В большинстве химических реакций, проводимых на практике в промышленности и лабораториях, количество полученного продукта меньше теоретически ожидаемого. Это означает, что выход реакции не равен 100%, так как общая масса реагентов не была полностью преобразована в продукты.
Это может произойти из-за нескольких факторов, см. Самые распространенные:
- Могут происходить параллельные реакции с тем, который нам нужен, и в результате часть одного или обоих реагентов расходуется, образуя нежелательные продукты;
- Реакция может быть неполной, потому что она обратима; таким образом, часть образовавшегося продукта снова превращается в реагенты;
- Потери продукта могут произойти во время реакции, например, при использовании некачественной техники или из-за ошибки оператора.
Таким образом, очень важно знать реальный доход или же выход реакции этого можно ожидать в условиях, в которых проводится реакция. Выход реакции составляет процент от теоретически ожидаемого. Для этого нам нужно выполнить три шага, перечисленных ниже:
Посмотрите несколько примеров того, как выполняется этот тип расчета:
1-й пример: 2 г газообразного водорода (H2) с 16 г газообразного кислорода (O2), что дает 14,4 г воды (H2О). Рассчитайте фактический выход этой реакции. (Данные: Молярные массы: H2 = 2 г / моль; О2 = 32 г / моль; ЧАС2O = 18 г / моль).
1-й шаг:
Мы должны написать химическую реакцию сбалансированный чтобы узнать, каков теоретический выход этой реакции:
2 часа2 + 1 O2 → 2 H2О
2 моль 1 моль 2 моль
↓ ↓ ↓
2. 2г 1. 32 г 2. 18 г
4г 32г 36г
Теоретически 4 г H2 прореагировал с 32 г O2, производя 36 г H2О. Используя значения, указанные в упражнении, мы составляем простое правило трех и определяем теоретическую доходность. Это будет сделано на следующем шаге.
2-й шаг:
Важно проверить, не ограничивает ли реакция какой-либо из реагентов, потому что, если он закончится, реакция остановится, независимо от того, сколько у вас еще избытка другого реагента. Чтобы знать это, просто определите количество продукта, которое будет образовано каждым из реагентов по отдельности:
- К H2: - К О2:
4 г H2 36 г H232 г H2 36 г H2О
2 г H2 х 16 г H2 Икс
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
х = 2 г. 36 г = 18 г воды х = 16 г. 36 г = 18 г воды
4г 32г
Поскольку он дал одинаковое количество воды, полученной обоими, они реагируют пропорционально, и нет ни избытка реагента, ни ограничивающего реагента.
3-й шаг:
Теперь просто свяжите теоретический выход (18 г воды) с фактическим выходом, полученным в реакции, который был дан в заявлении (14 г воды):
Теоретическая доходность 100%
реальный доход x
х = Фактический доход. 100%
Теоретическая доходность
18 г 100% воды
14,4 г воды x
х = 14,4 г. 100%
18 г
х = 80%
Выход этой реакции составил 80%.
Но что, если бы мы знали, каков процентный выход, и хотели бы узнать массу продукта, полученного в результате реакции? Следующий пример имеет дело с этим:
2-й пример: В реакции производства аммиака (NH)3), 360 г газообразного водорода (H2) и достаточное количество газообразного азота (N2), что дает доходность 20%. Какая масса полученного аммиака? (Данные: Молярные массы: H2 = 2 г / моль; N2 = 28 г / моль; NH3 = 17 г / моль).
1-й шаг:
1 N2 + 3 часа2 → 2 NH3
1 моль 3 моль 2 моль
↓ ↓ ↓
1. 28 г 3. 2 г 2. 17 г
28 г 6 г 34 г
Давайте возьмем за образец только газообразный водород, масса которого, использованная в реакции, была дана в упражнении:
2-й шаг:
Поскольку в высказывании говорилось, что он был использован «Достаточное количество газообразного азота (N2)”, мы уже знаем, что нет избытка реагента.
Давайте возьмем за образец только газообразный водород, масса которого, использованная в реакции, была дана в упражнении:
6 г H2 34 г NH3
360 г H2 Икс
х = 360 г. 34 г = 2040 г NH3
6 г
3-й шаг:
Теоретическая доходность 100%
x Процентная доходность
2040 г NH3 100%
x г NH3 20%
х = 2040 г. 20%
100%
х = 408 г NH3
Реакция 360 г газообразного водорода с выходом 20% дает 408 г газообразного аммиака.
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:
FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Выход реакции»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. Доступ 27 июня 2021 г.
