Prije provođenja kemijskih reakcija, korisno je znati koliko će se proizvoda proizvesti s danim količinama reaktanata. To je poznato kao teorijski prinos. Ovo je strategija koja se koristi pri izračunavanju teorijskog prinosa kemijske reakcije. Za određivanje količine svake od njih može se primijeniti ista strategija reagens potrebna za proizvodnju željene količine proizvoda.
Teoretski proračun uzorka prinosa
10 grama plina vodika sagorijeva se u prisustvu viška plina za kisik da bi se stvorila voda. Koliko vode se proizvodi?
Reakcija gdje vodikov plin kombinira s kisikovim plinom za proizvodnju vode:
H2(g) + 02(g) → H2O (l)
Korak 1: Provjerite svoje kemijske jednadžbe su uravnotežene jednadžbe.
Gore navedena jednadžba nije uravnotežena. Nakon balansiranje, jednadžba postaje:
2 H2(g) + 02(g) → 2H2O (l)
Korak 2: Odredite omjer mola između reaktanata i produkta.
Ova vrijednost je most između reaktanta i produkta.
omjer mola je stehiometrijski omjer između količine jednog spoja i količine drugog spoja u reakciji. Za ovu reakciju, na svaka dva mola korištenog vodikovog plina nastaju dva mola vode. Omjer mola između H
2 i H20 je 1 mol H2/ 1 mol H2O.Korak 3: Izračunajte teorijski prinos reakcije.
Sada ima dovoljno informacija za utvrđivanje teorijski prinos. Koristite strategiju:
- Upotrijebite molarnu masu reaktanta za pretvaranje grama reaktanta u molove reaktanata
- Koristite omjer mola između reaktanta i proizvoda da biste pretvorili reaktivni molovi u proizvod mola
- Koristiti molekulska masa proizvoda na proizvod molova pretvoriti u grame proizvoda.
U obliku jednadžbe:
grama proizvoda = grama reaktanta x (1 mol reaktanta / molarna masa reaktanata) x (mol odnos proizvoda / reaktanta) x (molarna masa proizvoda / 1 mol proizvoda)
Teoretski prinos naše reakcije izračunava se koristeći:
- molarna masa H2 gas = 2 grama
- molarna masa H2O = 18 grama
grama H2O = grami H2 x (1 mol H2/ 2 grama H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 grama H2O / 1 mol H2O)
Imali smo 10 grama H2 plin, dakle:
grama H20 = 10 g H2 x (1 mol H2/ 2 g H2) x (1 mol H2O / 1 mol H2) x (18 g H)2O / 1 mol H2O)
Sve jedinice osim grama H2O otkaz, odlazak:
grama H2O = (10 x 1/2 x 1 x 18) grama H2O
grama H2O = 90 grama H2O
Deset grama plina vodika s viškom kisika teoretski će proizvesti 90 grama vode.
Izračunajte reaktante koji su potrebni za izradu količine proizvoda
Ova se strategija može malo izmijeniti kako bi se izračunala količina reaktanata potrebna za proizvodnju zadane količine proizvoda. Promijenimo naš primjer malo: Koliko grama plina vodika i plina kisika potrebno je za proizvodnju 90 grama vode?
Znamo potrebnu količinu vodika prvim primjerom, ali za izračun:
grama reaktanta = grama proizvoda x (1 mol proizvoda / molarni masni proizvod) x (reaktivni udio mola / proizvod) x (grama reaktanta / reaktora molarne mase)
Za plin vodik:
grama H2 = 90 grama H20 x (1 mol H20/18 g) x (1 mol H2/ 1 mol H20) x (2 g H2/ 1 mol H2)
grama H2 = (90 x 1/18 x 1 x 2) grama H2 grama H2 = 10 grama H2
To se slaže s prvim primjerom. Za određivanje potrebne količine kisika potreban je molni omjer kisika u vodi. Za svaki krt korištenog kisikovog plina nastaje 2 mola vode. Molijski omjer između plina i kisika je 1 mol O2/ 2 mola H2O.
jednadžba za grama O2 postaje:
grama O2 = 90 grama H20 x (1 mol H20/18 g) x (1 mol O2/ 2 mola H20) x (32 g 02/ 1 mol H2)
grama O2 = (90 x 1/18 x 1/2 x 32) grama O2
grama O2 = 80 grama O2
Za proizvodnju 90 grama vode potrebno je 10 grama plina vodika i 80 grama plina kisika.
Teoretski proračuni prinosa jednostavno je sve dok imate uravnotežene jednadžbe za pronalaženje molskih omjera potrebnih za premošćivanje reaktanata i produkta.
Brzi pregled teorijskog prinosa
- Uravnotežite svoje jednadžbe.
- Nađite omjer mola između reaktanta i produkta.
- Izračunajte pomoću sljedeće strategije: Pretvorite grame u molove, upotrijebite omjer mola da biste premostili proizvode i reaktante, a zatim molove pretvorili u grame. Drugim riječima, radite s molovima, a zatim ih pretvorite u grame. Ne radite s gramima i pretpostavite da ćete dobiti pravi odgovor.
Više primjera potražite u članku teorijski prinos obrađen problem primjeri problema sa kemijskom reakcijom vodene otopine.
izvori
- Petrucci, R.H., Harwood, W.S. i Herring, F.G. (2002) Opća kemija, 8. izdanje. Dvorana Prentice. ISBN 0130143294.
- Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. (1996) Vogelov udžbenik praktične organske kemije (5. izd.). Pearson. ISBN 978-0582462366.
- Whitten, K.W., Gailey, K.D. i Davis, R.E. (1992) Opća kemija, 4. izdanje. Izdavaštvo College Saunders. ISBN 0030723736.