Vo väčšine chemických reakcií uskutočňovaných v praxi v priemysle a laboratóriách je množstvo získaného produktu menšie ako teoreticky očakávané množstvo. To znamená, že výťažok reakcie nie je rovný 100%, pretože celková hmotnosť reaktantov nebola úplne prevedená na produkty.
Môže sa to stať kvôli niekoľkým faktorom, pozrite si najbežnejšie:
- Môžu sa vyskytnúť paralelné reakcie na tú, ktorú chceme, a v dôsledku toho sa časť jedného alebo oboch reaktantov spotrebuje a vzniknú nežiaduce produkty;
- Reakcia môže byť neúplná, pretože je reverzibilná; teda časť vytvoreného produktu sa opäť prevedie na reaktanty;
- Počas reakcie sa môžu vyskytnúť straty produktu, napríklad pri použití nekvalitných spotrebičov alebo v dôsledku chyby obsluhy.
Preto je výslovne dôležité poznať skutočný príjem alebo výťažok reakcie to sa dá očakávať za podmienok, za ktorých sa reakcia uskutočňuje. Výťažok reakcie je a percento teoreticky očakávaného. Aby sme to dosiahli, musíme postupovať podľa troch krokov uvedených nižšie:
Zopár príkladov vykonávania tohto typu výpočtu:
1. príklad: 2 g plynného vodíka (H2) so 16 g plynného kyslíka (O2), pričom sa vyrobí 14,4 g vody (H2O). Vypočítajte skutočný výťažok tejto reakcie. (Údaje: Molárne hmotnosti: H2 = 2 g / mol; O2 = 32 g / mol; H2O = 18 g / mol).
1. krok:
Musíme napísať chemickú reakciu vyvážený vedieť, aký je teoretický výťažok tejto reakcie:
2 hodiny2 + 1 O.2 → 2 H2O
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32 g 2. 18 g
4g 32g 36g
Teoreticky 4 g H2 reagoval s 32 g O2, za vzniku 36 g H2O. Pomocou hodnôt uvedených v cvičení urobíme jednoduché pravidlo troch a nájdeme teoretický výnos. Toto sa uskutoční v ďalšom kroku.
2. krok:
Je dôležité skontrolovať, či niektorý z reaktantov neobmedzuje reakciu, pretože ak dôjde, reakcia sa zastaví bez ohľadu na to, aký vysoký prebytok druhého reaktantu ešte máte. Ak to chcete vedieť, stačí určiť množstvo produktu, ktoré by sa vytvorilo každým z reagentov osobitne:
- Do H2: - Do O2:
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 vody x = 16 g. 36 g = 18 g vody
4g 32g
Pretože sa pri oboch vyrobilo rovnaké množstvo vody, reagujú proporcionálne a nie je ani nadbytočné, ani limitujúce.
3. krok:
Teraz už len spojte teoretický výťažok (18 g vody) so skutočným výťažkom získaným pri reakcii, ktorý bol uvedený vo výroku (14 g vody):
Teoretický výťažok 100%
skutočný príjem x
x = Skutočný príjem. 100%
Teoretický výnos
18 g 100% vody
14,4 g vody x
x = 14,4 g. 100%
18g
x = 80%
Výťažok tejto reakcie bol rovný 80%.
Čo keby sme však vedeli, aký je percentuálny výťažok a chceli by sme zistiť množstvo hmoty produktu získaného pri reakcii? Nasledujúci príklad sa zaoberá týmto:
2. príklad: Pri reakcii výroby amoniaku (NH)3), 360 g plynného vodíka (H2) a dostatočné množstvo plynného dusíka (N2), s príjmom 20%. Aká bola hmotnosť získaného amoniaku? (Údaje: Molárne hmotnosti: H2 = 2 g / mol; N2 = 28 g / mol; NH3 = 17 g / mol).
1. krok:
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
Zoberme si ako referenciu iba plynný vodík, ktorého hmotnosť použitá pri reakcii bola uvedená v cvičení:
2. krok:
Keďže výrok hovoril, že bol použitý „Dostatočné množstvo plynného dusíka (N2)”, už vieme, že tu nie je prebytočné činidlo.
Zoberme si ako referenciu iba plynný vodík, ktorého hmotnosť použitá pri reakcii bola uvedená v cvičení:
6 g H2 34 g NH3
360 g H2 X
x = 360 g. 34 g = 2040 g NH3
6 g
3. krok:
Teoretický výťažok 100%
x Percentuálny výnos
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 g. 20%
100%
x = 408 g NH3
Reakcia 360 g plynného vodíka s 20% výťažkom poskytne 408 g plynného amoniaku.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm