I de flesta kemiska reaktioner som utförs i praktiken i industrier och laboratorier är mängden erhållen produkt mindre än den teoretiskt förväntade mängden. Detta innebär att reaktionsutbytet inte är lika med 100%, eftersom den totala massan av reaktanter inte har omvandlats helt till produkter.
Detta kan hända på grund av flera faktorer, se de vanligaste:
- Parallella reaktioner på den vi önskar kan inträffa och som ett resultat förbrukas en del av en eller båda av reaktanterna och bildar oönskade produkter;
- Reaktionen kan vara ofullständig eftersom den är reversibel; sålunda omvandlas en del av den bildade produkten åter till reaktanter;
- Produktförluster kan uppstå under reaktionen, till exempel när du använder apparater av dålig kvalitet eller på grund av operatörsfel.
Därför är det uttryckligen viktigt att känna till realinkomst eller reaktionsutbyte som kan förväntas under de betingelser under vilka reaktionen utförs. Reaktionsutbytet är a procent av teoretiskt förväntat. För att göra detta måste vi följa de tre stegen nedan:
Se några exempel på hur denna typ av beräkning utförs:
1: a exemplet: 2 g vätgas (H2) med 16 g syrgas (O2producerar 14,4 g vatten (H2O). Beräkna det faktiska utbytet av denna reaktion. (Data: molmassor: H2 = 2 g / mol; O2 = 32 g / mol; H2O = 18 g / mol).
Första steget:
Vi måste skriva den kemiska reaktionen balanserad att veta vad det teoretiska utbytet av denna reaktion är:
2 timmar2 + 1 O2 → 2 H2O
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32g 2. 18 g
4g 32g 36g
Teoretiskt sett är 4 g H2 reagerade med 32 g O2, producerar 36 g H2O. Med hjälp av värdena i övningen gör vi en enkel regel om tre och hittar det teoretiska utbytet. Detta kommer att göras i nästa steg.
Andra steget:
Det är viktigt att kontrollera om någon av reaktanterna begränsar reaktionen, för om den tar slut stannar reaktionen, oavsett hur mycket överskott du fortfarande har av den andra reaktanten. För att veta detta, bestäm bara mängden produkt som skulle bildas av vart och ett av reagensen separat:
- Till H2: - Till O2:
4 g H2 36 g H232 g H2 36 g H2O
2 g H2 x 16 g H2 x
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
x = 2 g. 36 g = 18 g vatten x = 16 g. 36 g = 18 g vatten
4g 32g
Eftersom det gav samma mängd producerat vatten till båda reagerar de proportionellt och det finns varken överskott av reagens eller begränsande reagens.
3: e steget:
Relatera nu bara det teoretiska utbytet (18 g vatten) med det faktiska utbytet som erhölls i reaktionen, vilket gavs i uttalandet (14 g vatten):
Teoretiskt utbyte 100%
realinkomst x
x = Faktisk inkomst. 100%
Teoretiskt utbyte
18 g 100% vatten
14,4 g vatten x
x = 14,4 g 100%
18g
x = 80%
Utbytet av denna reaktion var lika med 80%.
Men tänk om vi visste hur mycket avkastningen är och vi ville ta reda på mängden produktmassa som erhölls i reaktionen? Nästa exempel handlar om detta:
2: a exempel: I en ammoniak (NH) produktionsreaktion3360 g vätgas (H2och en tillräcklig mängd kvävgas (N2genererar ett 20% utbyte. Vad erhölls ammoniakmassan? (Data: molmassor: H2 = 2 g / mol; N2 = 28 g / mol; NH3 = 17 g / mol).
Första steget:
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
Låt oss ta som en referens endast vätgas, vars massa som användes i reaktionen gavs i övningen:
Andra steget:
Sedan uttalandet sa att det användes ”En tillräcklig mängd kvävgas (N2)”, vi vet redan att det inte finns något överskott av reagens.
Låt oss ta som en referens endast vätgas, vars massa som användes i reaktionen gavs i övningen:
6 g H2 34 g NH3
360 g H2 x
x = 360 g 34 g = 2040 g NH3
6 g
3: e steget:
Teoretiskt utbyte 100%
x Procentavkastning
2040 g NH3 100%
x g NH3 20%
x = 2040 g. 20%
100%
x = 408 g NH3
Reaktionen av 360 g vätgas med 20% utbyte ger 408 g ammoniakgas.
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Utbyte av en reaktion"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
