W chemii termin „wydajność” odnosi się do ilości produktu lub produktów wytwarzanych przez reakcję chemiczną lub „wydaje”. Istnieją dwa rodzaje plonów: plony teoretyczne i plony rzeczywiste. Gdy określasz „rzeczywistą” wydajność reakcji na podstawie ilości produktu, którą jesteś w stanie „wyizolować” z komory reakcyjnej, niektóre podręczniki chemii określają ją jako „wydajność izolowana”. Porównaj tę „wyodrębnioną wydajność” ze swoją teoretyczną wydajnością, aby obliczyć „procentową wydajność” – ile produktu otrzymałeś w odniesieniu do oczekiwanej kwoty otrzymać.
Zrównoważ swoje równanie chemiczne, upewniając się, że po lewej stronie znajduje się dokładnie taka sama ilość każdego atomu, jak po prawej. Możesz przedstawić rozkład stałego azotanu miedzi, Cu (NO3)2, na proszek tlenku miedzi, gazowy dwutlenek azotu i gazowy tlen, na przykład przy użyciu niezrównoważonego równania Cu (NO3)2 --> CuO + NO2 + O2. Zauważ najpierw, że po lewej stronie znajdują się dwa azoty, a po prawej tylko jeden. Dodaj współczynnik „2” przed „NO2”, aby to naprawić. Policz tleny po lewej – jest ich sześć – a po prawej – jest ich siedem. Ponieważ możesz używać tylko współczynników liczb całkowitych, dodaj najmniejszy („2”) przed Cu (NO3)2. Dodaj kolejną „2” przed „CuO”, aby zrównoważyć miedziaki i ponownie zliczyć tlen – jest ich 12 po lewej stronie i 8 po prawej. Pamiętając, że są teraz również cztery azoty, zmień „2” przed azotem na „4” – twoje równanie jest teraz zrównoważone, ponieważ 2Cu (NO3)2 --> 2CuO + 4NO2 + O2.
Oblicz wartości „masy molowej” swoich reagentów i produktów, pamiętając, że nie musisz w ogóle zajmować się gazami w celu uzyskania procentowej wydajności reakcji. Dla przykładowej reakcji wystarczy obliczyć masy molowe azotanu miedzi i tlenku miedzi. Użyj swojej tablicy okresowej, aby określić masy cząsteczkowe zarówno dla Cu(NO3)2 jak i CuO odpowiednio w amu – 187,56 amu i 79,55 amu. Ich odpowiednie masy molowe wynoszą odpowiednio 187,56 gramów i 79,55 gramów.
Określ, od ilu moli substratu zaczynasz. Dla przykładowej reakcji wyobraź sobie, że masz 250,04 gramów azotanu miedzi. Przelicz tę masę na mole w następujący sposób: 250,04 g Cu (NO3)2 x (1 mol Cu (NO3)2/187,57 g Cu (NO3)2) = 1,33 mol Cu (No3)2.
Oblicz, ile gramów produktu spodziewasz się mieć — twoja „teoretyczna wydajność”. Z twojej zrównoważonej reakcji, 2Cu (NO3)2 --> 2CuO + 4NO2 + O2, zauważ, że dwa mole miedzi z azotanu powinny powstać dwa mole tlenku miedzi – innymi słowy, powinieneś otrzymać taką samą liczbę moli tlenku miedzi, jak zaczynałeś od moli azotanu miedzi, czyli 1,33. Przelicz mole tlenku miedzi na gramy używając jego masy molowej w następujący sposób: 1,33 mol CuO x (79,55 g CuO/1 mol CuO) = 105,80 g CuO.
Przeprowadź reakcję i zważ produkt na wadze elektronicznej, a następnie użyj tej wartości do obliczenia procentowej wydajności. Na przykład, jeśli twoje 250,04 grama azotanu miedzi rozłoży się na 63,41 grama tlenku miedzi, gdy ogrzana, twoja procentowa wydajność wyniosła 63,41 g CuO/105,80 g CuO – twoja wyizolowana wydajność w porównaniu z twoją teoretyczną wydajnością – lub 59.93%.
Bibliografia
- Wisc Online: Wydajność produktu w reakcjach chemicznych
Wskazówki
- Możesz określić "masę cząsteczkową" substancji, dodając do siebie wagi, które układ okresowy pierwiastków podaje dla każdego z jej atomów. Aby obliczyć masę Cu (NO3)2, na przykład, rozważmy, że związek ten zawiera jeden atom miedzi, dwa atomy azotu i sześć atomów tlenu. Sprawdź w swojej tablicy okresowej, że miedź ma masę atomową 63,55 gramów, azot 14,01 gramów, a tlen 16,00 gramów. Dodaj je razem – 63,55 + (2 x 14,01) + (6 x 16,00) – aby ustalić, że Cu(NO3)2 ma masę cząsteczkową 187,57 amu.
- Pamiętaj, że wyrażasz „masę molową” – liczbę gramów substancji, jeden „mol” z substancja zawiera — używając tej samej liczby co masa cząsteczkowa, używając tylko gramów zamiast „masy atomowej” jednostki” (amu).
o autorze
Robert Schrader jest pisarzem, fotografem, podróżnikiem po świecie i twórcą nagradzanego bloga Leave Your Daily Hell. Kiedy nie podróżuje po świecie, można go znaleźć w pięknym Austin w Teksasie, gdzie mieszka ze swoim partnerem.
Kredyty fotograficzne
Matowe zlewki do wódki zdjęcie autorstwa Galaiko Sergey z Fotolia.com