İçerik

• Adım atmak
• Bölüm 1/2: Sınırlayıcı reaktifin belirlenmesi
• Bölüm 2/2: Teorik verimin belirlenmesi

Teorik verim, bir kimyasal reaksiyondan beklediğiniz maksimum madde miktarı için kimyada kullanılan bir terimdir. Bir reaksiyon denklemini dengeleyerek ve sınırlayıcı reaktifi tanımlayarak başlayın. Kullanmak istediğiniz reaktif miktarını ölçtüğünüzde, elde edilen bir maddenin miktarını hesaplayabilirsiniz. Bu, denklemin teorik sonucudur. Gerçek bir deneyde, ideal bir deney olmadığı için muhtemelen bir kısmını kaybedeceksiniz.

Adım atmak

Bölüm 1/2: Sınırlayıcı reaktifin belirlenmesi

1. Bir denge reaksiyonuyla başlayın. Bir reaksiyon denklemi bir tarife benzer. Hangi reaktiflerin (solda) ürünleri oluşturmak için birbirleriyle reaksiyona girdiğini (sağda) gösterir. Bir denge reaksiyonu, denklemin sol tarafında (reaktanlar olarak) sağ tarafla (ürünler şeklinde) aynı sayıda atoma sahip olacaktır.
   • Örneğin, basit denklemimiz olduğunu varsayalım ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Her reaksiyonun molar kütlesini hesaplayın. Periyodik tabloyu veya başka bir referans kitabını kullanarak, her bileşimdeki her atomun molar kütlesine bakın. Her bir reaktif bileşiğinin molar kütlesini bulmak için bunları bir araya getirin. Bunu bileşiğin tek bir molekülü için yapın. Oksijen ve glikozun karbondioksit ve suya dönüşüm denklemini tekrar düşünün: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Her reaktifin miktarını gramdan mol'e çevirin. Gerçek bir deney için, kullandığınız her reaktifin gram cinsinden kütlesi bilinecektir. Bu değeri, mol sayısına dönüşümde o maddenin molar kütlesine bölün.
     • Örneğin, 40 gram oksijen ve 25 gram glikoz ile başladığınızı varsayalım.
     • 40 g ${ displaystyle O_ {2}}$Reaktiflerin molar oranını belirleyin. Mol, molekülleri kütlelerine göre saymak için kimyada kullanılan bir hesaplama aracıdır. Hem oksijen hem de glikozun mol sayısını belirleyerek, her birinden kaç molekülle başladığınızı bilirsiniz. Her ikisinin oranını bulmak için, bir reaktifin mol sayısını diğerine bölün.
       • Aşağıdaki örnekte, 1,25 mol oksijen ve 0,139 mol glikoz ile başlıyorsunuz. Yani oksijen ve glikoz moleküllerinin oranı 1.25 / 0.139 = 9.0'dır. Bu oran, glikozdan dokuz kat daha fazla oksijen molekülüne sahip olduğunuz anlamına gelir.
     • Reaksiyon için ideal oranı belirleyin. Denge tepkisine bakın. Her molekül için katsayılar, reaksiyonun gerçekleşmesi için ihtiyacınız olan moleküllerin oranını size söyler. Tam olarak formülde verilen oranı kullanıyorsanız, o zaman her iki reaktif de eşit olarak kullanılmalıdır.
       • Bu reaksiyon için reaktanlar şu şekilde verilir: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Sınırlayıcı reaktifi bulmak için oranları karşılaştırın. Çoğu kimyasal reaksiyonda, reaktiflerden biri diğerinden daha erken kullanılacaktır. İlk kullanılan reaktife sınırlayıcı reaktif denir. Bu sınırlayıcı reaktif, kimyasal reaksiyonun ne kadar süre devam edeceğini ve bekleyebileceğiniz teorik verimi belirler. Sınırlayıcı reaktifi belirlemek için hesapladığınız iki oranı karşılaştırın:
         • Aşağıdaki örnekte, mollerle ölçülen glikozun dokuz katı oksijenle başlıyorsunuz. Formül size ideal oranınızın glikoza altı kat daha fazla oksijen olduğunu söyler. Yani glikozdan daha fazla oksijene ihtiyacınız var. Bu durumda diğer reaktif, bu durumda glikoz, sınırlayıcı reaktiftir.

