Перед выполнением химических реакций полезно знать, сколько продукта будет произведено с заданными количествами реагентов. Это известно как теоретический выход. Эту стратегию следует использовать при расчете теоретического выхода химической реакции. Та же стратегия может быть применена для определения количества каждого реагент необходимо произвести желаемое количество продукта.
Пример расчета теоретической доходности
10 грамм газообразного водорода сжигают в присутствии избытка газообразного кислорода для получения воды. Сколько воды добывается?
Реакция где газообразный водород в сочетании с газообразным кислородом для получения воды это:
ЧАС2(г) + О2(ж) → Н2О (л)
Шаг 1: убедитесь, что ваш химические уравнения сбалансированные уравнения.
Уравнение выше не сбалансировано. После балансировка, уравнение становится:
2 ч2(г) + О2(г) → 2 Н2О (л)
Шаг 2: Определить мольные соотношения между реагентами и продуктом.
Эта величина является мостом между реагентом и продуктом.
мольное отношение представляет собой стехиометрическое соотношение между количеством одного соединения и количеством другого соединения в реакции. Для этой реакции на каждые два моля используемого газообразного водорода получают два моля воды. Мольное соотношение между Н
2 и H2О составляет 1 моль Н2/ 1 моль H2О.Шаг 3: Рассчитайте теоретический выход реакции.
Теперь достаточно информации для определения теоретический выход. Используйте стратегию:
- Используйте молярную массу реагента для перевода граммов реагента в моли реагента
- Используйте молярное соотношение между реагентом и продуктом для преобразования молей реагента в продукт молей
- Использовать молярная масса продукта для конвертировать родинки в граммы продукта.
В форме уравнения:
грамм продукта = грамм реагента х (1 моль реагента / молярная масса реагента) х (мольное отношение продукт / реагент) х (молярная масса продукта / 1 моль продукта)
Теоретический выход нашей реакции рассчитывается с использованием:
- молярная масса Н2 газ = 2 грамма
- молярная масса Н2O = 18 грамм
грамм H2O = грамм H2 х (1 моль Н2/ 2 грамма H2) х (1 моль Н2O / 1 моль H2) х (18 грамм В2O / 1 моль H2O)
У нас было 10 грамм H2 газ, так что
грамм H2O = 10 г H2 х (1 моль Н2/ 2 г H2) х (1 моль Н2O / 1 моль H2) х (18 г В2O / 1 моль H2O)
Все единицы, кроме граммов H2O отменить, оставив:
грамм H2O = (10 x 1/2 x 1 x 18) грамм H2О
грамм H2O = 90 грамм H2О
Десять граммов газообразного водорода с избытком кислорода теоретически дают 90 граммов воды.
Рассчитать реагент, необходимый для создания заданного количества продукта
Эта стратегия может быть немного изменена для расчета количество реагентов необходимо произвести определенное количество продукта. Давайте немного изменим наш пример: сколько граммов газообразного водорода и газообразного кислорода необходимо для производства 90 граммов воды?
Мы знаем количество необходимого водорода по первому примеру, но сделать расчет:
грамм реагента = грамм продукта х (1 моль продукта / молярная масса продукта) х (мольное отношение реагент / продукт) х (грамм реагента / молярная масса реагента)
Для газообразного водорода:
грамм H2 = 90 грамм H2О х (1 моль Н2O / 18 г) х (1 моль H2/ 1 моль H2О) х (2 г Н2/ 1 моль H2)
грамм H2 = (90 х 1/18 х 1 х 2) грамм H2 грамм H2 = 10 грамм H2
Это согласуется с первым примером. Чтобы определить необходимое количество кислорода, необходимо мольное отношение кислорода к воде. За каждый моль из использованного газообразного кислорода образуется 2 моля воды. Мольное соотношение между газообразным кислородом и водой составляет 1 моль O2/ 2 моль Н2О.
уравнение для грамм O2 будет выглядеть так:
грамм O2 = 90 грамм H2О х (1 моль Н2O / 18 г) х (1 моль O2/ 2 моль Н2О) х (32 г О2/ 1 моль H2)
грамм O2 = (90 х 1/18 х 1/2 х 32) грамм O2
грамм O2 = 80 грамм O2
Для производства 90 граммов воды требуется 10 граммов газообразного водорода и 80 граммов газообразного кислорода.
Теоретические расчеты доходности просты до тех пор, пока у вас есть сбалансированные уравнения, чтобы найти мольные отношения, необходимые для соединения реагентов и продукта.
Теоретическая доходность Быстрый обзор
- Сбалансируйте свои уравнения.
- Найти мольное соотношение между реагентом и продуктом.
- Рассчитайте, используя следующую стратегию: конвертируйте граммы в моли, используйте мольное соотношение для связывания продуктов и реагентов, а затем конвертируйте родинки обратно в граммы. Другими словами, работайте с родинками, а затем конвертируйте их в граммы. Не работайте с граммами и предположите, что вы получите правильный ответ.
Для большего количества примеров, изучите теоретическая доходность работала проблема и проблемы примера химической реакции водного раствора.
источники
- Petrucci, R.H., Harwood, W.S. и Сельдь, Ф.Г. (2002) Общая химия, 8-е издание. Прентис Холл. ISBN 0130143294.
- Фогель А. Я.; Татчелл А. Р.; Фурнис, Б. S.; Ханнафорд А. J.; Смит П. W. ГРАММ. (1996) Учебник практической органической химии Фогеля (5-е изд.). Пирсон. ISBN 978-0582462366.
- Уиттен К.В., Гейли К.Д. и Дэвис Р.Е. (1992) Общая химия4-е издание. Saunders College Publishing. ISBN 0030723736.