi cântărește din nou.