ברוב התגובות הכימיות המתבצעות בפועל בתעשיות ומעבדות, כמות המוצר המתקבלת נמוכה מהכמות הצפויה תיאורטית. המשמעות היא שתפוקת התגובה אינה שווה ל- 100%, מכיוון שהמסה הכוללת של המגיבים לא הוסבה לחלוטין למוצרים.
זה יכול לקרות בגלל מספר גורמים, ראה הנפוצים ביותר:
- תגובות מקבילות לזו שאנו רוצים יכולות להתרחש וכתוצאה מכך נצרך חלק מאחד המגיבים או משניהם, ויוצרים מוצרים לא רצויים;
- התגובה עשויה להיות שלמה מכיוון שהיא הפיכה; לפיכך, חלק מהתוצר שנוצר הופך שוב למגיבים;
- אובדן מוצרים עלול להתרחש במהלך התגובה, כגון בעת שימוש במכשירים באיכות ירודה או עקב שגיאת מפעיל.
לפיכך, חשוב במפורש להכיר את הכנסה אמיתית אוֹ תשואת תגובה שניתן לצפות בתנאים שבהם התגובה מתבצעת. תשואת התגובה היא אחוז הצפוי תיאורטית. לשם כך עלינו לבצע את שלושת השלבים המפורטים להלן:
ראה כמה דוגמאות לביצוע חישוב מסוג זה:
דוגמה ראשונה: 2 גרם גז מימן (H2) עם 16 גרם גז חמצן (O2), מייצר 14.4 גרם מים (H2O). חשב את התשואה בפועל של תגובה זו. (נתונים: מסות טוחנות: ח2 = 2 גרם למול; או2 = 32 גרם למול; ה2O = 18 גרם למול).
שלב ראשון:
עלינו לכתוב את התגובה הכימית מְאוּזָן לדעת מה התשואה התיאורטית של תגובה זו:
שעתיים2 + 1 O2 → 2 ח2או
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2 גרם 1. 32 גרם 2. 18 גרם
4 גרם 32 גרם 36 גרם
תיאורטית, 4 גרם של H2 הגיב עם 32 גרם O2, ייצור 36 גרם של H2או באמצעות הערכים שניתנו בתרגיל, אנו קובעים כלל פשוט של שלושה ונמצא את התשואה התיאורטית. זה ייעשה בשלב הבא.
שלב שני:
חשוב לבדוק אם אחד מהמגיבים מגביל את התגובה, מכיוון שאם היא נגמרת, התגובה תיפסק, ללא קשר לכמות העודפת שיש לכם מהמגיב האחר. כדי לדעת זאת, פשוט קבעו את כמות המוצר שייווצר על ידי כל אחד מהריאגנטים בנפרד:
אל ה '2: - אל ה- O2:
4 גרם של H2 36 גרם של H232 גרם של H.2 36 גרם של H2או
2 גרם של H2 x 16 גרם של H2 איקס
x = 2 גרם. 36 גרם = 18 גרם מים x = 16 גרם. 36 גרם = 18 גרם מים
4 גרם 32 גרם
מכיוון שהוא נתן את אותה כמות מים שהופקה לשניהם, הם מגיבים באופן פרופורציונאלי ואין מגיב עודף ואינו מגיב מגביל.
שלב שלישי:
עכשיו, רק התייחס לתשואה התיאורטית (18 גרם מים) לתשואה בפועל שהתקבלה בתגובה, אשר ניתנה בהצהרה (14 גרם מים):
תשואה תיאורטית 100%
הכנסה ריאלית x
x = הכנסה בפועל. 100%
תשואה תיאורטית
18 גרם של 100% מים
14.4 גרם מים x
x = 14.4 גרם. 100%
18 גרם
x = 80%
התשואה של תגובה זו הייתה שווה ל- 80%.
אבל מה אם נדע מהי התשואה האחוזית ונרצה לגלות את כמות המסה של המוצר שהתקבלה בתגובה? הדוגמה הבאה עוסקת בזה:
דוגמה שנייה: בתגובת ייצור אמוניה (NH)3), 360 גרם גז מימן (H2) וכמות מספקת של גז חנקן (N2), מניב תשואה של 20%. מה הושגה מסת האמוניה? (נתונים: מסות טוחנות: ח2 = 2 גרם למול; נ2 = 28 גרם למול; NH3 = 17 גרם למול).
שלב ראשון:
1 נ2 + 3 ח '2 → 2 NH3
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 גרם 3. 2 גרם 2. 17 גרם
28 גרם 6 גרם 34 גרם
בואו ניקח כנקודת התייחסות רק את גז המימן, שמסתו ששימש בתגובה ניתנה בתרגיל:
שלב שני:
מאז נאמר באמירה כי נעשה בו שימוש "כמות מספקת של גז חנקן (N2)”, אנחנו כבר יודעים שאין עודף ריאגנט.
בואו ניקח כנקודת התייחסות רק את גז המימן, שמסתו ששימש בתגובה ניתנה בתרגיל:
6 גרם של H.2 34 גרם NH3
360 גרם ח '2 איקס
x = 360 גרם. 34 גרם = 2040 גרם NH3
6 גרם
שלב שלישי:
תשואה תיאורטית 100%
x אחוזי תשואה
2040 גרם NH3 100%
x גרם NH3 20%
x = 2040 גרם. 20%
100%
x = 408 גרם NH3
התגובה של 360 גרם גז מימן עם תפוקה של 20% מספקת 408 גרם של גז אמוניה.
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm