Jak obliczyć procent wyjścia produktu w chemii

W chemii wydajność teoretyczna jest maksymalną ilością produktu otrzymanego w wyniku reakcji chemicznej. W rzeczywistości większość reakcji nie jest idealna, czyli praktyczna wydajność produktu jest zawsze mniej teoretyczna. Aby obliczyć skuteczność reakcji, konieczne jest znalezienie procentu wyjścia produktu za pomocą wzoru: wyjście (%) = (praktyczny wyjście wyjściowe / teoretyczne) X100. Jeśli odsetek wyjścia wynosi 90%, oznacza to, że reakcję jest skuteczne o 90%, a zainwestowano 10% odczynników (nie wprowadzono do reakcji, czy nie podłączony).

Kroki

Część 1 z 3:

Znajdź kluczowy składnik reakcji

jeden. Zacznij od S Zrównoważone równanie chemiczne. Równanie chemiczne obejmuje odczynniki (po lewej stronie oznakowania równości), a produkty utworzone (na prawo od znaku równości). W niektórych zadaniach podaje się równanie chemiczne, a inni muszą być napisane. Podczas reakcji chemicznej atomy nie są tworzone i nie zniszczone, więc każdy element powinien mieć taką samą liczbę atomów po lewej i prawej stronie znaku równości.

Na przykład, w wyniku reakcji tlenu i glukozy, stwierdza się dwutlenek węgla i tlen: $6 O 2 + {DO}_{6} H_{12} O_{6}$ $6O_ {2} + C_ {6} H _ {{12}} O_ {6}$ → $6 DO O 2 + 6 H_{2} O$ $6CO_ {2} + 6H_ {2} O$
Po każdej stronie znaku równości wynosi 6 atomów węgla (C), 12 atomów wodoru (H) i 18 atomów tlenu (O). Równanie jest zrównoważone.
Czytać Ten artykuł, Jeśli zadanie musisz niezależnie napisać zrównoważone równanie.

Obraz zatytułowany Złóż wniosek o osiągnięcie dotacji przedsiębiorczości 14

2. Odnaleźć Masa cząsteczkowa Każda substancja źródłowa. Określ masę molową każdego atomu substancji, a następnie złożyć masy molowe, aby obliczyć masę molową całej substancji. Zrób to do jednej cząsteczki odczynnika.

Na przykład w jednej cząsteczce tlenu (

O 2

$O_ {2}$ ) Dwa atomy tlenu.

Masę molą tlenu wynosi około 16 g / mol (dokładnie spojrzeć na tabelę MendeleEV).

2 Atom tlenu x 16 g / mol = 32 g / mol

O 2

$O_ {2}$ .

Mola molowa innego odczynnika, glukozy (

DO 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} o_ {6}$ ), równe: (6 atomów węgla x 12 g / mol) + (12 atomów wodoru x 1 g / mol) + (6 atomów tlenu x 16 g / mol) = 180 g / mol.

Obraz zatytułowany akceptuje błędy i uczyć się od nich krok 18

3. Konwertuj masę każdego odczynnika z gramów do liczby moli. Teraz rozważ reakcję, którą zamierzasz trzymać. Zapisz masę każdego odczynnika w gramach. Uzyskana wartość jest podzielona na masę molową substancji do konwersji gramów do liczby moli.

Na przykład, wziąłeś 40 g tlenu i 25 g glukozy.

40 g

O 2

$O_ {2}$ / (32 g / mol) = 1,25 molowy tlen.

25g

DO 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} o_ {6}$ / (180 g / mol) ≈ 0,139 mol glukoza.

Obraz zatytułowany w tle przestępczego Krok 13

cztery. Znajdź stosunek molowy odczynników. Pamiętaj, że mol jest wartością używaną przez chemików do "liczenia" cząsteczek. Określono liczbę cząsteczek każdego materiału wyjściowego. Podziel liczbę moli jednego odczynnika przez liczbę innych moli, aby znaleźć stosunek molowy dwóch odczynników.

Wziąłeś 1,25 molowy tlen i 0,139 mol glukoza. Stosunek molowy tlenu i glukozy: 1,25 / 0,139 = 9. Oznacza to, że na 1 cząsteczce glukozy występuje 9 cząsteczek tlenu.

Obraz zatytułowany bronić przed zastosowaniem nazwy lub podobieństwa zastrzeżenia Krok 15

pięć. Znajdź optymalny stosunek odczynników. Wróć do zrównoważonego równania, które nagrałeś wcześniej. Dzięki temu równaniu można określić optymalny stosunek odczynników, czyli relację, w której obie substancje zostaną wydane jednocześnie.

Lewa strona równania:

6 O 2 + {DO}_{6} H_{12} O_{6}

$6O_ {2} + C_ {6} H _ {{12}} O_ {6}$ . To jest 1 jedna cząsteczka glukozy, występują 6 cząsteczek tlenu. Optymalny stosunek odczynników: 6 tlen / 1 glukoza = 6.

Nie mylić substancji, które są w liczniku i w Denoter Denoter. Jeśli podzieliłeś tlen na glukozę, a następnie glukozę na tlen, otrzymasz nieprawidłowy wynik.

6. Porównaj stosunki, aby znaleźć kluczowy składnik reakcji. W reakcji chemicznej jeden odczynnik jest konsumowany szybciej niż drugi. Taki kluczowy odczynnik określa szybkość reakcji chemicznej. Porównaj dwa wskaźniki, które obliczasz, aby znaleźć kluczowy odczynnik:

Jeśli stosunek molowy jest większy niż optymalna, substancja, która jest w numeratorze frakcji, za dużo. W tym przypadku substancja, która znajduje się w Denoteru frakcji jest kluczowym odczynnikiem.

Jeśli stosunek molowy jest mniejszy niż optymalna, substancja, która jest w numerowym frakcji, zbyt mało i jest kluczowym odczynnikiem.

W naszym przykładzie stosunek molowy (tlen / glukoza = 9) jest większa niż optymalny stosunek (tlen / glukoza = 6). Tak więc substancja, która znajduje się w denomoter (glukoza), jest kluczowym odczynnikiem.

Część 2 z 3:

Oblicz produkt teoretyczny

jeden. Określ produkty reakcji. Prawa strona równania chemicznego zawiera listę produktów reakcji. Każdy produkt ma wyjście teoretyczne, czyli ilość produktu, który okaże się w przypadku idealnej reakcji.

W naszym przykładzie daje reakcję $6 O 2 + {DO}_{6} H_{12} O_{6}$ $6O_ {2} + C_ {6} H _ {{12}} O_ {6}$ → $6 DO O 2 + 6 H_{2} O$ $6CO_ {2} + 6H_ {2} O$ . Właściwa część równania zawiera dwie substancje: dwutlenek węgla i woda. Oblicz wyjście dwutlenku węgla ( $DO O 2$ $Co_ {2}$ ).

Obraz zatytułowany stał się księgowym krokiem 10

2. Zapisz liczbę kluczowych czodistej reagentów. Wydajność teoretyczna produktu jest równa ilości produktu, który otwiera się w idealnych warunkach. Aby obliczyć wyjście teoretyczne, rozpocznij od liczby odczynnika klucza (odczytaj poprzednią sekcję).

W naszym przykładzie stwierdzono, że glukoza jest kluczowym odczynnikiem. Również obliczasz, że wzięli 0,139 mol glukozy.

3. Znajdź stosunek cząsteczek produktu i odczynników. Wróć do zrównoważonego równania. Podziel liczbę cząsteczek produktu na liczbie kluczowych cząsteczek odczynników.

Zrównoważone równanie:

6 O 2 + {DO}_{6} H_{12} O_{6}

$6O_ {2} + C_ {6} H _ {{12}} O_ {6}$ →

6 DO O 2 + 6 H_{2} O

$6CO_ {2} + 6H_ {2} O$ . W związku z tym w reakcji biorą udział 6 cząsteczek produktów (gazu dwutlenku węgla

DO O 2

$Co_ {2}$ ) i 1 kluczowa cząsteczka odczynnika (glukoza

DO 6 H_{12} O_{6}

$C_ {6} h _ {{12}} o_ {6}$ ).

Stosunek dwutlenku węgla i glukozy: 6/1 = 6. Innymi słowy, w wyniku reakcji od 1 cząsteczki glukozy otrzyma 6 cząsteczek dwutlenku węgla.

cztery. Pomnożyć wynikowy stosunek przez ilość odczynnika w moli. Więc otrzymasz produkt teoretyczny (w milach).

