A kémiai reakciók elvégzése előtt hasznos tudni, hogy mennyi terméket fog előállítani az adott mennyiségű reagenssel. Ezt nevezik elméleti hozam. Ezt a stratégiát kell használni a kémiai reakció elméleti hozamának kiszámításához. Ugyanaz a stratégia alkalmazható az egyes összegek meghatározására reagens szükséges a kívánt mennyiségű termék előállításához.
Elméleti hozamminta kiszámítása
10 gramm hidrogéngázt égettünk fölösleges oxigéngáz jelenlétében víz előállításához. Mennyi vizet termelnek?
A reakció hol hidrogén gáz kombinálódik az oxigén gázzal a víz előállításához:
H2(g) + O2(g) → H2O (l)
1. lépés: Győződjön meg róla, hogy kémiai egyenletek kiegyensúlyozott egyenletek.
A fenti egyenlet nem kiegyensúlyozott. Utána kiegyensúlyozó, az egyenlet lesz:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (l)
2. lépés: Határozzuk meg a reagensek és a termék mólarányát.
Ez az érték hidat jelent a reagens és a termék között.
Az mólarány a sztöchiometrikus arány az egyik vegyület és egy másik vegyület mennyisége között a reakcióban. Ennek a reakciónak a felhasználásához két mól hidrogén-gázt két mól víz készít. A H mólaránya
2 és H2O jelentése 1 mol H2/ 1 mol H2O.3. lépés: Számítsuk ki a reakció elméleti hozamát.
Jelenleg elegendő információ van a elméleti hozam. Használja a stratégiát:
- A reagens móltömegét használva konvertáljuk a reagens grammját reagens móljává
- Használja a reagens és a termék mólarányát a reagensek mol moláris termékké való átalakításához
- Használja a moláris tömeg a termék konvertálja az anyajegyterméket grammra termék.
Egyenlet formában:
gramm termék = gramm reaktáns x (1 mol reagens / reagens moláris tömege) x (termék / reagens mólarány) x (a termék móltömege / 1 mol termék)
A reakciónk elméleti hozamát az alábbiakkal kell kiszámítani:
- H móltömege2 gáz = 2 gramm
- H móltömege2O = 18 gramm
gramm H2O = gramm H2 x (1 mol H2/ 2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 gramm H2O / 1 mol H2O)
10 gramm H volt2 gáz, tehát:
gramm H2O = 10 g H2 x (1 mol H2/ 2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 g H2O / 1 mol H2O)
Minden egység, kivéve H grammot2O törölje, így:
gramm H2O = (10 x 1/2 x 1 x 18) gramm H2O
gramm H2O = 90 gramm H2O
Tíz gramm hidrogén-gáz és felesleges oxigén elméletileg 90 gramm vizet fog előállítani.
Számítsa ki a reagens mennyiségét, amelyre szükség van a termékmennyiség meghatározásához
Ez a stratégia a számításhoz kissé módosítható a reaktánsok mennyisége egy meghatározott mennyiségű termék előállításához szükséges. Kicsit változtassuk meg a példánkat: Hány gramm hidrogén- és oxigéngázra van szükség a 90 gramm víz előállításához?
Tudjuk, hogy mennyi hidrogént kell használni az első példa szerint, de a számítás elvégzéséhez:
gramm reagens = gramm termék x (1 mol termék / móltömeg termék) x (reaktáns / termék mólarány) x (reagens gramm / móltömeg reaktáns)
Hidrogéngáz esetében:
gramm H2 = 90 gramm H2Ox (1 mol H2O / 18 g) x (1 mol H2/ 1 mol H2O) x (2 g H2/ 1 mol H2)
gramm H2 = (90 x 1/18 x 1 x 2) gramm H2 gramm H2 = 10 g H2
Ez egyetért az első példával. A szükséges oxigén mennyiségének meghatározásához szükség van az oxigén és a víz mólarányára. mert minden anyajegy felhasznált oxigéngázból 2 mol vizet kapunk. Az oxigén-gáz és a víz mólaránya 1 mol O2/ 2 mol H2O.
Az egyenlet: gramm O2 válik:
gramm O2 = 90 gramm H2Ox (1 mol H2O / 18 g) x (1 mol O2/ 2 mol H2O) x (32 g O2/ 1 mol H2)
gramm O2 = (90 x 1/18 x 1/2 x 32) gramm O2
gramm O2 = 80 gramm O2
90 gramm víz előállításához 10 gramm hidrogén-gázra és 80 gramm oxigén-gázra van szükség.
Elméleti hozamszámítás egyszerűek mindaddig, amíg kiegyensúlyozott egyenletei vannak a reagensek és a termék áthidalásához szükséges mólarányok megtalálásához.
Elméleti hozam gyors áttekintése
- Kiegyensúlyozza az egyenleteket.
- Keresse meg a reagens és a termék mólarányát.
- Számítsuk ki a következő stratégia alkalmazásával: Átalakítsuk a gramokat molokká, mólarányt használjunk a termékek és a reagensek áthidalására, majd konvertáljuk a molokat grammokká. Más szavakkal, dolgozzon a vakondokkal, majd konvertálja azokat grammokra. Ne dolgozzon grammmal, feltételezve, hogy a helyes választ kapja.
További példákra nézze meg a az elméleti hozammal mûködõ probléma és a vizes oldat kémiai reakcióival kapcsolatos problémák.
források
- Petrucci, R. H., Harwood, W.S. és Herring, F.G. (2002) Általános kémia, 8. kiadás. Prentice Hall. ISBN 0130143294.
- Vogel, A. ÉN.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. (1996) Vogel Gyakorlati Szerves Kémia Tankönyve (5. kiadás). Pearson. ISBN 978-0582462366.
- Whitten, K.W., Gailey, K.D. és Davis, R.E. (1992) Általános kémia, 4. kiadás. Saunders College Publishing. ISBN 0030723736.