Bij de meeste chemische reacties die in de praktijk in industrieën en laboratoria worden uitgevoerd, is de hoeveelheid verkregen product kleiner dan de theoretisch verwachte hoeveelheid. Dit betekent dat het reactierendement niet gelijk is aan 100%, omdat de totale massa aan reactanten niet volledig in producten is omgezet.
Dit kan door verschillende factoren gebeuren, zie de meest voorkomende:
- Er kunnen parallelle reacties optreden met degene die we willen en hiermee wordt een deel van een of beide reactanten verbruikt, waardoor ongewenste producten worden gevormd;
- De reactie kan onvolledig zijn omdat deze omkeerbaar is; zo wordt een deel van het gevormde product weer omgezet in reactanten;
- Tijdens de reactie kunnen productverliezen optreden, zoals bij het gebruik van apparaten van slechte kwaliteit of door een bedieningsfout.
Het is dus nadrukkelijk belangrijk om te weten werkelijk inkomen of reactie opbrengst dat kan worden verwacht onder de omstandigheden waaronder de reactie wordt uitgevoerd. De reactieopbrengst is a
percentage van theoretisch verwacht. Om dit te doen, moeten we de drie onderstaande stappen volgen:
Bekijk enkele voorbeelden van hoe dit type berekening wordt uitgevoerd:
1e voorbeeld: 2 g waterstofgas (H2) met 16 g zuurstofgas (O2), produceren 14,4 g water (H2O). Bereken de werkelijke opbrengst van deze reactie. (Data: Molaire massa: H2 = 2 g/mol; O2 = 32 g/mol; H2O = 18 g/mol).
1e stap:
We moeten de chemische reactie schrijven evenwichtig om te weten wat de theoretische opbrengst van deze reactie is:
twee uur2 + 1 O2 → 2 H2O
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32g 2. 18 gram
4g 32g 36g
Theoretisch 4 g H2 gereageerd met 32 g O2, produceren van 36 g H2O. Met behulp van de waarden die in de oefening zijn gegeven, maken we een eenvoudige regel van drie en vinden we de theoretische opbrengst. Dit zal in de volgende stap gebeuren.
2e stap:
Het is belangrijk om te controleren of een van de reactanten de reactie beperkt, want als deze opraakt, stopt de reactie, ongeacht hoeveel overmaat je nog hebt van de andere reactant. Om dit te weten, hoeft u alleen maar de hoeveelheid product te bepalen die door elk van de reagentia afzonderlijk zou worden gevormd:
- Naar de H2: - Naar de O2:
4 g H2 36 g H232 g H2 36 g H2O
2 g H2 x 16 g H2 X
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
x = 2 gram. 36 gram = 18 g water x = 16 gram. 36 gram = 18 g water
4g 32g
Omdat het aan beide dezelfde hoeveelheid water gaf, reageren ze proportioneel en is er geen overmaat reagens of beperkend reagens.
3e stap:
Vergelijk nu gewoon de theoretische opbrengst (18 g water) met de werkelijke opbrengst verkregen in de reactie, die werd gegeven in de verklaring (14 g water):
Theoretisch rendement 100%
echt inkomen x
x = Werkelijk inkomen. 100%
Theoretische opbrengst
18 g 100% water
14,4 g water x
x = 14,4 gram. 100%
18g
x = 80%
De opbrengst van deze reactie was gelijk aan 80%.
Maar wat als we wisten wat de procentuele opbrengst is en we wilden weten hoeveel massa product verkregen werd in de reactie? Het volgende voorbeeld gaat hierover:
2e voorbeeld: In een ammoniak (NH) productiereactie3), 360 g waterstofgas (H2) en voldoende stikstofgas (N2), wat een opbrengst van 20% oplevert. Wat was de verkregen massa ammoniak? (Data: Molaire massa: H2 = 2 g/mol; nee2 = 28 g/mol; NH3 = 17 g/mol).
1e stap:
1 Nee2 + 3 H2 → 2 NH3
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 gram 3. 2 gram 2. 17 gram
28 g 6 g 34 g
Laten we alleen het waterstofgas als referentie nemen, waarvan de massa die in de reactie werd gebruikt in de oefening werd gegeven:
2e stap:
Aangezien de uiting zei dat het werd gebruikt “voldoende stikstofgas (N2)”, we weten al dat er geen overtollig reagens is.
Laten we alleen het waterstofgas als referentie nemen, waarvan de massa die in de reactie werd gebruikt in de oefening werd gegeven:
6 g H2 34 g NH3
360 g H2 X
x = 360 gram. 34 gram = 2040 g NH3
6 gram
3e stap:
Theoretisch rendement 100%
x Percentage opbrengst
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 gram. 20%
100%
x = 408 g NH3
De reactie van 360 g waterstofgas met een opbrengst van 20% levert 408 g ammoniakgas op.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Opbrengst van een reactie"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. Betreden op 27 juni 2021.