Bölüm 2/2: Teorik verimin belirlenmesi

1. İstediğiniz ürünü bulmak için yanıtı görüntüleyin. Kimyasal bir denklemin sağ tarafı, reaksiyonun verdiği ürünleri gösterir. Reaksiyon dengelendiğinde, her bir ürünün katsayıları, her bir moleküler orandan kaçını bekleyebileceğinizi gösterir. Her ürünün teorik bir verimi veya reaksiyon tamamen tamamlandığında bekleyeceğiniz ürün miktarı vardır.
   • Yukarıdaki örneğe devam ederek, yanıtı analiz edersiniz ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Sınırlayıcı reaktifinizin mol sayısını kaydedin. Her zaman sınırlayıcı reaktifin mol sayısını bir ürünün mol sayısı ile karşılaştırmalısınız. Her birinin kütlesini karşılaştırmaya çalışırsanız, doğru sonucu alamazsınız.
     • Yukarıdaki örnekte, sınırlayıcı reaktif glikozdur. Molar kütle hesaplamalarına göre, ilk 25 g glikoz 0.139 mol glikoza eşittir.
   • Ürün ve reaktif içindeki moleküller arasındaki oranı karşılaştırın. Denge reaksiyonuna geri dönün. İstediğiniz ürünün molekül sayısını sınırlayıcı reaktifinizin molekül sayısına bölün.
     • Bu örnek için denge reaksiyonu şöyledir: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Bu oranı sınırlayıcı reaktifin mol sayısıyla çarpın. Cevap, istenen ürünün mol cinsinden teorik verimidir.
       • Bu örnekte 25 g glikoz, 0.139 mol glikoza eşittir. Karbondioksit ve glikoz oranı 6: 1'dir. Başladığınız glikoz mol sayısının altı katı karbondioksit üretebilmeyi bekliyorsunuz.
       • Teorik karbondioksit verimi (0.139 mol glikoz) x (6 mol karbondioksit / mol glikoz) = 0.834 mol karbondioksittir.
     • Sonucu grama çevirin. Bu, mol sayısını veya reaktif miktarını hesaplamak için bir önceki adımınızın tersidir. Bekleyebileceğiniz mol sayısını bildiğinizde, teorik verimi gram cinsinden bulmak için bunu ürünün molar kütlesi ile çarpın.
       • Aşağıdaki örnekte, CO'nun molar kütlesi₂ yaklaşık 44 g / mol. (Karbonun molar kütlesi ~ 12 g / mol ve oksijen ~ 16 g / mol'dür, dolayısıyla toplam 12 + 16 + 16 = 44'tür).
       • 0,834 mol CO ile çarpın₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 gram. Deneyin teorik verimi 36.7 gram CO₂.
     • İsterseniz diğer ürün için hesaplamayı tekrarlayın. Birçok deneyde, yalnızca belirli bir ürünün verimiyle ilgilenebilirsiniz. Her iki ürünün teorik verimini bilmek istiyorsanız, yapmanız gereken tek şey işlemi tekrarlamaktır.
       • Bu örnekte, su ikinci üründür ${ displaystyle H_ {2} O}$. Denge reaksiyonuna göre, bir glikoz molekülünden altı molekül su bekleyebilirsiniz. Bu 6: 1 oranıdır. Yani 0.139 mol glikoz, 0.834 mol su ile sonuçlanmalıdır.
       • Suyun mol sayısını suyun molar kütlesi ile çarpın. Molar kütle 2 + 16 = 18 g / mol'dür. Ürünle çarpıldığında, bu 0.139 mol H ile sonuçlanır.₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2.50 gram. Bu deneyde teorik su verimi 2,50 gramdır.