Ennen kemiallisten reaktioiden suorittamista on hyödyllistä tietää, kuinka paljon tuotetta tuotetaan tietyillä määrillä reagensseja. Tätä kutsutaan teoreettinen tuotto. Tätä strategiaa käytetään kemiallisen reaktion teoreettisen saannon laskemiseen. Samaa strategiaa voidaan soveltaa kunkin määrän määrittämiseen reagenssin tarvitaan tuottamaan haluttu määrä tuotetta.
Teoreettisen saannon näytteen laskeminen
10 grammaa vetykaasua poltetaan ylimääräisen happikaasun läsnä ollessa veden tuottamiseksi. Kuinka paljon vettä tuotetaan?
Reaktio missä vetykaasu yhdistää happea kaasun kanssa tuottaa vettä on:
H2(g) + O2(g) → H2O (l)
Vaihe 1: Varmista kemialliset yhtälöt ovat tasapainotetut yhtälöt.
Yllä oleva yhtälö ei ole tasapainossa. Jälkeen tasapainotus, yhtälöstä tulee:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O (l)
Vaihe 2: Määritä moolisuhteet reagenssien ja tuotteen välillä.
Tämä arvo on silta reagenssin ja tuotteen välillä.
moolisuhde on stökiometrinen suhde yhden yhdisteen määrän ja toisen yhdisteen määrän välillä reaktiossa. Tätä reaktiota varten syntyy jokaisesta kahdesta käytetystä vetykaasun moolista kaksi moolia vettä. H: n välinen moolisuhde
2 ja H2O on 1 mooli H2/ 1 mooli H2O.Vaihe 3: Laske reaktion teoreettinen saanto.
Nyt on riittävästi tietoa määrittämiseksi teoreettinen tuotto. Käytä strategiaa:
- Käytä reagenssin moolimassaa muuntaakseen reagenssin grammat reagenssin mooliksi
- Käytä reagenssin ja tuotteen välistä moolisuhdetta muuntaaksesi reagenssien moolit moolituotteiksi
- Käytä moolimassa tuotteen muuntaa moolituote grammoiksi tuotteen.
Yhtälömuodossa:
grammaa tuotetta = grammaa reagenssia x (1 mol reagenssia / reagenssin moolimassa) x (tuotteen moolisuhde / reagenssi) x (tuotteen moolimassa / 1 mol tuotetta)
Reaktion teoreettinen saanto lasketaan käyttämällä:
- H: n moolimassa2 kaasu = 2 grammaa
- H: n moolimassa2O = 18 grammaa
grammaa H2O = grammaa H2 x (1 mol H2/ 2 grammaa H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 grammaa H2O / 1 mol H2O)
Meillä oli 10 grammaa H: ta2 kaasu, joten:
grammaa 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)
Kaikki yksiköt paitsi grammat H2O peruuta, jättäen:
grammaa H2O = (10 x 1/2 x 1 x 18) grammaa H2O
grammaa H2O = 90 grammaa H2O
Kymmenen grammaa vetykaasua ylimääräisen hapen kanssa tuottaa teoriassa 90 grammaa vettä.
Laske reaktantti, joka tarvitaan tuotemäärän määrittämiseen
Tätä strategiaa voidaan muuttaa hieman laskeakseen reagenssien määrä tarvitaan tuottamaan asetettu määrä tuotetta. Muutetaan esimerkkiä hiukan: Kuinka monta grammaa vetykaasua ja happikaasua tarvitaan tuottamaan 90 grammaa vettä?
Tiedämme tarvittavan vedyn määrän ensimmäisen esimerkin avulla, mutta laskelman tekeminen:
grammaa reagenssia = grammaa tuotetta x (1 mol tuotetta / moolimassituote) x (reagenssin / tuotteen moolisuhde) x (reagenssin gramma / reagenssin moolimassa)
Vetykaasun osalta:
grammaa H2 = 90 grammaa H2Ox (1 mol H2O / 18 g) x (1 mooli H2/ 1 mooli H2O) x (2 g H2/ 1 mooli H2)
grammaa H2 = (90 x 1/18 x 1 x 2) grammaa H2 grammaa H2 = 10 grammaa H2
Tämä on yhtä mieltä ensimmäisestä esimerkistä. Tarvittavan hapen määrän määrittämiseksi tarvitaan hapen ja veden moolisuhde. varten jokainen mooli käytetystä happikaasusta syntyy 2 moolia vettä. Happikaasun ja veden välinen moolisuhde on 1 mooli O2/ 2 mol H2O.
yhtälö grammaa O2 tulee:
grammaa O2 = 90 grammaa H2Ox (1 mol H2O / 18 g) x (1 mol O2/ 2 mol H2O) x (32 g O2/ 1 mooli H2)
grammaa O2 = (90 x 1/18 x 1/2 x 32) grammaa O2
grammaa O2 = 80 grammaa O2
90 gramman veden tuottamiseksi tarvitaan 10 grammaa vetykaasua ja 80 grammaa happikaasua.
Teoreettinen satolaskelma ovat yksinkertaisia niin kauan kuin sinulla on tasapainotetut yhtälöt reagenssien ja tuotteen siltaamiseksi tarvittavien moolisuhteiden löytämiseksi.
Teoreettisen tuoton nopea katsaus
- Tasapaino yhtälöt.
- Löydä reagenssin ja tuotteen välinen moolisuhde.
- Laske seuraavaa strategiaa käyttämällä: Muunna grammat mooliksi, käytä moolisuhdetta silloittamalla tuotteet ja reagenssit ja muunna moolit sitten takaisin grammoiksi. Toisin sanoen työskentele moolien kanssa ja muunna ne sitten grammoiksi. Älä työskentele grammojen kanssa ja oleta, että saat oikean vastauksen.
Katso lisää esimerkkejä teoreettinen sato toimi ja vesiliuoksen kemiallisen reaktion esimerkki-ongelmat.
Lähteet
- Petrucci, R. H., Harwood, W.S. ja Herring, F.G. (2002) Yleinen kemia, 8. painos. Prentice Hall. ISBN 0130143294.
- Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. (1996) Vogelin oppikirja käytännöllisestä orgaanisesta kemiasta (5. painos). Pearson. ISBN 978-0582462366.
- Whitten, K.W., Gailey, K.D. ja Davis, R.E. (1992) Yleinen kemia, 4. painos. Saunders College Publishing. ISBN 0030723736.