Az iparban és laboratóriumokban a gyakorlatban végrehajtott kémiai reakciók többségében a kapott termék mennyisége kisebb, mint az elméletileg várt mennyiség. Ez azt jelenti, hogy a reakció hozama nem egyenlő a 100% -kal, mivel a reagensek teljes tömege nem alakult át teljesen termékké.
Ez számos tényező miatt történhet, lásd a leggyakoribb:
- A kívánt reakcióval párhuzamos reakciók léphetnek fel, és ezzel az egyik vagy mindkét reagens egy része elfogyaszt, nemkívánatos termékeket képezve;
- A reakció nem teljes, mert visszafordítható; így a képződött termék egy része ismét reakcióképessé alakul;
- Termékveszteségek fordulhatnak elő a reakció során, például rossz minőségű készülékek használata esetén vagy a kezelő hibája miatt.
Ezért kifejezetten fontos ismerni a reáljövedelem vagy reakció hozama amely a reakció végrehajtásának körülményei között várható. A reakció hozama a az elméletileg elvárt százalék. Ehhez az alább felsorolt három lépést kell végrehajtanunk:
Néhány példa az ilyen típusú számítás végrehajtására:
1. példa: 2 g hidrogéngáz (H2) 16 g oxigéngázzal (O2), 14,4 g vizet (H2O). Számítsa ki ennek a reakciónak a tényleges hozamát. (Adatok: Moláris tömegek: H2 = 2 g / mol; O2 = 32 g / mol; H2O = 18 g / mol).
1. lépés:
Meg kell írnunk a kémiai reakciót kiegyensúlyozott tudni, hogy mi a reakció elméleti hozama:
2 óra2 + 1 O2 → 2 H2O
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32g 2. 18 g
4g 32g 36g
Elméletileg 4 g H2 32 g oxigénnel reagáltatva2, így 36 g H-t kapunk2O. A gyakorlatban megadott értékek felhasználásával egyszerű hármat szabunk meg, és megtaláljuk az elméleti hozamot. Ez a következő lépésben megtörténik.
2. lépés:
Fontos ellenőrizni, hogy valamelyik reagens korlátozza-e a reakciót, mert ha elfogy, a reakció leáll, függetlenül attól, hogy mennyi felesleg van még a másik reagensből. Ennek megismeréséhez csak határozza meg az egyes reagensek külön-külön képződő termékmennyiségét:
- A H-ra2: - Az O-hoz2:
4 g H2 36 g H232 g H2 36 g H2O
2 g H2 x 16 g H2 x
x = 2 g. 36 g = 18 g vizet x = 16 g 36 g = 18 g vizet
4g 32g
Mivel azonos mennyiségű megtermelt vizet adott mindkettőnek, arányosan reagálnak, és nincs sem reagensfelesleg, sem korlátozó reagens.
3. lépés:
Most csak kapcsoljuk össze az elméleti hozamot (18 g vizet) a reakcióban kapott tényleges hozammal, amelyet a nyilatkozatban adtunk meg (14 g víz):
Elméleti hozam 100%
reáljövedelem x
x = Tényleges jövedelem. 100%
Elméleti hozam
18 g 100% -os vizet
14,4 g víz x
x = 14,4 g. 100%
18g
x = 80%
Ennek a reakciónak a hozama 80% volt.
De mi lenne, ha tudnánk, mi a százalékos hozam, és meg akarnánk tudni a reakció során kapott termék tömegének mennyiségét? A következő példa ezzel foglalkozik:
2. példa: Ammónia (NH) előállítási reakcióban3), 360 g hidrogéngázt reagáltattunk (H2) és megfelelő mennyiségű nitrogéngázt (N2), 20% -os hozamot eredményezve. Mekkora volt az ammónia tömege? (Adatok: Moláris tömegek: H2 = 2 g / mol; N2 = 28 g / mol; NH3 = 17 g / mol).
1. lépés:
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
Vegyünk referenciaként csak hidrogéngázt, amelynek tömegét a reakció során adtuk meg:
2. lépés:
Mivel a mondás azt mondta, hogy használták Elegendő mennyiségű nitrogéngáz (N2)”, már tudjuk, hogy nincs felesleges reagens.
Vegyünk referenciaként csak hidrogéngázt, amelynek tömegét a reakció során adtuk meg:
6 g H2 34 g NH3
360 g H2 x
x = 360 g. 34 g = 2040 g NH3
6 g
3. lépés:
Elméleti hozam 100%
x Százalékos hozam
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 g. 20%
100%
x = 408 g NH3
360 g hidrogéngáz 20% -os hozammal történő reakciója 408g ammóniagázt eredményez.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm
