У більшості хімічних реакцій, що проводяться на практиці в галузях промисловості та лабораторіях, кількість отриманого продукту менше теоретично передбачуваної кількості. Це означає, що вихід реакції не дорівнює 100%, оскільки загальна маса реагентів не повністю перетворена в продукти.
Це може статися через кілька факторів, див. Найпоширеніші:
- Можуть відбуватися паралельні реакції до тієї, яку ми хочемо, і при цьому частина одного або обох реагентів витрачається, утворюючи небажані продукти;
- Реакція може бути неповною, оскільки вона оборотна; таким чином, частина утвореного продукту знову перетворюється на реагенти;
- Втрати продукту можуть виникати під час реакції, наприклад, при використанні неякісних приладів або через помилку оператора.
Таким чином, надзвичайно важливо знати реальний дохід або вихід реакції що можна очікувати в умовах, в яких здійснюється реакція. Вихід реакції становить a відсоток від теоретично очікуваного. Для цього нам потрібно виконати три кроки, перелічені нижче:
Перегляньте кілька прикладів того, як виконується цей тип розрахунку:
1-й приклад: 2 г газоподібного водню (H2) з 16 г кисневого газу (O2), утворюючи 14,4 г води (H2О). Обчисліть фактичний вихід цієї реакції. (Дані: Молярні маси: H2 = 2 г / моль; О2 = 32 г / моль; H2O = 18 г / моль).
1-й крок:
Ми повинні написати хімічну реакцію збалансований щоб знати, який теоретичний вихід цієї реакції:
2 години2 + 1 O2 → 2 год2О
2 моль 1 моль 2 моль
↓ ↓ ↓
2. 2г 1. 32г 2. 18 г.
4г 32г 36г
Теоретично 4 г H2 прореагували з 32 г O2, отримуючи 36 г Н2О. Використовуючи значення, наведені у вправі, ми складаємо просте правило з трьох і знаходимо теоретичний вихід. Це буде зроблено на наступному кроці.
2-й крок:
Важливо перевірити, чи обмежує будь-який з реагентів реакцію, тому що якщо вона закінчиться, реакція зупиниться, незалежно від того, скільки надлишку в іншому реагенті все ще є. Щоб це знати, просто визначте кількість продукту, який утворюється кожним з реагентів окремо:
- До H2: - До O2:
4 г H2 36 г Н232 г H2 36 г Н2О
2 г H2 х 16 г H2 х
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
x = 2 г. 36 г. = 18 г води x = 16 г. 36 г. = 18 г води
4г 32г
Оскільки воно дало однакову кількість виробленої води обом, вони реагують пропорційно, і немає ні надлишку реагенту, ні обмежуючого реагенту.
3-й крок:
Тепер просто зв’яжіть теоретичний вихід (18 г води) з фактичним виходом, отриманим у реакції, який був наведений у заяві (14 г води):
Теоретичний вихід 100%
реальний дохід х
x = Фактичний дохід. 100%
Теоретичний вихід
18 г 100% води
14,4 г води х
x = 14,4г. 100%
18г
х = 80%
Вихід цієї реакції дорівнював 80%.
Але що, якби ми знали, який відсоток виходу, і хотіли з’ясувати кількість маси продукту, отриманого в реакції? Наступний приклад стосується цього:
2-й приклад: В реакції виробництва аміаку (NH)3), 360 г водню (H2) і достатня кількість газоподібного азоту (N2), приносячи вихід 20%. Якою була маса отриманого аміаку? (Дані: Молярні маси: H2 = 2 г / моль; N2 = 28 г / моль; NH3 = 17 г / моль).
1-й крок:
1 н2 + 3 год2 → 2 NH3
1 моль 3 моль 2 моль
↓ ↓ ↓
1. 28 г 3. 2 г 2. 17 г.
28 г 6 г 34 г.
Візьмемо в якості посилання лише газоподібний водень, маса якого використана в реакції була вказана у вправі:
2-й крок:
Так як у висловлюванні говорилося, що воно вжито “Достатня кількість азотного газу (N2)”, ми вже знаємо, що надлишку реагенту немає.
Візьмемо в якості посилання лише газоподібний водень, маса якого використана в реакції була вказана у вправі:
6 г H2 34 г NH3
360 г H2 х
x = 360 г. 34 г. = 2040 г NH3
6 г.
3-й крок:
Теоретичний вихід 100%
x Відсоток виходу
2040 г NH3 100%
х г NH3 20%
x = 2040 г. 20%
100%
х = 408 г NH3
Реакція 360 г газоподібного водню з виходом 20% забезпечує 408 г аміачного газу.
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. "Вихід реакції"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/rendimento-uma-reacao.htm. Доступ 27 червня 2021 року.
