Kā aprēķināt reakcijas teorētisko ienesīgumu

GIPhotoStock/Getty Images

Pirms ķīmisko reakciju veikšanas ir lietderīgi zināt, cik daudz produkta tiks ražots ar noteiktu reaģentu daudzumu. Tas ir pazīstams kā teorētiskā raža . Šī ir stratēģija, kas jāizmanto, aprēķinot ķīmiskās reakcijas teorētisko iznākumu. To pašu stratēģiju var piemērot katras summas noteikšanai reaģents nepieciešams, lai saražotu vēlamo produkta daudzumu.

Teorētiskā ienesīguma parauga aprēķins

10 grami ūdeņraža gāzes tiek sadedzināti liekā skābekļa gāzes klātbūtnē, lai iegūtu ūdeni. Cik daudz ūdens tiek ražots?

Reakcija kur ūdeņraža gāze apvienojas ar skābekļa gāzi, lai iegūtu ūdeni:

H_divi(g) + O_divi(g) → H_diviO(l)

1. darbība. Pārliecinieties, ka jūsu ķīmiskie vienādojumi ir līdzsvaroti vienādojumi.

Iepriekš minētais vienādojums nav līdzsvarots. Pēc balansēšana , vienādojums kļūst:

2 H_divi(g) + O_divi(g) → 2 H_diviO(l)

2. solis: nosakiet molu attiecības starp reaģentiem un produktu.

Šī vērtība ir tilts starp reaģentu un produktu.

The molu attiecība ir stehiometriskā attiecība starp viena savienojuma daudzumu un cita savienojuma daudzumu reakcijā. Šai reakcijai uz katriem diviem izmantotajiem ūdeņraža gāzes moliem tiek iegūti divi moli ūdens. Molu attiecība starp H_diviun H_diviO ir 1 mols H_divi/1 mol H_diviO.

3. solis: Aprēķiniet reakcijas teorētisko iznākumu.

Tagad ir pietiekami daudz informācijas, lai noteiktu teorētiskā raža . Izmantojiet stratēģiju:

1. Izmantojiet reaģenta molāro masu, lai pārveidotu reaģenta gramus reaģenta molos
2. Izmantojiet molu attiecību starp reaģentu un produktu, lai molu reaģentu pārveidotu par molu produktu
3. Izmantojiet molārā masa no produkta uzpārvērst molu produktu gramosno produkta.

Vienādojuma formā:

produkta grami = reaģenta grami x (1 mols reaģenta/reaģenta molārā masa) x (produkta/reaģenta molu attiecība) x (produkta molārā masa/1 mols produkta)

Mūsu reakcijas teorētisko iznākumu aprēķina, izmantojot:

• H molārā masa_divigāze = 2 grami
• H molārā masa_diviO = 18 grami

grami H_diviO = grami H_divix (1 mols H_divi/2 grami H_divi) x (1 mols H_diviO/1 mols H_divi) x (18 grami H_diviO/1 mols H_diviO)

Mums bija 10 grami H_divigāze šāda:

grami H_diviO = 10 g H_divix (1 mols H_divi/2 g H_divi) x (1 mols H_diviO/1 mols H_divi) x (18 g H_diviO/1 mols H_diviO)

Visas mērvienības, izņemot gramus H_diviO atcelt, atstājot:

grami H_diviO = (10 x 1/2 x 1 x 18) grami H_diviO

grami H_diviO = 90 grami H_diviO

Desmit grami ūdeņraža gāzes ar lieko skābekli teorētiski radīs 90 gramus ūdens.

Aprēķiniet reaģentu, kas nepieciešams, lai izveidotu noteiktu produkta daudzumu

Šo stratēģiju var nedaudz mainīt, lai aprēķinātu reaģentu daudzums nepieciešams, lai saražotu noteiktu produkta daudzumu. Nedaudz mainīsim mūsu piemēru: Cik gramu ūdeņraža gāzes un skābekļa gāzes ir nepieciešams, lai iegūtu 90 gramus ūdens?

Mēs zinām nepieciešamo ūdeņraža daudzumu ar pirmo piemēru , bet, lai veiktu aprēķinu:

reaģenta grami = produkta grami x (1 mols produkta/molmasas produkta) x (reaģenta/produkta molu attiecība) x (reaģenta grami/molmasas reaģenta)

Ūdeņraža gāzei:

grami H_divi= 90 grami H_diviO x (1 mols H_diviO/18 g) x (1 mols H_divi/1 mol H_diviO) x (2 g H_divi/1 mol H_divi)

grami H_divi= (90 x 1/18 x 1 x 2) grami H_divigrami H_divi= 10 grami H_divi

Tas saskan ar pirmo piemēru. Lai noteiktu nepieciešamo skābekļa daudzumu, ir nepieciešama skābekļa un ūdens molu attiecība. Priekš katrs kurmis no izmantotās skābekļa gāzes, tiek saražoti 2 moli ūdens. Molu attiecība starp skābekļa gāzi un ūdeni ir 1 mol O^divi/2 mol H_diviO.

The vienādojums priekš grami O_divikļūst:

grami O_divi= 90 grami H_diviO x (1 mols H_diviO/18 g) x (1 mols O_divi/2 mol H_diviO) x (32 g O_divi/1 mol H_divi)

grami O_divi= (90 x 1/18 x 1/2 x 32) grami O_divi

grami O_divi= 80 grami O_divi

Lai iegūtu 90 gramus ūdens, nepieciešami 10 grami ūdeņraža gāzes un 80 grami skābekļa gāzes.

Teorētiskie ražas aprēķini ir vienkārši, ja vien jums ir līdzsvaroti vienādojumi, lai atrastu molu attiecības, kas nepieciešamas reaģentu un produkta savienošanai.

Teorētiskā ienesīguma ātrs pārskats

• Līdzsvarojiet savus vienādojumus.
• Atrodiet molu attiecību starp reaģentu un produktu.
• Aprēķiniet, izmantojot šādu stratēģiju: konvertējiet gramus uz moliem, izmantojiet molu attiecību, lai savienotu produktus un reaģentus, un pēc tam konvertējiet molus atpakaļ gramos. Citiem vārdiem sakot, strādājiet ar kurmjiem un pēc tam pārveidojiet tos gramos. Nestrādā ar gramiem un pieņem, ka saņemsi pareizo atbildi.

Lai iegūtu vairāk piemēru, pārbaudiet teorētiskā ienesīguma problēma un ūdens šķīduma ķīmisko reakciju piemēru problēmas.

Avoti

• Petrucci, R.H., Harwood, W.S. un Siļķe, F.G. (2002) Vispārējā ķīmija , 8. izdevums. Prentises zāle. ISBN 0130143294.
• Vogels, A. I.; Tačels, A. R.; Furnis, B. S.; Hannafords, A. J.; Smits, P. W. G. (1996) Vogela praktiskās organiskās ķīmijas mācību grāmata (5. izdevums). Pīrsons. ISBN 978-0582462366.
• Vaitens, K.V., Geilijs, K.D. un Deiviss, R.E. (1992) Vispārējā ķīmija , 4. izdevums. Saunders College Publishing. ISBN 0030723736.