Ve většině chemických reakcí prováděných v praxi v průmyslových a laboratorních podmínkách je množství získaného produktu menší než teoreticky očekávané množství. To znamená, že výtěžek reakce není roven 100%, protože celková hmotnost reaktantů nebyla zcela převedena na produkty.
To se může stát kvůli několika faktorům, viz nejčastější:
- Může dojít k paralelním reakcím na tu, kterou chceme, a v důsledku toho se část jedné nebo obou reaktantů spotřebuje a vytvoří se nežádoucí produkty;
- Reakce může být neúplná, protože je reverzibilní; tak se část vytvořeného produktu znovu převede na reaktanty;
- Během reakce může dojít ke ztrátám produktu, například při používání nekvalitních spotřebičů nebo v důsledku chyby obsluhy.
Proto je výslovně důležité znát skutečný příjem nebo výtěžek reakce to lze očekávat za podmínek, za kterých se reakce provádí. Výtěžek reakce je a procento teoreticky očekávaného. Chcete-li to provést, musíme postupovat podle tří kroků uvedených níže:
Podívejte se na několik příkladů, jak se tento typ výpočtu provádí:
1. příklad: 2 g plynného vodíku (H2) se 16 g plynného kyslíku (O2), za vzniku 14,4 g vody (H2Ó). Vypočítejte skutečný výtěžek této reakce. (Data: Molární hmotnosti: H2 = 2 g / mol; Ó2 = 32 g / mol; H2O = 18 g / mol).
1. krok:
Musíme napsat chemickou reakci vyrovnaný vědět, jaký je teoretický výtěžek této reakce:
2 hodiny2 + 1 O.2 → 2 H2Ó
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32 g 2. 18 g
4 g 32 g 36 g
Teoreticky 4 g H2 reagoval s 32 g O2, produkovat 36 g H2Ó. Pomocí hodnot uvedených v cvičení vytvoříme jednoduché pravidlo tří a zjistíme teoretický výnos. To bude provedeno v dalším kroku.
2. krok:
Je důležité zkontrolovat, zda některý z reaktantů neomezuje reakci, protože pokud dojde, reakce se zastaví, bez ohledu na to, kolik přebytku ještě máte k dalšímu reaktantu. Chcete-li to vědět, jednoduše určete množství produktu, které by se vytvořilo každým z činidel samostatně:
- Do H2: - Do O2:
4 g H2 36 g H232 g H2 36 g H2Ó
2 g H2 x 16 g H2 X
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
x = 2 g. 36 g = 18 g vody x = 16 g. 36 g = 18 g vody
4 g 32 g
Jelikož oběma dávalo stejné množství vyrobené vody, reagují proporcionálně a není zde ani přebytek činidla ani omezení činidla.
3. krok:
Nyní stačí uvést do vztahu teoretický výtěžek (18 g vody) se skutečným výtěžkem získaným v reakci, který byl uveden v prohlášení (14 g vody):
Teoretický výnos 100%
skutečný příjem x
x = Skutečný příjem. 100%
Teoretický výnos
18 g 100% vody
14,4 g vody x
x = 14,4 g. 100%
18 g
x = 80%
Výtěžek této reakce byl roven 80%.
Ale co kdybychom věděli, jaký je procentní výtěžek, a chtěli bychom zjistit množství hmoty produktu získané při reakci? Následující příklad se zabývá tímto:
2. příklad: Při reakci na výrobu amoniaku (NH)3), 360 g plynného vodíku (H.2) a dostatečné množství plynného dusíku (N2), čímž se získá 20% výtěžek. Jaká byla hmotnost získaného amoniaku? (Data: Molární hmotnosti: H2 = 2 g / mol; N2 = 28 g / mol; NH3 = 17 g / mol).
1. krok:
1 N2 + 3 H2 → 2 NH3
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 g 3. 2 g 2. 17 g
28 g 6 g 34 g
Vezměme si jako referenci pouze plynný vodík, jehož hmotnost použitá při reakci byla uvedena v cvičení:
2. krok:
Vzhledem k tomu, promluva říkala, že to bylo použito „Dostatečné množství plynného dusíku (N2)”, už víme, že tam není přebytek činidla.
Vezměme si jako referenci pouze plynný vodík, jehož hmotnost použitá při reakci byla uvedena v cvičení:
6 g H2 34 g NH3
360 g H2 X
x = 360 g. 34 g = 2040 g NH3
6 g
3. krok:
Teoretický výnos 100%
x Procentní výnos
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 g. 20%
100%
x = 408 g NH3
Reakce 360 g plynného vodíku s 20% výtěžkem poskytne 408 g plynného amoniaku.
Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Výtěžek reakce"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.
