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
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
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
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "ناتج رد الفعل" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.
