Sisältö

• Astua
• Osa 1/2: Rajoittavan reagenssin määrittäminen
• Osa 2/2: Teoreettisen saannon määrittäminen

Teoreettinen saanto on kemiassa käytetty termi aineen suurimmalle mahdolliselle määrälle, jonka odotat kemiallisesta reaktiosta. Aloitat tasapainottamalla reaktioyhtälön ja määrittelemällä rajoittavan reagenssin. Kun mitataan käytettävän reagenssin määrä, voit laskea saadun aineen määrän. Tämä on yhtälön teoreettinen tuotto. Todellisessa kokeessa menetät todennäköisesti osan siitä, koska se ei ole ihanteellinen kokeilu.

Astua

Osa 1/2: Rajoittavan reagenssin määrittäminen

1. Aloita tasapainoreaktiolla. Reaktioyhtälö on samanlainen kuin resepti. Se osoittaa, mitkä reagenssit (vasemmalla) reagoivat toistensa kanssa muodostaen tuotteita (oikealla). Tasapainoreaktiossa on sama määrä atomeja yhtälön vasemmalla puolella (kuten reagensseina) kuin oikealla puolella (tuotteiden muodossa).
   • Oletetaan esimerkiksi, että meillä on yksinkertainen yhtälö ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Laske kunkin reaktion moolimassa. Etsi jaksollisen taulukon tai jonkin muun viitekirjan avulla kunkin atomin moolimassa jokaisessa koostumuksessa. Lisää ne yhteen löytääkseen kunkin reagenssiyhdisteen moolimassa. Tee tämä yhdelle yhdelle molekyylille. Harkitse uudelleen yhtälöä hapen ja glukoosin muuttumisesta hiilidioksidiksi ja vedeksi: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Muunna kunkin reagenssin määrä grammoista mooleiksi. Todellisessa kokeessa tiedetään jokaisen käyttämäsi reagenssin massa grammoina. Jaa tämä arvo kyseisen aineen moolimassaan muunnettuna moolien määräksi.
     • Oletetaan esimerkiksi, että aloitat 40 grammassa happea ja 25 grammassa glukoosia.
     • 40 g ${ displaystyle O_ {2}}$Määritä reagenssien moolisuhde. Mooli on kemiassa käytetty laskentatyökalu molekyylien laskemiseen niiden massan perusteella. Määrittämällä sekä hapen että glukoosin moolien määrä tiedät, kuinka monella molekyylillä kullakin aloitat. Löydä molempien suhde jakamalla yhden reagenssin moolien määrä toisen reagensseilla.
       • Seuraavassa esimerkissä aloitat 1,25 moolilla happea ja 0,139 moolilla glukoosia. Happi- ja glukoosimolekyylien suhde on siis 1,25 / 0,139 = 9,0. Tämä suhde tarkoittaa, että sinulla on yhdeksän kertaa enemmän happimolekyylejä kuin glukoosi.
     • Määritä ihanteellinen suhde reaktiolle. Katso tasapainovaste. Kunkin molekyylin kertoimet kertovat reaktioiden tapahtumiseen tarvitsemiesi molekyylien suhteen. Jos käytät täsmälleen kaavan antamaa suhdetta, molempia reagensseja tulisi käyttää yhtä lailla.
       • Tätä reaktiota varten reagenssit annetaan muodossa ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Vertaa suhteita löytääksesi rajoittavan reagenssin. Useimmissa kemiallisissa reaktioissa toinen reagensseista kuluu aikaisemmin kuin toinen. Ensin käytettyä reagenssia kutsutaan rajoittavaksi reagenssiksi. Tämä rajoittava reagenssi määrittää, kuinka kauan kemiallinen reaktio voi jatkua, ja teoreettisen saannon, jonka voit odottaa. Vertaa kahta laskettua suhdetta rajareagenssin määrittämiseksi:
         • Seuraavassa esimerkissä aloitat yhdeksän kertaa niin paljon happea kuin glukoosi, moolina mitattuna. Kaava kertoo, että ihanteellinen suhde on kuusi kertaa enemmän happea glukoosiin. Joten tarvitset enemmän happea kuin glukoosia. Joten toinen reagenssi, tässä tapauksessa glukoosi, on rajoittava reagenssi.