Wziąłeś 0,139 mol glukozy, a stosunek dwutlenku węgla do glukozy wynosi 6. Teoretyczna Wydajność dwutlenku węgla: (0,139 mol glukoza) X (6 mola dwutlenku węgla / 1 mol glukoza) = 0,834 molu dwutlenku węgla.

Obraz zatytułowany na własne podatki krok 18

pięć. Otrzymać wynik konwertowany na gramy. Wynikowa liczba moli pomnoży Masa cząsteczkowa Produkt, aby znaleźć wyjście teoretyczne w gramach. Ta jednostka pomiaru może być stosowana w większości eksperymentów.

Na przykład masa molowa Co₂ W przybliżeniu równa 44 g / mol (masa molowa węglowego ≈ 12 g / mol, masa molowa tlenu ≈ 16 g / mol, dlatego 12 + 16 + 16 = 44).

Pomnóż: 0,834 mole co₂ x 44 g / mol co₂ ≈ 36,7 G. Wydajność produktu teoretyczna wynosi 36,7 g Co₂.

Część 3 z 3:

Oblicz procent wyjścia produktu

jeden. Oblicz, jaki procent wyjścia. Wyjście teoretyczne sugeruje, że reakcja doskonale minęła. W rzeczywistości, idealne reakcje się nie zdarzają: niechciane zanieczyszczenia i inne nieprzewidywalne problemy prowadzą do faktu, że część odczynników nie jest przekształcana w produkt. Dlatego trzy koncepcje charakteryzujące produkt są wykorzystywane w chemii:

Wyjście teoretyczne to maksymalna ilość produktu, który może spowodować reakcję.
Praktyczna wydajność jest rzeczywistą ilością produktu, której masa jest mierzona na skalach.
Procent wyjścia = (praktyczny wyjście / wyjście teoretyczne) * 100%. Na przykład, jeśli procent wyjścia wynosi 50%, oznacza to, że ilość produktu wynosi 50% możliwych teoretycznie.

Obraz zatytułowany Focus więcej w klasie Krok 7

2. Napisz praktyczny produkt wyjście. Jeśli przeprowadziłeś eksperyment, zebrać produkt reakcji i zważ go na skalach, aby go znaleźć. Jeśli jesteś zadaniem chemicznym lub eksperymentem kogoś innego, zostanie podane praktyczne wyjście.

Załóżmy, że w wyniku reakcji otrzymałeś 29 g Co₂.

Obraz zatytułowany Zmniejszenie płatności kredytów studenckich krok 1

3. Podziel praktyczne wyjście do teoretycznego. Upewnij się, że używasz tej samej jednostki pomiarowej dla obu wartości (zwykle gramów). Napiszę bez jednostki miary.

Praktyczna wydajność wynosi 29 g, a wydajność teoretyczna wynosi 36,7 g:

29 36, 7 = 0, 79

cztery. Wynik pomnożyć przez 100, aby uzyskać zainteresowanie. Więc obliczasz procent wyjścia produktu.

0,79 x 100 = 79, czyli odsetek wyjścia produktu wynosi 79%. Tak więc, w wyniku reakcji okazało się 79% maksymalnej możliwej ilości CO₂.

Rada

Niektórzy uczniowie są myśleni o procent (ilość praktycznych wyjścia w stosunku do teoretyki) z procentem błędu (jako praktyczny wyjście różni się od teoretyki). Formuła obliczania procentu wyjścia (wyjście procentowe): (praktyczny wyjście wyjściowe / teoretyczne) * 100%. Aby obliczyć błąd procentowy, w mianowniku tej formuły, musisz nagrać różnicę między wyjściami praktycznymi i teoretycznymi.
Jeśli masz zupełnie inne wyniki, sprawdź jednostki pomiaru. Jeśli praktyczny wyjście różni się od porządku teoretycznego lub więcej, najprawdopodobniej, na etapie obliczeń, użyłeś nieprawidłowych jednostek pomiarowych. Powtórz obliczenia i postępuj zgodnie z jednostkami pomiaru.
Jeśli procent wyjścia wynosi ponad 100%, a jesteś przekonany o poprawności obliczeń, produkt ma niepożądane zanieczyszczenia. Wyczyść produkt (na przykład, wysuszony lub przefiltrować), a następnie ponownie ważyć.