Endüstrilerde ve laboratuvarlarda pratikte gerçekleştirilen kimyasal reaksiyonların çoğunda elde edilen ürün miktarı teorik olarak beklenen miktarın altındadır. Bu, reaktanların toplam kütlesi tamamen ürünlere dönüştürülmediği için reaksiyon veriminin %100'e eşit olmadığı anlamına gelir.
Bu, birkaç faktör nedeniyle olabilir, en yaygınına bakın:
- İstediğimize paralel reaksiyonlar meydana gelebilir ve bununla birlikte, reaktanlardan birinin veya her ikisinin bir kısmı tüketilir ve istenmeyen ürünler oluşur;
- Reaksiyon, tersinir olduğu için tamamlanmamış olabilir; böylece oluşan ürünün bir kısmı tekrar reaktanlara dönüştürülür;
- Reaksiyon sırasında, örneğin kalitesiz cihazların kullanılması veya operatör hatası nedeniyle ürün kayıpları meydana gelebilir.
Bu nedenle, bilmek açıkça önemlidir Gerçek kazanç veya reaksiyon verimi reaksiyonun yürütüldüğü koşullar altında beklenebilir. Reaksiyon verimi bir teorik olarak beklenen yüzde. Bunu yapmak için aşağıda listelenen üç adımı izlememiz gerekiyor:
Bu tür bir hesaplamanın nasıl gerçekleştirildiğine dair bazı örneklere bakın:
1. Örnek: 2 g hidrojen gazı (H2) 16 g oksijen gazı ile (O2), 14.4 g su (H2Ö). Bu reaksiyonun gerçek verimini hesaplayın. (Veri: Molar kütleler: H2 = 2 g/mol; Ö2 = 32 g/mol; H2O = 18 g/mol).
1. Adım:
Kimyasal reaksiyonu yazmalıyız dengeli Bu reaksiyonun teorik veriminin ne olduğunu bilmek için:
2 saat2 + 1 O2 → 2 Saat2Ö
2 mol 1 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
2. 2g 1. 32g 2. 18 gr
4g 32g 36g
Teorik olarak, 4 g H2 32 g O ile reaksiyona girdi2, 36 g H üretmek2Ö. Alıştırmada verilen değerleri kullanarak basit bir üç kuralı yapıyoruz ve teorik verimi buluyoruz. Bu bir sonraki adımda yapılacaktır.
2. Adım:
Reaktanlardan herhangi birinin reaksiyonu sınırlayıp sınırlamadığını kontrol etmek önemlidir, çünkü eğer biterse, diğer reaktandan ne kadar fazla kaldığınız ne olursa olsun reaksiyon duracaktır. Bunu bilmek için, reaktiflerin her biri tarafından ayrı ayrı oluşturulacak ürün miktarını belirlemeniz yeterlidir:
- H'ye2: - O'ya2:
4 g H2 36 g H232 g H2 36 g H2Ö
2 g H2 x 16 g H2 x
x = 2 gr. 36 gr = 18 gr su x = 16 gr. 36 gr = 18 gr su
4g 32g
Her ikisine de aynı miktarda su verdiğinden, orantılı olarak reaksiyona girerler ve ne fazla reaktif ne de sınırlayıcı reaktif yoktur.
3. Adım:
Şimdi, teorik verimi (18 g su), ifadede (14 g su) verilen reaksiyonda elde edilen gerçek verimle ilişkilendirin:
Teorik verim %100
gerçek gelir x
x = Gerçek gelir. 100%
teorik verim
18 gr %100 su
14,4 g su x
x = 14.4 gr. 100%
18g
x = %80
Bu reaksiyonun verimi %80'e eşitti.
Peki ya yüzde verimin ne olduğunu biliyorsak ve reaksiyonda elde edilen ürünün kütlesini bulmak istiyorsak? Bir sonraki örnek bununla ilgilidir:
2. Örnek: Bir amonyak (NH) üretim reaksiyonunda3), 360 g hidrojen gazı reaksiyona girdi (H2) ve yeterli miktarda azot gazı (N2), %20 verim sağlar. Elde edilen amonyak kütlesi neydi? (Veri: Molar kütleler: H2 = 2 g/mol; N2 = 28 g/mol; NH3 = 17 g/mol).
1. Adım:
1 N2 + 3 Saat2 → 2 NH3
1 mol 3 mol 2 mol
↓ ↓ ↓
1. 28 gr 3. 2 gr 2. 17 gr
28 gr 6 gr 34 gr
Sadece reaksiyonda kullanılan kütlesi alıştırmada verilen hidrojen gazını referans olarak alalım:
2. Adım:
İfadenin kullanıldığını söylediğinden beri “yeterli miktarda azot gazı (N2)”, fazla reaktif olmadığını zaten biliyoruz.
Sadece reaksiyonda kullanılan kütlesi alıştırmada verilen hidrojen gazını referans olarak alalım:
6 g H2 34 g NH33
360 g H2 x
x = 360 gr. 34 gr = 2040 g NH33
6 gr
3. Adım:
Teorik verim %100
x Yüzde verim
2040 g NH33 100%
x g NH3 20%
x = 2040 gr. 20%
100%
x = 408 g NH3
360 g hidrojen gazının %20 verimle reaksiyonu, 408 g amonyak gazı sağlar.
Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm
