Sådan beregnes procentdel af udbytte i kemi

I Kemi, den teoretisk udbytte

indhold

Trin

Metode 1find det begrænsende reagens
Metode 2beregning af det teoretiske udbytte
Metode 3beregning af procentindkomst

Video: "why in the world are they spraying?" documentary hd (multiple language subtitles)
Video: why in the world are they spraying? (full length w/ foreign language subtitles)
Video: voxmeter interviewafdeling
Tips

repræsenterer den maksimale mængde produkt, som en kemisk reaktion er i stand til at producere. I virkeligheden er de fleste reaktioner ikke helt effektive: Når du kører et eksperiment, slutter du med et mindre antal, kaldet faktisk indkomst. For at udtrykke effektiviteten af en reaktion er det muligt at beregne procent udbytte med formlen % udbytte = (reelt udbytte / teoretisk udbytte) × 100. Et udbytte på 90% betyder, at reaktionen skete, havde 90% effektivitet, og at 10% af materialerne blev spildt (enten uomsat eller deres produkter ikke blev opsamlet).

trin

Metode 1
Find det begrænsende reagens

Start med en afbalanceret kemisk ligning. En kemisk ligning beskriver reagenserne (på venstre side), der reagerer for at danne produkter (på højre side). Nogle problemer vil give ligningen, og andre vil bede dig om at skrive det ned. Da atomer ikke er skabt eller ødelagt under en kemisk reaktion, skal hvert element indeholde samme mængde atomer på både venstre og højre side.

For eksempel kan ilt og glukose reagere med hinanden for at danne carbondioxid og ilt: ${ displaystyle 6O2 + C6H12O6}$ → ${ displaystyle 6CO2 + 6H2O}$
Hver side har nøjagtigt seks carbonatomer (C), 12 hydrogenatomer (H) og 18 oxygenatomer (O). Ligningen er afbalanceret.
Læs denne vejledning hvis du skal balancere en kemisk ligning alene.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 2

Beregn molarmassen af hvert reagens. Kig efter molærmassen af hvert atom, som er til stede i forbindelsen, og tilføj dem for at beregne den samlede molære masse. Gør dette med hensyn til et enkelt sammensat molekyle.

For eksempel kan et oxygenmolekyle ( ${ displaystyle O2}$ ) indeholder to atomer af elementet.
Den molære masse af ilt er ca. 16 g / mol (du finder en mere præcis værdi på et periodisk bord).
To oxygenatomer × 16 g / mol pr. Atom = 32 g / mol ${ displaystyle O2}$ .
Det andet reagens, glucose ( $C6H12O6,$ ) har en mol masse svarende til (6 C × 12 g C / mol) + (12 H × 1 g H / mol) + (seks O × 16 g O mol) atomer = 180 g / mol.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 3

Konverter mængden af hvert reagens fra gram til mol. Nu er det tid til at se præcist på eksperimentet under studiet. Skriv mængderne af hvert reagens i gram. Derefter fordel værdien af sammensatets molære masse for at konvertere mængden til mol.

Lad os sige, at du startede med 40 gram ilt og 25 gram glucose.
40 g ${ displaystyle O2}$ / (32 g / mol) = 1,25 mol oxygen.
25 g $C6H12O6,$ / (180 g / mol) = ca. 0,139 mol glucose.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 4

Find andelen af reaktioner. Husk at en muldvarp kun er en stor værdi, som kemikere bruger til at lave en "tælling" af molekyler. På den måde ved du, hvor mange molekyler hver reagens arbejder på. Deltag mængden af reagensmol af molene i den anden for at finde forholdet mellem begge molekyler.

Du startede med 1,25 mol oxygen og 0,139 mol glucose. Andelen af oxygenmolekyler i forhold til mængden af glucosemolekyler er lig med 1,25 / 0,136 = 9,0. Det betyder at du startede med ni molekyler ilt for hvert molekyle af glucose.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 5

Bestem den ideelle andel af reaktionen. Gå tilbage til den afbalancerede ligning skrevet tidligere. Det viser dig den ideelle andel af molekyler: Når det anvendes, vil begge reagenser blive konsumeret samtidigt.

