Vsebina

• Stopati
• Del 1 od 2: Določanje mejnega reagenta
• 2. del 2: Določanje teoretičnega donosa

Teoretični donos je izraz, ki se uporablja v kemiji za največjo količino snovi, ki jo pričakujete od kemične reakcije. Začnete tako, da uravnotežite reakcijsko enačbo in določite mejni reagent. Ko izmerite količino reagenta, ki ga želite uporabiti, lahko izračunate količino pridobljene snovi. To je teoretični izkoristek enačbe. V dejanskem poskusu boste verjetno nekaj izgubili, ker to ni idealen eksperiment.

Stopati

Del 1 od 2: Določanje mejnega reagenta

1. Začnite z ravnotežno reakcijo. Enačba reakcije je podobna receptu. Prikazuje, kateri reagenti (na levi) reagirajo med seboj in tvorijo izdelke (na desni). Ravnotežna reakcija bo imela na levi strani enačbe enako število atomov (kot reaktanti) kot na desni strani (v obliki produktov).
   • Recimo na primer, da imamo preprosto enačbo ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Izračunajte molsko maso vsake reakcije. S pomočjo periodnega sistema ali katerega koli drugega referenčnega knjige poiščite molsko maso vsakega atoma v vsaki sestavi. Seštejte jih in poiščite molsko maso vsake spojine reagentov. Naredite to za eno molekulo spojine. Ponovno razmislimo o enačbi pretvorbe kisika in glukoze v ogljikov dioksid in vodo: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Količino vsakega reagenta pretvorite iz gramov v mole. Za pravi poskus bo znana masa vsakega reagenta, ki ga uporabite, v gramih. To vrednost delimo z molsko maso te snovi pri preračunu na število molov.
     • Denimo, da začnete s 40 grami kisika in 25 grami glukoze.
     • 40 g ${ displaystyle O_ {2}}$Določite molsko razmerje reagentov. Mol je orodje za računanje, ki se v kemiji uporablja za štetje molekul na podlagi njihove mase. Z določanjem števila molov kisika in glukoze veste, s koliko molekulami začnete. Če želite najti razmerje med obema, število molov enega reagenta delite s številom molov drugega.
       • V naslednjem primeru začnete z 1,25 mola kisika in 0,139 moli glukoze. Torej je razmerje molekul kisika in glukoze 1,25 / 0,139 = 9,0. To razmerje pomeni, da imate devetkrat več molekul kisika kot glukoze.
     • Določite idealno razmerje za reakcijo. Poglejte ravnotežni odziv. Koeficienti za vsako molekulo povedo razmerje molekul, ki jih potrebujete za reakcijo. Če uporabljate natančno razmerje, ki ga daje formula, je treba oba reagenta uporabiti enako.
       • Za to reakcijo so reaktanti podani kot ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Primerjajte razmerja in poiščite mejni reagent. Pri večini kemičnih reakcij se bo en reagent porabil prej kot drugi. Reagent, ki se najprej porabi, se imenuje omejevalni reagent. Ta omejujoči reagent določa, kako dolgo se kemijska reakcija lahko nadaljuje, in teoretični donos, ki ga lahko pričakujete. Primerjajte dve razmerji, ki ste ju izračunali za določitev mejnega reagenta:
         • V naslednjem primeru začnete z devetkrat več kisika kot glukoze, merjeno z moli. Formula vam pove, da je vaše idealno razmerje šestkrat več kisika in glukoze. Torej potrebujete več kisika kot glukoze. Torej je drugi reagent, v tem primeru glukoza, omejevalni reagent.

2. del 2: Določanje teoretičnega donosa

1. Oglejte si odgovor in poiščite želeni izdelek. Desna stran kemijske enačbe prikazuje produkte, ki jih dobi reakcija. Ko je reakcija uravnotežena, koeficienti vsakega izdelka kažejo, koliko molekularnih razmerij lahko pričakujete. Vsak izdelek ima teoretični donos ali količino produkta, ki bi jo pričakovali, ko je reakcija popolnoma končana.
   • Nadaljujete z zgornjim primerom in analizirate odziv ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Zapišite število molov vašega omejevalnega reagenta. Vedno morate primerjati število molov omejevalnega reagenta s številom molov izdelka. Če poskusite primerjati maso vsakega, ne boste dobili pravilnega rezultata.
     • V zgornjem primeru je glukoza omejevalni reagent. Po izračunih molarne mase je prvih 25 g glukoze enako 0,139 mol glukoze.
   • Primerjaj razmerje med molekulami v izdelku in reagentom. Vrnite se v ravnotežno reakcijo. Število molekul želenega izdelka delite s številom molekul vašega omejevalnega reagenta.
     • Ravnotežna reakcija za ta primer je ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$To razmerje pomnožimo s številom molov omejevalnega reagenta. Odgovor je teoretični donos želenega produkta v molih.
       • V tem primeru je 25 g glukoze enako 0,139 mola glukoze. Razmerje ogljikovega dioksida in glukoze je 6: 1. Pričakujete, da boste lahko proizvedli šestkrat toliko molov ogljikovega dioksida kot število molov glukoze, s katerimi ste začeli.
       • Teoretični izkoristek ogljikovega dioksida je (0,139 mol glukoze) x (6 mol ogljikovega dioksida / mol glukoze) = 0,834 mol ogljikovega dioksida.
     • Rezultat pretvorite v grame. To je obratno od prejšnjega koraka pri izračunu števila molov ali količine reagenta. Ko poznate število molov, ki ga lahko pričakujete, to pomnožite z molsko maso izdelka, da dobite teoretični donos v gramih.
       • V naslednjem primeru je molska masa CO₂ približno 44 g / mol. (Molska masa ogljika je ~ 12 g / mol in kisika ~ 16 g / mol, tako da je skupna masa 12 + 16 + 16 = 44).
       • Pomnožite 0,834 mola CO₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 grama. Teoretični izkoristek poskusa je 36,7 grama CO₂.
     • Če želite, ponovite izračun za drugi izdelek. V mnogih poskusih vas morda zanima le donos določenega izdelka. Če želite vedeti teoretični donos obeh izdelkov, morate le ponoviti postopek.
       • V tem primeru je voda drugi proizvod ${ displaystyle H_ {2} O}$. Glede na ravnotežno reakcijo lahko od ene molekule glukoze pričakujete šest molekul vode. To je razmerje 6: 1. Tako naj bi 0,139 mola glukoze povzročilo 0,834 mola vode.
       • Število molov vode pomnožimo z molsko maso vode. Molska masa je 2 + 16 = 18 g / mol. Pomnoženo z izdelkom dobimo 0,139 mol H₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2,50 grama. Teoretični izkoristek vode v tem poskusu je 2,50 grama.