Care este randamentul teoretic al unei reacții?

Înainte de a efectua reacții chimice, este util să știți cât de mult produs va fi produs cu cantități date de reactanți. Aceasta este cunoscută sub numele de randament teoretic. Aceasta este o strategie de utilizat la calcularea randamentului teoretic al unei reacții chimice. Aceeași strategie poate fi aplicată pentru a determina suma fiecăruia reactiv necesare pentru a produce o cantitate dorită de produs.

10 grame de hidrogen gaz sunt arse în prezența excesului de oxigen gaz pentru a produce apă. Câtă apă este produsă?

Reacția în care gaz hidrogen se combină cu gazul de oxigen pentru a produce apă este:

H₂(g) + O₂(g) → H₂O (l)

Pasul 1: Asigurați-vă că ecuații chimice sunt ecuații echilibrate.

Ecuația de mai sus nu este echilibrată. După balansare, ecuația devine:

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (l)

Pasul 2: Determinați raportul molelor între reactanți și produs.

Această valoare este puntea dintre reactant și produs.

raport aluniță este raportul stoechiometric între cantitatea unui compus și cantitatea unui alt compus dintr-o reacție. Pentru această reacție, pentru fiecare doi moli de hidrogen gaz utilizat, se produc doi moli de apă. Raportul molar între H

Pasul 3: Calculați randamentul teoretic al reacției.

Acum există suficiente informații pentru a determina randament teoretic. Utilizați strategia:

1. Folosiți masa molară a reactantului pentru a converti grame de reactant în alunițe de reactant
2. Folosiți raportul alunițelor dintre reactant și produs pentru a converti aluniți reactanți în aluniți produs
3. Folosește Masă molară a produsului la transforma produsul de alunițe în grame de produs.

În formă de ecuație:

gram produs = grame reactant x (1 mol reactant / masă molară reactant) x (raport mol produs / reactant) x (masă molară produs / 1 mol produs)

Randamentul teoretic al reacției noastre este calculat folosind:

• masa molară de H₂ gaz = 2 grame
• masa molară de H₂O = 18 grame

grame H₂O = grame H₂ x (1 mol H₂/ 2 grame H₂) x (1 mol H₂O / 1 mol H₂) x (18 grame H₂O / 1 mol H₂O)

Am avut 10 grame de H₂ gaz, deci:

grame 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)

Toate unitățile, cu excepția gramelor H₂O anulare, lăsând:

grame H₂O = (10 x 1/2 x 1 x 18) grame H₂O

grame H₂O = 90 grame H₂O

Zece grame de hidrogen gaz cu exces de oxigen vor produce teoretic 90 de grame de apă.

Această strategie poate fi ușor modificată pentru a calcula cantitatea de reactanți necesare pentru a produce o cantitate stabilită de produs. Să ne schimbăm ușor exemplul: Câte grame de hidrogen gaz și oxigen gaz sunt necesare pentru a produce 90 de grame de apă?

Știm cantitatea de hidrogen necesară prin primul exemplu, dar pentru a face calculul:

gram reactant = grame produs x (1 mol produs / masă molară produs) x (raport mol / reactant / produs) x (reactant gram / reacție masă molară)

Pentru gaz hidrogen:

grame H₂ = 90 grame H₂O x (1 mol H₂O / 18 g) x (1 mol H₂/ 1 mol H₂O) x (2 g H₂/ 1 mol H₂)

grame H₂ = (90 x 1/18 x 1 x 2) grame H₂ grame H₂ = 10 grame H₂

Acest lucru este de acord cu primul exemplu. Pentru a determina cantitatea de oxigen necesară, este necesar raportul mol de oxigen / apă. Pentru fiecare aluniță de gaz de oxigen utilizat, se produc 2 moli de apă. Raportul aluniți dintre oxigen gaz și apă este de 1 mol O²/ 2 mol H₂O.

ecuația pentru grame O₂ devine:

grame O₂ = 90 grame H₂O x (1 mol H₂O / 18 g) x (1 mol O₂/ 2 mol H₂O) x (32 g O)₂/ 1 mol H₂)

grame O₂ = (90 x 1/18 x 1/2 x 32) grame O₂

grame O₂ = 80 grame O₂

Pentru a produce 90 de grame de apă, sunt necesare 10 grame de hidrogen gaz și 80 de grame de gaz de oxigen.

Calcule teoretice ale randamentului sunt simple, atâta timp cât ai ecuații echilibrate pentru a găsi raporturile alunițelor necesare pentru punerea în aplicare a reactanților și produsului.

• Echilibrați-vă ecuațiile.
• Găsiți raportul aluniței dintre reactant și produs.
• Calculați utilizând următoarea strategie: convertiți grame în alunițe, utilizați raportul aluniți pentru a lega produsele și reactanții, apoi convertiți alunecele înapoi în grame. Cu alte cuvinte, lucrați cu alunițe și apoi convertiți-le în grame. Nu lucrați cu grame și presupune că veți primi un răspuns corect.

Pentru mai multe exemple, examinați randamentul teoretic a lucrat problema și soluții apoase de exemplu reacție chimică probleme.

• Petrucci, R.H., Harwood, W.S. și Herring, F.G. (2002) Chimie generală, Ediția a VIII-a. Sala Prentice. ISBN 0130143294.
• Vogel, A. I.; Tatchell, A. R.; Furnis, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G. (1996) Manualul de chimie organică practică al lui Vogel (Ediția a 5-a). Pearson. ISBN 978-0582462366.
• Whitten, K.W., Gailey, K.D. și Davis, R.E. (1992) Chimie generală, Ediția a IV-a. Editura Saunders College. ISBN 0030723736.