Στις περισσότερες χημικές αντιδράσεις που πραγματοποιούνται στην πράξη σε βιομηχανίες και εργαστήρια, η ποσότητα του λαμβανόμενου προϊόντος είναι μικρότερη από τη θεωρητικά αναμενόμενη ποσότητα. Αυτό σημαίνει ότι η απόδοση της αντίδρασης δεν είναι ίση με 100%, καθώς η συνολική μάζα των αντιδραστηρίων δεν έχει μετατραπεί πλήρως σε προϊόντα.
Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω διαφόρων παραγόντων, δείτε τα πιο συνηθισμένα:
- Μπορούν να συμβούν παράλληλες αντιδράσεις σε αυτήν που θέλουμε και, ως αποτέλεσμα, ένα μέρος ενός ή και των δύο αντιδραστηρίων καταναλώνεται, σχηματίζοντας ανεπιθύμητα προϊόντα.
- Η αντίδραση μπορεί να είναι ατελής επειδή είναι αναστρέψιμη. Έτσι, μέρος του σχηματισμένου προϊόντος μετατρέπεται και πάλι σε αντιδραστήρια.
- Μπορεί να προκληθούν απώλειες προϊόντων κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, όπως όταν χρησιμοποιείτε συσκευές κακής ποιότητας ή λόγω σφάλματος χειριστή.
Επομένως, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να γνωρίζουμε το πραγματικό εισόδημα ή απόδοση αντίδρασης αυτό μπορεί να αναμένεται υπό τις συνθήκες υπό τις οποίες πραγματοποιείται η αντίδραση. Η απόδοση της αντίδρασης είναι α
αναμενόμενο ποσοστό θεωρητικά. Για να γίνει αυτό, πρέπει να ακολουθήσουμε τα τρία βήματα που αναφέρονται παρακάτω:
Δείτε μερικά παραδείγματα για τον τρόπο εκτέλεσης αυτού του τύπου υπολογισμού:
1ο Παράδειγμα: 2 g αερίου υδρογόνου (H2) με 16 g αερίου οξυγόνου (O2), παράγοντας 14,4 g νερού (H2Ο). Υπολογίστε την πραγματική απόδοση αυτής της αντίδρασης. (Δεδομένα: Μοριακές μάζες: Η2 = 2 g / mol; Ο2 = 32 g / mol; Η2O = 18 g / mol).
1ο βήμα:
Πρέπει να γράψουμε τη χημική αντίδραση ισορροπημένη να μάθουμε ποια είναι η θεωρητική απόδοση αυτής της αντίδρασης:
2 ώρες2 + 1 Ο2 → 2 Ω2Ο
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32γρ. 18 γρ
4g 32g 36γρ
Θεωρητικά, 4 g Η2 αντέδρασε με 32 g Ο2, παράγοντας 36 g Η2Ο. Χρησιμοποιώντας τις τιμές που δίνονται στην άσκηση, κάνουμε έναν απλό κανόνα τριών και βρίσκουμε τη θεωρητική απόδοση. Αυτό θα γίνει στο επόμενο βήμα.
2ο βήμα:
Είναι σημαντικό να ελέγξετε αν κάποιο από τα αντιδραστήρια περιορίζει την αντίδραση, διότι εάν τελειώσει, η αντίδραση θα σταματήσει, ανεξάρτητα από το πόση περίσσεια έχει το άλλο αντιδραστήριο. Για να το γνωρίζετε αυτό, απλώς προσδιορίστε την ποσότητα του προϊόντος που θα σχηματίστηκε από καθένα από τα αντιδραστήρια ξεχωριστά:
- Στο Η2: - Στο O2:
4 g Η2 36 g Η232 g Η2 36 g Η2Ο
2 g Η2 x 16 g Η2 Χ
x = 2 γρ. 36 γρ = 18 g νερού x = 16 γρ. 36 γρ = 18 g νερού
4g 32γρ
Καθώς έδωσε την ίδια ποσότητα νερού που παράγεται και στα δύο, αντιδρούν αναλογικά και δεν υπάρχει ούτε υπερβολικό αντιδραστήριο ούτε περιοριστικό αντιδραστήριο.
3ο βήμα:
Τώρα, απλώς συσχετίστε τη θεωρητική απόδοση (18 g νερού) με την πραγματική απόδοση που αποκτήθηκε στην αντίδραση, η οποία δόθηκε στη δήλωση (14 g νερού):
Θεωρητική απόδοση 100%
πραγματικό εισόδημα x
x = Πραγματικό εισόδημα. 100%
Θεωρητική απόδοση
18 g 100% νερού
14,4 g νερού x
x = 14,4 γραμ. 100%
18γρ
x = 80%
Η απόδοση αυτής της αντίδρασης ήταν ίση με 80%.
Τι γίνεται όμως αν γνωρίζαμε ποια είναι η ποσοστιαία απόδοση και θέλαμε να μάθουμε την ποσότητα μάζας του προϊόντος που λαμβάνεται στην αντίδραση; Το επόμενο παράδειγμα ασχολείται με αυτό:
2ο Παράδειγμα: Σε αντίδραση παραγωγής αμμωνίας (ΝΗ)3), 360 g αερίου υδρογόνου (Η2) και επαρκή ποσότητα αερίου αζώτου (Ν2), δημιουργώντας απόδοση 20%. Ποια ήταν η μάζα της αμμωνίας; (Δεδομένα: Μοριακές μάζες: Η2 = 2 g / mol; Ν2 = 28 g / mol; ΝΗ3 = 17 g / mol).
1ο βήμα:
1 Ν2 + 3 Ω2 → 2 ΝΗ3
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 g 3. 2 g 2. 17 γρ
28 g 6 g 34 g
Ας πάρουμε ως αναφορά μόνο το αέριο υδρογόνο, του οποίου η μάζα που χρησιμοποιήθηκε στην αντίδραση δόθηκε στην άσκηση:
2ο βήμα:
Δεδομένου ότι η φράση είπε ότι χρησιμοποιήθηκε «Επαρκής ποσότητα αερίου αζώτου (Ν2)”, ήδη γνωρίζουμε ότι δεν υπάρχει υπερβολικό αντιδραστήριο.
Ας πάρουμε ως αναφορά μόνο το αέριο υδρογόνο, του οποίου η μάζα που χρησιμοποιήθηκε στην αντίδραση δόθηκε στην άσκηση:
6 g Η2 34 g NH3
360 g Η2 Χ
x = 360 γρ. 34 γρ = 2040 g NH3
6 γρ
3ο βήμα:
Θεωρητική απόδοση 100%
x Ποσοστό απόδοσης
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 γρ. 20%
100%
x = 408 g NH3
Η αντίδραση 360 g αερίου υδρογόνου με απόδοση 20% παρέχει 408 g αερίου αμμωνίας.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm