Hoe om die persentasie opbrengs in chemie te bereken

Binne die veld van chemie, die teoretiese opbrengs

conținut

Stappe
Deel 1vind die beperkende reagens
Deel 2bereken die teoretiese opbrengs
Deel 3bereken die persentasie opbrengs
Wenke

dit is die maksimum hoeveelheid produk wat `n chemiese reaksie kan skep. Eintlik het die meeste reaksies nie perfekte effektiwiteit nie. Wanneer u die eksperiment uitvoer, sal u `n kleiner bedrag kry, wat genoem word werklike prestasie. As u die effektiwiteit van `n reaksie wil uitdruk, kan u die persentasie opbrengs Gebruik die volgende formule: % Opbrengs = (werklike opbrengs / teoretiese opbrengs) x 100. A persentasie opbrengs van 90% beteken dat die reaksie het 90% doeltreffendheid, terwyl 10% van die materiaal word vermors (versuim het om te reageer of nie teruggevind jou produk).

stappe

Deel 1
Vind die beperkende reagens

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 1

Begin met `n gebalanseerde chemiese vergelyking. `N Chemiese vergelyking beskryf `n chemiese reaksie van die reaktante (aan die linkerkant) om produkte (aan die regterkant) te vorm. In sommige probleme sal jy reeds hierdie vergelyking hê, terwyl dit in ander gevalle op jou eie moet geskryf word. Omdat atome nie tydens `n chemiese reaksie geskep of vernietig word nie, moet elke element dieselfde aantal atome aan die regterkant en linkerkant hê.

Byvoorbeeld, suurstof en glukose kan reageer om koolstofdioksied en suurstof te vorm: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$ → ${ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} O}$
Elke kant het presies 6 koolstofatome (C), 12 waterstofatome (H) en 18 suurstofatome (O). Op hierdie manier is die vergelyking gebalanseerd.
As jy wil weet hoe om `n vergelyking te balanseer, lees hierdie artikel.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 2

Bereken die molêre massa van elke reagens. Bepaal die molêre massa van al die atome in die verbinding en voeg dan by om die molêre massa van dieselfde te vind. Voer hierdie prosedure uit om `n enkele molekuul van die genoemde verbinding te vind.

Byvoorbeeld, `n suurstofmolekule (

{ displaystyle O_ {2}}

) bevat twee suurstofatome.

Die molêre massa van suurstof is ongeveer 16 g / mol (jy kan `n meer presiese waarde in `n periodieke tabel vind).

2 suurstof atome x 16 g / mol per atoom = 32 g / mol van

{ displaystyle O_ {2}}

Glukose (

{ displaystyle C_ {6} H_ {12} O_ {6}}

), Die ander reaktant, het `n molêre massa van (C6 C x 12 g van C / mol) + (C12 H x 1 g H / mol) + (6 O atome x 16 g O / mol) = 180 g / mol.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 3

Verander die hoeveelheid van elke reaktant van gram na mol. Nou is die tyd om te fokus op die spesifieke eksperiment wat ons moet studeer. Teken die hoeveelhede van elke reagens in gram in en verdeel die waarde deur die molêre massa van die verbinding om die hoeveelheid na mol te omskep.

Gestel jy het byvoorbeeld begin met 40 gram suurstof en 25 gram glukose.

40 g van

{ displaystyle O_ {2}}

/ (32 g / mol) = 1,25 mol suurstof.

25 g van

{ displaystyle C_ {6} H_ {12} O_ {6}}

/ (180 g / mol) = ongeveer 0.139 mol glukose.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 4

Bereken die verhouding van reaksies. Onthou dat `n mol net `n groot getal is wat chemici gebruik om molekules te tel. Nou weet jy hoeveel molekules van elke reagens jy begin het. Verdeel die mol een reaktant tussen die mol van die ander om die verhouding van die twee molekules te vind.

In die vorige voorbeeld het ons begin met 1,25 mol suurstof en 0.139 mol glukose. Die verhouding tussen suurstofmolekules en glukosemolekules is 1.25 / 0.139 = 9.0. Dit beteken dat jy met 9 molekules suurstof begin het vir elke molekule glukose.

Prent getiteld Bereken persentasie opbrengs in chemie Stap 5

Vind die ideale verhouding vir die reaksie. Neem die gebalanseerde vergelyking wat jy vroeër geskryf het, wat die ideale proporsie molekules sal aandui. Wanneer die genoemde verhouding gebruik word, sal albei reagense gelyktydig verteer word.

