في معظم التفاعلات الكيميائية التي يتم إجراؤها في الممارسة العملية في الصناعات والمختبرات ، تكون كمية المنتج التي يتم الحصول عليها أقل من الكمية المتوقعة نظريًا. هذا يعني أن ناتج التفاعل لا يساوي 100٪ ، حيث لم يتم تحويل الكتلة الإجمالية للمواد المتفاعلة إلى منتجات بالكامل.
يمكن أن يحدث هذا بسبب عدة عوامل ، انظر الأكثر شيوعًا:
- يمكن أن تحدث تفاعلات موازية تجاه الذي نريده ، ونتيجة لذلك ، يتم استهلاك جزء من أحد المتفاعلات أو كليهما ، مما يؤدي إلى تكوين منتجات غير مرغوب فيها ؛
- قد يكون التفاعل غير مكتمل لأنه قابل للعكس ؛ وبالتالي ، يتم تحويل جزء من المنتج المتشكل مرة أخرى إلى مواد متفاعلة ؛
- قد تحدث خسائر المنتج أثناء التفاعل ، على سبيل المثال عند استخدام أجهزة ذات جودة رديئة أو بسبب خطأ المشغل.
وبالتالي ، من المهم بشكل صريح معرفة دخل حقيقي أو عائد التفاعل يمكن توقعه في ظل الظروف التي يتم فيها تنفيذ التفاعل. مردود التفاعل هو أ النسبة المئوية المتوقعة نظريا. للقيام بذلك ، نحتاج إلى اتباع الخطوات الثلاث المذكورة أدناه:
شاهد بعض الأمثلة حول كيفية تنفيذ هذا النوع من الحسابات:
المثال الأول: 2 جم من غاز الهيدروجين (H
2) مع 16 جم من غاز الأكسجين (O2) ، ينتج 14.4 جرام من الماء (H.2س). احسب العائد الفعلي لهذا التفاعل. (البيانات: الكتل المولية: H2 = 2 جم / مول ؛ ا2 = 32 جم / مول ؛ ح2O = 18 جم / مول).الخطوة الأولى:
علينا كتابة التفاعل الكيميائي متوازن لمعرفة العائد النظري لهذا التفاعل:
ساعاتين2 + 1 س2 → 2 ح2ا
2 مول 1 مول 2 مول
↓ ↓ ↓
2. 2 جرام 1. 32 جرام 2. 18 جرام
4 جرام 32 جرام 36 جرام
نظريًا ، 4 جم من H.2 يتفاعل مع 32 جم من O2, ينتج 36 جم من H.2س. باستخدام القيم الواردة في التمرين ، نقوم بعمل قاعدة بسيطة من ثلاثة وإيجاد العائد النظري. سيتم ذلك في الخطوة التالية.
الخطوة الثانية:
من المهم التحقق مما إذا كان أي من المواد المتفاعلة يحد من التفاعل ، لأنه إذا نفد ، سيتوقف التفاعل ، بغض النظر عن مقدار الفائض الذي لا يزال لديك من المادة المتفاعلة الأخرى. لمعرفة ذلك ، ما عليك سوى تحديد كمية المنتج التي سيتم تكوينها بواسطة كل من الكواشف على حدة:
- إلى H.2: - إلى O2:
4 جرام من H.2 36 جرام من H.232 جرام من H.2 36 جرام من H.2ا
2 جرام من H.2 × 16 جرام من H.2 x
س = 2 غ. 36 جرام = 18 جرام ماء س = 16 جرام 36 جرام = 18 جرام ماء
4 جرام 32 جرام
نظرًا لأنه أعطى نفس الكمية من الماء المنتج لكليهما ، فإنهما يتفاعلان بشكل متناسب ولا يوجد كاشف زائد ولا كاشف محدد.
الخطوة الثالثة:
الآن ، اربط فقط المحصول النظري (18 جم من الماء) مع الناتج الفعلي الذي تم الحصول عليه في التفاعل ، والذي تم تقديمه في العبارة (14 جم من الماء):
العائد النظري 100٪
الدخل الحقيقي x
س = الدخل الفعلي. 100%
العائد النظري
18 جرام ماء 100٪
14.4 جرام ماء x
س = 14.4 جرام 100%
18 جرام
س = 80٪
كان ناتج هذا التفاعل يساوي 80٪.
ولكن ماذا لو عرفنا النسبة المئوية للإنتاج وأردنا معرفة كمية كتلة المنتج التي تم الحصول عليها في التفاعل؟ المثال التالي يتعامل مع هذا:
المثال الثاني: في تفاعل إنتاج الأمونيا (NH)3) ، 360 جم من غاز الهيدروجين (H2) وكمية كافية من غاز النيتروجين (N2) ، يولد عائدًا بنسبة 20٪. ما كتلة الأمونيا التي تم الحصول عليها؟ (البيانات: الكتل المولية: H2 = 2 جم / مول ؛ ن2 = 28 جم / مول ؛ نيو هامبشاير3 = 17 جم / مول).
الخطوة الأولى:
1 ن2 + 3 ح2 → 2 نيو هامبشاير3
1 مول 3 مول 2 مول
↓ ↓ ↓
1. 28 جرام 3. 2 جرام 2. 17 جرام
28 جم 6 جم 34 جم
لنأخذ كمرجع فقط غاز الهيدروجين ، الذي تم إعطاء كتلته المستخدمة في التفاعل في التمرين:
الخطوة الثانية:
منذ أن قال الكلام أنه تم استخدامه كمية كافية من غاز النيتروجين (N2)”, نحن نعلم بالفعل أنه لا يوجد فائض في الكاشف.
لنأخذ كمرجع فقط غاز الهيدروجين ، الذي تم إعطاء كتلته المستخدمة في التفاعل في التمرين:
6 جرام من H.2 34 جرام NH3
360 جرام من H.2 x
س = 360 جرام 34 جرام = 2040 جم من NH3
6 جرام
الخطوة الثالثة:
العائد النظري 100٪
x نسبة العائد
2040 جم من NH3 100%
x g من NH3 20%
س = 2040 جرام 20%
100%
س = 408 جرام من NH3
يوفر تفاعل 360 جم من غاز الهيدروجين مع عائد 20٪ 408 جم من غاز الأمونيا.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm
