თქვით, რომ კექსის ნამცხვრებს ამშვენებთ. თითოეული კექსისთვის, თქვენ გჭირდებათ მუწუკები. თქვენ გაქვთ 12 კექსი და ორი უზარმაზარი აბაზანა სავსე საწურით. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ გაქვთ საკმარისზე მეტი sprinkles, რომ დაამშვენოთ ყველა cupcakes, მაგრამ თქვენ არ გაქვთ cupcakes საკმარისი იმისათვის, რომ გამოიყენოთ თქვენი ყველა sprinkles. კექსის დეკორატიული რეაქციის სარგებელი, რომელიც თქვენ აქ გაატარეთ, არის 12 კექსი, და ეს დამოკიდებულია მთლიანად კექსების რაოდენობაზე.
ანალოგიურად, ქიმიური რეაქციის განხორციელებისას, თქვენს მიერ წარმოებული პროდუქტის რაოდენობა დამოკიდებული იქნება იმ კომპონენტზე, რომელიც ნაკლები გაქვთ. ამ კომპონენტს ეწოდება შემზღუდველი რეაგენტი. მას შემდეგ რაც გაერკვევით რა არის შემზღუდველი რეაგენტი, შეგიძლიათ გაერკვიოთ თეორიული მოსავლიანობა, ან რამდენი პროდუქტის მიღებას შეძლებთ თქვენი კომპონენტებიდან.
შემზღუდველი რეაქტორის პოვნა
გადახედეთ შემდეგ ქიმიურ განტოლებას, რომელშიც წყალბადის რეაგირება მოახდინა აზოტთან ამიაკის წარმოების მიზნით:
ეს ქიმიური რეაქცია დაგეხმარებათ გაერკვიოთ რამდენია წყალბადის და აზოტის საჭირო ამიაკის დასამზადებლად. პრობლემა ისაა, რომ ეს განტოლება არ არის დაბალანსებული. ჯერ დააბალანსე:
ახლა თქვენ იცით, რომ ყოველ 3 მოლ წყალბადზე აკეთებთ ამიაკს 2 მოლს. ყოველი 1 მოლი აზოტისთვის, თქვენ აკეთებთ 2 მოლ ამიაკს.
ახლა თქვით, რომ ამ რეაქციის დროს გაქვთ 4,5 გრამი წყალბადის და 24 გრამი ამიაკი. რომელია შემზღუდველი რეაქტორი?
ამის საპოვნელად, თქვენ ჯერ უნდა გადააკეთოთ თითოეული კომპონენტის გრამების რაოდენობა moles. ამის შემდეგ შეგიძლიათ გამოიყენოთ დაბალანსებული განტოლებით მოცემული სტეიომეტრიული თანაფარდობა იმის დასადგენად, რომელი რეაქტიორია შეზღუდვა.
წყალბადის და ამიაკის მასის მოლეტებად გადასაყვანად გამოიყენეთ მოლური მასა:
იმის გათვალისწინებით, რომ არსებობს 2.2 მოლი წყალბადის და 0.86 მოლი აზოტი, რა არის შეზღუდვა?
იმის გასარკვევად, თუ რამდენი მოლი აზოტია საჭირო 2.2 მოლ წყალბადთან რეაგირებისთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბალანსირებული განტოლებით მოცემული სტეიომეტრიული თანაფარდობა:
ეს ნიშნავს, რომ მთლიანად 2.2 მოლი წყალბადის გამოსაყენებლად დაგჭირდებათ მინიმუმ 0.73 მოლი აზოტი.
იმის გასარკვევად, თუ რამდენი მოლი წყალბადის საჭიროა 0,86 მოლ წყალბადთან რეაგირებისთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგივე მეთოდი:
ეს ნიშნავს, რომ 0.86 მოლი აზოტის გამოსაყენებლად დაგჭირდებათ 2.58 მოლი წყალბადის. პრობლემა ისაა, რომ თქვენ არ გაქვთ 2.58 მოლი წყალბადის წყალი! ამრიგად, წყალბადის არის შემზღუდველი რეაქტორი. მას შემდეგ რაც მოახმართ წყალბადს, მეტი ამიაკის გაკეთება აღარ შეგიძლიათ. წყალბადის იგივეა, რაც კექსის ნამცხვრებში, რომელზეც ადრე ვისაუბრეთ. მას შემდეგ, რაც ყველა კექსს დაამშვენებთ, ნარჩენების საწური დაგჭირდებათ.
თეორიული მოსავლის პოვნა
რა რაოდენობის ამიაკი გაკეთდება, თუ მთელი წყალბადის რეაქცია ექნება ამიაკის წარმოქმნაზე? ეს არის რეაქციის თეორიული სარგებელი.
ამრიგად, შემზღუდველი რეაგენტისა და რეაქტორსა და პროდუქტს შორის სტოიქომეტრიული კავშირის გამოყენებით შეგიძლიათ ნახოთ, რომ ამიაკის თეორიული გამოსავალი არის 1,5 მოლი.
მაგრამ რატომ ჰქვია ამას თეორიული მოსავლიანობა? რატომ არა მხოლოდ სარგებელი?
პრობლემა ისაა, რომ რეაქციები ყოველთვის არ ხდება ისე, როგორც თქვენ ფიქრობთ.
დავუბრუნდეთ კექსის დეკორაციებს. წარმოიდგინეთ, რომ კექსის გაფორმებისას თქვენი უმცროსი და-ძმა შემოდის სამზარეულოში და იპარავს კექსს, სანამ დაამშვენებთ. ეს არის ერთი ნაკლები დეკორატიული კექსი, რომლის დამზადებაც შეგიძლიათ. ეს მაგალითია ა გვერდითი რეაქცია.
ქიმიური რეაქციები თითქმის არასოდეს არის სრულყოფილი. როგორც წესი, არსებობს გვერდითი რეაქციები, რომლებიც იყენებენ თქვენს რეაქტორებს, სასურველი პროდუქტის გარდა, სხვა რამის დასამზადებლად. შედეგად, პროდუქტის რაოდენობას, რომელსაც თქვენ გააკეთებდით, როგორც გამოთვლილია შემზღუდველი რეაგენტით, ეწოდება თეორიული მოსავლიანობა. სინამდვილეში, თქვენი მოსავალი, ალბათ, ამაზე ნაკლები იქნება.