Содержание

• Шагать
• Часть 1 из 2: Определение ограничивающего реагента
• Часть 2 из 2: Определение теоретической доходности

Теоретический выход - это термин, используемый в химии для обозначения максимального количества вещества, которое вы ожидаете от химической реакции. Вы начинаете с уравновешивания уравнения реакции и определения ограничивающего реагента. Когда вы измеряете количество реагента, которое хотите использовать, вы можете рассчитать количество полученного вещества. Это теоретический выход уравнения. В реальном эксперименте вы, вероятно, потеряете часть этого, потому что это не идеальный эксперимент.

Шагать

Часть 1 из 2: Определение ограничивающего реагента

1. Начните с равновесной реакции. Уравнение реакции похоже на рецепт. Он показывает, какие реагенты (слева) реагируют друг с другом с образованием продуктов (справа). Равновесная реакция будет иметь такое же количество атомов в левой части уравнения (в качестве реагентов), что и в правой части (в виде продуктов).
   • Например, предположим, что у нас есть простое уравнение ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Рассчитайте молярную массу каждой реакции. Используя периодическую таблицу или другой справочник, найдите молярную массу каждого атома в каждом составе. Сложите их вместе, чтобы найти молярную массу каждого соединения реагентов. Сделайте это для одной молекулы соединения. Рассмотрим еще раз уравнение превращения кислорода и глюкозы в углекислый газ и воду: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Преобразуйте количество каждого реагента из граммов в моль. Для реального эксперимента масса каждого используемого реагента в граммах будет известна. Разделите это значение на молярную массу этого вещества в пересчете на количество молей.
     • Например, предположим, что вы начинаете с 40 граммов кислорода и 25 граммов глюкозы.
     • 40 г ${ displaystyle O_ {2}}$Определите молярное соотношение реагентов. Крот - это инструмент расчета, используемый в химии для подсчета молекул на основе их массы. Определив количество молей кислорода и глюкозы, вы узнаете, со скольким количеством молекул каждого из них вы начинаете. Чтобы найти соотношение обоих, разделите количество молей одного реагента на количество молей другого.
       • В следующем примере вы начинаете с 1,25 моль кислорода и 0,139 моль глюкозы. Таким образом, соотношение молекул кислорода и глюкозы составляет 1,25 / 0,139 = 9,0. Это соотношение означает, что у вас в девять раз больше молекул кислорода, чем глюкозы.
     • Определите идеальное соотношение для реакции. Посмотрите на реакцию равновесия. Коэффициенты для каждой молекулы говорят вам, какое соотношение молекул вам нужно для того, чтобы реакция произошла. Если вы используете точно соотношение, указанное в формуле, тогда оба реагента следует использовать одинаково.
       • Для этой реакции реагенты представлены как ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Сравните соотношения, чтобы найти ограничивающий реагент. В большинстве химических реакций один из реагентов расходуется раньше, чем другой. Реагент, который используется первым, называется реагентом-ограничителем. Этот ограничивающий реагент определяет, как долго может продолжаться химическая реакция, и ожидаемый теоретический выход. Сравните два рассчитанных вами соотношения, чтобы определить ограничивающий реагент:
         • В следующем примере вы начинаете с количества кислорода в девять раз больше, чем глюкозы, измеренного в молях. Формула говорит вам, что ваше идеальное соотношение - в шесть раз больше кислорода к глюкозе. Значит, вам нужно больше кислорода, чем глюкозы. Таким образом, другой реагент, в данном случае глюкоза, является ограничивающим реагентом.

Часть 2 из 2: Определение теоретической доходности

1. Просмотрите ответ, чтобы найти нужный продукт. Правая часть химического уравнения показывает продукты, которые дает реакция. Когда реакция уравновешена, коэффициенты каждого продукта показывают, сколько из каждого молекулярного соотношения вы можете ожидать. Каждый продукт имеет теоретический выход или количество продукта, которое можно ожидать, когда реакция полностью завершится.
   • Продолжая приведенный выше пример, вы анализируете ответ ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Запишите количество молей вашего ограничивающего реагента. Вы всегда должны сравнивать количество молей ограничивающего реагента с количеством молей продукта. Если вы попытаетесь сравнить массу каждого, вы не получите правильного результата.
     • В приведенном выше примере ограничивающим реагентом является глюкоза. Согласно расчетам молярной массы, первые 25 г глюкозы равны 0,139 моль глюкозы.
   • Сравните соотношение молекул в продукте и реагенте. Вернитесь к равновесной реакции. Разделите количество молекул желаемого продукта на количество молекул вашего ограничивающего реагента.
     • Равновесная реакция для этого примера: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Умножьте это соотношение на количество молей ограничивающего реагента. Ответ - теоретический выход желаемого продукта в молях.
       • В этом примере 25 г глюкозы равняются 0,139 моль глюкозы. Соотношение углекислого газа и глюкозы составляет 6: 1. Вы ожидаете, что сможете производить в шесть раз больше молей углекислого газа, чем количество молей глюкозы, с которым вы начали.
       • Теоретический выход диоксида углерода составляет (0,139 моль глюкозы) x (6 моль диоксида углерода / моль глюкозы) = 0,834 моль диоксида углерода.
     • Преобразуйте результат в граммы. Это противоположно вашему предыдущему шагу расчета количества молей или количества реагента. Когда вы знаете ожидаемое количество молей, умножьте его на молярную массу продукта, чтобы найти теоретический выход в граммах.
       • В следующем примере молярная масса CO₂ около 44 г / моль. (Молярная масса углерода составляет ~ 12 г / моль, а кислорода ~ 16 г / моль, поэтому общее количество составляет 12 + 16 + 16 = 44).
       • Умножьте 0,834 моль CO.₂ x 44 г / моль CO₂ = ~ 36,7 грамм. Теоретический выход эксперимента составляет 36,7 грамма CO.₂.
     • При желании повторите расчет для другого продукта. Во многих экспериментах вас может интересовать только выход конкретного продукта. Если вы хотите узнать теоретический выход обоих продуктов, все, что вам нужно сделать, это повторить процесс.
       • В этом примере вода - второй продукт. ${ displaystyle H_ {2} O}$. Согласно равновесной реакции от одной молекулы глюкозы можно ожидать шесть молекул воды. Это соотношение 6: 1. Таким образом, из 0,139 моля глюкозы должно получиться 0,834 моля воды.
       • Умножьте количество молей воды на молярную массу воды. Молярная масса 2 + 16 = 18 г / моль. Умноженное на произведение, получаем 0,139 моль H₂O x 18 г / моль H₂O = ~ 2,50 грамма. Теоретический выход воды в этом эксперименте составляет 2,50 грамма.