Osa 2/2: Teoreettisen saannon määrittäminen

1. Katso vastaus löytääksesi haluamasi tuote. Kemiallisen yhtälön oikea puoli osoittaa reaktion tuottamat tuotteet. Kun reaktio on tasapainossa, kunkin tuotteen kertoimet osoittavat, kuinka monta molekyylisuhdetta voit odottaa. Jokaisella tuotteella on teoreettinen saanto tai tuotteen määrä, jonka voit odottaa, kun reaktio on täysin valmis.
   • Jatkamalla yllä olevaa esimerkkiä analysoit vastauksen ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Kirjaa rajoittavan reagenssin moolimäärä. Sinun tulisi aina verrata rajoittavan reagenssin moolien määrää tuotteen moolien määrään. Jos yrität verrata niiden massaa, et saa oikeaa tulosta.
     • Edellä olevassa esimerkissä glukoosi on rajoittava reagenssi. Moolimassa- laskelmien mukaan ensimmäiset 25 g glukoosia ovat 0,139 moolia glukoosia.
   • Vertaa tuotteen molekyylien ja reagenssin suhdetta. Palaa tasapainoreaktioon. Jaa haluamasi tuotteen molekyylien lukumäärä rajoittavan reagenssin molekyylien lukumäärällä.
     • Tämän esimerkin tasapainoreaktio on ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Kerro tämä suhde rajoittavan reagenssin moolien määrällä. Vastaus on halutun tuotteen teoreettinen saanto moolina.
       • Tässä esimerkissä 25 g glukoosia on 0,139 moolia glukoosia. Hiilidioksidin ja glukoosin suhde on 6: 1. Odotat pystyvän tuottamaan kuusi kertaa niin monta hiilidioksidimoolia kuin aloitetun glukoosimoolien määrä.
       • Hiilidioksidin teoreettinen saanto on (0,139 mol glukoosia) x (6 mol hiilidioksidia / moolia glukoosia) = 0,834 mol hiilidioksidia.
     • Muunna tulos grammoiksi. Tämä on päinvastainen edellisestä vaiheesta, kun laskit moolien määrän tai reagenssin määrän. Kun tiedät odottamiesi moolien lukumäärän, kerro se tuotteen moolimassaan saadaksesi teoreettisen saannon grammoina.
       • Seuraavassa esimerkissä on CO: n moolimassa₂ noin 44 g / mol. (Hiilen moolimassa on ~ 12 g / mol ja hapen ~ 16 g / mol, joten kokonaismäärä on 12 + 16 + 16 = 44).
       • Kerro 0,834 moolia CO: ta₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 grammaa. Kokeen teoreettinen saanto on 36,7 grammaa CO: ta₂.
     • Toista laskelma toiselle tuotteelle, jos haluat. Monissa kokeissa saatat olla kiinnostunut vain tietyn tuotteen saannosta. Jos haluat tietää molempien tuotteiden teoreettisen saannon, sinun tarvitsee vain toistaa prosessi.
       • Tässä esimerkissä vesi on toinen tuote ${ displaystyle H_ {2} O}$. Tasapainoreaktion mukaan voit odottaa kuutta vesimolekyyliä yhdestä glukoosimolekyylistä. Tämä on suhde 6: 1. Joten 0,139 moolia glukoosia pitäisi johtaa 0,834 mooliin vettä.
       • Kerro vesimoolien määrä veden moolimassaan. Moolimassa on 2 + 16 = 18 g / mol. Kerrottu tuotteella saadaan tulokseksi 0,139 mol H₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2,50 grammaa. Teoreettinen veden saanto tässä kokeessa on 2,50 grammaa.