Ako vypočítať teoretický výťažok reakcie

GIPhotoStock/Getty Images

Pred vykonaním chemických reakcií je užitočné vedieť, koľko produktu sa vyrobí s daným množstvom reaktantov. Toto je známe ako teoretický výťažok . Toto je stratégia, ktorá sa má použiť pri výpočte teoretického výťažku chemickej reakcie. Rovnakú stratégiu možno použiť na určenie množstva každého z nich činidlo potrebné na výrobu požadovaného množstva produktu.

Výpočet teoretického výťažku vzorky

10 gramov plynného vodíka sa spáli v prítomnosti prebytočného kyslíka na výrobu vody. Koľko vody sa vyrába?

Reakcia kde plynný vodík zlučuje sa s plynným kyslíkom za vzniku vody:

H_dva(g) + O_dva(g) → H_dvaO(l)

Krok 1: Uistite sa, že váš chemické rovnice sú vyvážené rovnice.

Vyššie uvedená rovnica nie je vyvážená. Po vyrovnávanie , rovnica sa stáva:

2 H_dva(g) + O_dva(g) -> 2H_dvaO(l)

Krok 2: Stanovte molárne pomery medzi reaktantmi a produktom.

Táto hodnota je mostíkom medzi reaktantom a produktom.

The molárny pomer je stechiometrický pomer medzi množstvom jednej zlúčeniny a množstvom inej zlúčeniny v reakcii. Pri tejto reakcii sa na každé dva móly použitého plynného vodíka vyrobia dva móly vody. Molárny pomer medzi H_dvaa H_dvaO je 1 mol H_dva/1 mol H_dvaO.

Krok 3: Vypočítajte teoretický výťažok reakcie.

Teraz je dostatok informácií na určenie teoretický výťažok . Použite stratégiu:

1. Použite molárnu hmotnosť reaktantu na premenu gramov reaktantu na móly reaktantu
2. Použite mólový pomer medzi reaktantom a produktom na premenu mólov reaktantu na mólový produkt
3. Použi molárna hmota produktupreviesť molový produkt na gramyproduktu.

Vo forme rovnice:

gramy produktu = gramy reaktantu x (1 mol reaktantu/mólová hmotnosť reaktantu) x (molárny pomer produkt/reaktant) x (mólová hmotnosť produktu/1 mol produktu)

Teoretický výťažok našej reakcie sa vypočíta pomocou:

• molárna hmotnosť H_dvaplyn = 2 gramy
• molárna hmotnosť H_dvaO = 18 gramov

gram H_dvaO = gramy H_dvax (1 mol H_dva/2 gramy H_dva) x (1 mol H_dva0/1 mol H_dva) x (18 gramov H_dva0/1 mol H_dvaO)

Mali sme 10 gramov H_dvaplyn takto:

gram H_dvaO = 10 g H_dvax (1 mol H_dva/2 g H_dva) x (1 mol H_dva0/1 mol H_dva) x (18 g H_dva0/1 mol H_dvaO)

Všetky jednotky okrem gramov H_dvaO zrušiť, pričom:

gram H_dvaO = (10 x 1/2 x 1 x 18) gramov H_dvaO

gram H_dvaO = 90 gramov H_dvaO

Desať gramov plynného vodíka s prebytkom kyslíka teoreticky vyprodukuje 90 gramov vody.

Vypočítajte reaktant potrebný na vytvorenie stanoveného množstva produktu

Táto stratégia môže byť mierne upravená na výpočet množstvo reaktantov potrebné na výrobu stanoveného množstva produktu. Zmeňme trochu náš príklad: Koľko gramov plynného vodíka a plynného kyslíka je potrebných na výrobu 90 gramov vody?

Poznáme množstvo potrebného vodíka podľa prvého príkladu , ale urobiť výpočet:

gramy reaktantu = gramy produktu x (1 mol produktu/mólová hmotnosť produktu) x (mólový pomer reaktant/produkt) x (gramy reaktantu/mólová hmotnosť reaktantu)

Pre plynný vodík:

gram H_dva= 90 gramov H_dvaOx (1 mol H_dva0/18 g) x (1 mol H_dva/1 mol H_dvaO) x (2 g H_dva/1 mol H_dva)

gram H_dva= (90 x 1/18 x 1 x 2) gramov H_dvagram H_dva= 10 gramov H_dva

To súhlasí s prvým príkladom. Na určenie množstva potrebného kyslíka je potrebný molárny pomer kyslíka k vode. Pre každý krtko z použitého plynného kyslíka sa vyrobia 2 móly vody. Molárny pomer medzi plynným kyslíkom a vodou je 1 mol O^dva/2 mol H_dvaO.

The rovnica pre gramy O_dvasa stáva:

gramy O_dva= 90 gramov H_dvaOx (1 mol H_dva0/18 g) x (1 mol O_dva/2 mol H_dvaO) x (32 g 0_dva/1 mol H_dva)

gramy O_dva= (90 x 1/18 x 1/2 x 32) gramov O_dva

gramy O_dva= 80 gramov O_dva

Na výrobu 90 gramov vody je potrebných 10 gramov plynného vodíka a 80 gramov plynného kyslíka.

Teoretické výpočty výnosov sú jednoduché, pokiaľ máte vyvážené rovnice na nájdenie molárnych pomerov potrebných na premostenie reaktantov a produktu.

Rýchly prehľad teoretického výnosu

• Vyvážte svoje rovnice.
• Nájdite molárny pomer medzi reaktantom a produktom.
• Vypočítajte pomocou nasledujúcej stratégie: Premeňte gramy na móly, použite mólový pomer na premostenie produktov a reaktantov a potom móly preveďte späť na gramy. Inými slovami, pracujte s krtkami a potom ich preveďte na gramy. Nepracujte s gramami a predpokladajte, že dostanete správnu odpoveď.

Ďalšie príklady nájdete v problém teoretického výnosu a príklady problémov chemickej reakcie vo vodnom roztoku.

Zdroje

• Petrucci, R.H., Harwood, W.S. a Herring, F.G. (2002) Všeobecná chémia , 8. vydanie. Prentice Hall. ISBN 0130143294.
• Vogel, A. I.; Tatchell, A.R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. (1996) Vogelova učebnica praktickej organickej chémie (5. vydanie). Pearson. ISBN 978-0582462366.
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. a Davis, R.E. (1992) Všeobecná chémia , 4. vydanie. Vydavateľstvo Saunders College. ISBN 0030723736.