Die linkerkant van die vergelyking is

{ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}

.Die koëffisiënte vertel jou dat daar 6 suurstofmolekules en 1 glukosemolekule is. Die ideale verhouding vir hierdie reaksie is 6 suurstof / 1 glukose = 6,0.

Maak seker dat u die reagense in dieselfde volgorde plaas as wat u vir die ander verhouding gedoen het. As jy byvoorbeeld die suurstof / glukose verhouding aan die een kant en glukose / suurstof gebruik, sal jy die verkeerde resultaat kry.

Prent getiteld Calculate_Percent_Yield_in_Chemistry_Step_6

Vergelyk die verhoudings om die beperkende reagens te vind. In `n chemiese reaksie word een van die reagense verteer voor die ander. Hierdie beperkende reagens bepaal die duur van die chemiese reaksie. Vergelyk dus beide proporsies wat jy bereken het om die beperkende reagens te identifiseer:

As die werklike verhouding is groter as die ideale verhouding, beteken dat jy `n groter hoeveelheid benodig as die reagens in die teller van die breuk. Die reagens in die noemer van die breuk word die beperkende reagens.

As die werklike verhouding is laer as die ideale verhouding, beteken dit dat die reagens geleë in die teller van die breuk is onvoldoende, sodat dit die beperkende reagens.

Met behulp van die vorige voorbeeld is die werklike verhouding van suurstof en glukose (9.0) groter as die ideale verhouding (6.0). Ten slotte moet die reagens in die noemer, glukose, die beperkende reagens wees.

Deel 2
Bereken die teoretiese opbrengs

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 7

Identifiseer die verlangde produk. Die regterkant van `n chemiese vergelyking toon `n lys van die produkte wat deur `n chemiese reaksie geskep word. Elke produk het `n teoretiese opbrengs, dit wil sê die hoeveelheid produk wat u sou verwag om te verkry indien die reaksie totaal effektief was.

Terug na die vorige voorbeeld, is dit nodig om die volgende reaksie te analiseer: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$ → ${ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} O}$ .Aan die regterkant van die vergelyking word twee produkte, koolstofdioksied en water getoon. Nou moet ons die koolstofdioksiedopbrengs bereken ( ${ displaystyle CO_ {2}}$ ).

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 8

Skryf die aantal mol van die beperkende reagens neer. Die teoretiese opbrengs van `n eksperiment is die hoeveelheid produk wat onder perfekte toestande geskep word. Om hierdie waarde te bereken, moet jy begin met die aantal mol van die beperkende reagens (hierdie proses word hierbo uiteengesit in die instruksies om die beperkende reagens te vind).

In die vorige voorbeeld het jy ontdek dat glukose die beperkende reagens was en jy het ook bereken dat jy met 0.139 mol glukose begin het.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 9

Vind die proporsie molekules in die produk en die reagens. Om dit te doen, neem die gebalanseerde vergelyking op. Vervolgens verdeel die aantal molekules van die verlangde produk deur die aantal molekules van die beperkende reagens.

Die gebalanseerde vergelyking is die volgende:

{ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}

→

{ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} O}

.Daar is 6 molekules van die verlangde produk, koolstofdioksied (

{ displaystyle CO_ {2}}

), en 1 beperkende reagensmolekule, glukose (

{ displaystyle C_ {6} H_ {12} O_ {6}}

Die verhouding van koolstofdioksied en glukose is 6/1 = 6. Met ander woorde, hierdie reaksie kan 6 molekules koolstofdioksied produseer vir elke molekule glukose.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 10

Vermenigvuldig die verhouding met die hoeveelheid in die mol van die reagens. Die resultaat is die teoretiese opbrengs van die verlangde produk, uitgedruk in mol.

Die aanvanklike bedrag van glukose was 0,139 mol, terwyl die proporsie van koolstofdioksied en glukose is 6. Die teoretiese opbrengs van koolstofdioksied is (0,139 mol glukose) x (6 mol koolstofdioksied / 1 mol glukose ) = 0.834 mol koolstofdioksied.

Prent getiteld Bereken Persentasie Opbrengs in Chemie Stap 11

Verander die resultaat wat na gram behaal is. Vermenigvuldig die resultaat in moles deur die molêre massa van genoemde verbinding om die teoretiese opbrengs in gram te vind. In die meeste eksperimente is dit beter om die gram te gebruik.

Byvoorbeeld, die molêre massa van CO₂ Dit is ongeveer 44 g / mol (die molêre massa van koolstof is ongeveer 12 g / mol en suurstof, ongeveer 16 g / mol, sodat die totale hoeveelheid 12 + 16 + 16 = 44) is.

Vermenigvuldig 0.834 mol CO₂ x 44 g / mol CO₂ om ongeveer 36,7 gram te kry. Daarom is die teoretiese opbrengs van die eksperiment 36,7 gram CO₂.

Deel 3
Bereken die persentasie opbrengs

Prent getiteld Calculate_Percent_Yield_in_Chemistry_Step_12

Dit verstaan die betekenis van persentasieprestasie perfek. Jy bereken die teoretiese opbrengs vergelyking aanvaar dat al was in perfekte toestand, wat nooit gebeur in `n ware eksperiment, omdat besoedeling en ander onvoorspelbare probleme kan veroorsaak dat sommige van die reagense in gebreke bly om die produk te word. Dit is die rede waarom sommige chemici drie verskillende konsepte gebruik om na prestasie te verwys:

Die teoretiese opbrengs is die maksimum hoeveelheid produk wat die eksperiment kan genereer.
Werklike prestasie is die werklike bedrag wat jy geskep het, direk gemeet op grond van `n skaal.
Die persentasie opbrengs formule is soos volg ${ displaystyle { frac { text {Werklike prestasie}} { text {Theoretical performance}}} keer 100 %}$
Byvoorbeeld, `n persentasie opbrengs van 50% dui aan dat jy aan die einde van `n chemiese reaksie `n maksimum van 50% van die verwagte hoeveelheid kry.

Prent getiteld Calculate_Percent_Yield_in_Chemistry_Step_13

Skryf die werklike prestasie van die eksperiment. As jy die eksperiment op jou eie gedoen het, versamel die gesuiwerde produk uit die reaksie en weeg dit op `n skaal om die massa daarvan te bereken. Aan die ander kant, as dit `n oefening of taak is, moet jy reeds die werklike prestasie-inligting hê.

Veronderstel die reaksie is 29 gram CO₂.

Prent getiteld Calculate_Percent_Yield_in_Chemistry_Step_14

Verdeel die werklike opbrengs tussen die teoretiese opbrengs. Maak seker dat jy dieselfde eenheid vir beide waardes gebruik (gewoonlik gram). Die resultaat sal `n verhouding minder as eenheid wees.

Die werklike opbrengs was 29 gram, terwyl die teoretiese opbrengs 36,7 gram was. Dus, as ons die berekening doen, sal ons die volgende resultaat kry:

{ displaystyle { frac {29g} {36,7g}} = 0.79}

Prent getiteld Calculate_Percent_Yield_in_Chemistry_Step_15

Vermenigvuldig die resultaat wat deur 100 verkry is om dit om te skakel in `n persentasie. Die antwoord sal die persentasie opbrengs wees.

0,79 x 100 = 79, sodat die persentasie opbrengs van die eksperiment 79% is. Dit beteken dat jy 79% van die maksimum moontlike hoeveelheid CO geskep het₂.

wenke

Sommige studente verwar die term Persentasie opbrengs (die resultaat verkry uit die maksimum moontlike hoeveelheid) met die persentasie fout (die verskil tussen `n eksperimentele uitslag van die verwagte resultaat). Die korrekte formule vir die persentasie opbrengs is ${ displaystyle { frac { text {Werklike prestasie}} { text {Theoretical performance}}} keer 100}$
As jy egter beide opbrengste aftrek, gebruik jy die formule om die persentasie fout te vind.
As jy wye verskillende resultate kry, gaan die eenhede na. As die werklike opbrengs verskil van die teoretiese opbrengs met `n orde van grootte of meer, het u waarskynlik die verkeerde eenhede op een of ander stadium in die berekening gebruik. Herhaal die prosedures en hou rekord van die eenhede in elke stap van die vergelyking.
As die persentasie opbrengs groter is as 100% (en jy weet seker dat die berekeninge korrek is), beteken dit dat daar ander stowwe is wat die produk besoedel het. Daarom moet jy dit skoonmaak (byvoorbeeld deur te droog of te filter) en weeg dit weer.

Deel op sosiale netwerke:

Verwante