Den venstre side af ligningen er ${ displaystyle 6O2 + C6H12O6}$ .Koefficienterne indikerer at der er seks molekyler ilt og et molekyle glucose. Det ideelle forhold for reaktionen vil være 6 oxygen / 1 glucose = 6,0.
Husk at liste reagenserne i samme rækkefølge som de andre reagenser. Hvis du bruger ilt / glukose i en og glucose / ilt i en anden, vil det næste resultat være forkert.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 6

Sammenlign proportionerne for at finde det begrænsende reagens. I en kemisk reaktion forbruges et af reagenserne inden den anden. Dette begrænsende reagens bestemmer i hvilket omfang en kemisk reaktion kan forekomme. Sammenlign begge beregnede proportioner for at identificere dig:

Hvis det aktuelle forhold er mere end det ideelle, betyder det, at du har mere reagens end du har brug for. Det lavere reagens i forhold vil være det begrænsende reagens.
Hvis det aktuelle forhold er mindre end det ideelle, betyder dette, at du ikke har nok af det øverste reagens, så dette vil være det begrænsende reagens.
I ovenstående eksempel er det faktiske ilt / glukoseforhold (9,0) større end det ideelle forhold (6,0). Det lavere reagens, glucose, vil repræsentere det begrænsende reagens.

Metode 2
Beregning af det teoretiske udbytte

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 7

Identificer det ønskede produkt. Højre side af en kemisk ligning lister de produkter, der er skabt af reaktionen. Hvert produkt har et teoretisk udbytte, der angiver den mængde produkt, der skal forventes, hvis reaktionen er perfekt effektiv.

Ved at fortsætte eksemplet ovenfor analyserer du reaktionen ${ displaystyle 6O2 + C6H12O6}$ → ${ displaystyle 6CO2 + 6H2O}$ .På højre side vises to produkter: kuldioxid og vand. Lad os beregne udbyttet af kuldioxid, eller ${ displaystyle CO2}$ .

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 8

Skriv ned mængden af begrænsende reagens. Det teoretiske udbytte af et eksperiment svarer til mængden af produkt, der er skabt under perfekte forhold. For at beregne denne værdi, starter med mængden af begrænsende reagens til mol (denne proces er beskrevet ovenfor, instruktioner om, hvordan at finde den begrænsende reagens).

I det foregående eksempel opdagede du, at glukose var det begrænsende reagens. Derudover har du beregnet at have startet med 0,139 mol glucose.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 9

Beregn proportionen af molekyler til stede i produktet og reagenset. Gå tilbage til den afbalancerede ligning. Del mængden af molekyler af dit ønskede produkt med mængden af molekyler af den begrænsende reaktant.

Den afbalancerede ligning vil være ${ displaystyle 6O2 + C6H12O6}$ → ${ displaystyle 6CO2 + 6H2O}$ .der 6 molekyler af deres ønskede produkt eller kuldioxid ( ${ displaystyle CO2}$ ). der 1 begrænsende reagensmolekyle eller glucose ( ${ displaystyle C6H12O6}$ ).
Forholdet mellem carbondioxid og glucose svarer til 6/1 = 6. Med andre ord kan denne reaktion producere seks molekyler carbondioxid fra et molekyle glucose.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 10

Multiplicere forholdet med mængden af reagens i mol. Svaret vil svare til det teoretiske udbytte af det ønskede produkt i mol.

Du startede med 0,139 M glucose og carbondioxid til glucose-forholdet er lig med 6. teoretiske udbytte af carbondioxid er lig med (0,139 mol glucose) × (kuldioxid 6 mol / mol glucose ) = 0,834 mol carbondioxid.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 11

Konverter resultatet til gram. Multiplicere svaret i mol ved molær masse af forbindelsen til at beregne det teoretiske udbytte i gram. Dette er en mere bekvem enhed til brug i de fleste eksperimenter.

For eksempel er den molære masse af CO₂ svarer til ca. 44 g / mol (molmassen af kulstof er ~ 12 g / mol og ilt, ~ 16 g / mol, i alt 12 + 16 + 16 = 44).
Multiplicere 0,834 mol CO₂ × 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 gram. Det teoretiske udbytte af eksperimentet er lig med 36,7 gram CO₂.

Metode 3
Beregning af Procentindkomst

Video: "Why in the World are They Spraying?" Documentary HD (multiple language subtitles)

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 12

Forstå procentuelt udbytte. Det beregnede teoretiske udbytte forudsætter, at alt fungerede perfekt. I et rigtigt eksperiment sker det aldrig: Forurenende stoffer og andre uforudsigelige problemer viser, at nogle af reagenserne ikke vil blive omdannet til produktet. Det er derfor, at kemikere bruger tre forskellige begreber for at henvise til udbytte:

Det teoretiske udbytte repræsenterer den maksimale mængde produkt, der kan følge af eksperimentet.
Realindkomst repræsenterer det beløb, der blev produceret og målt direkte på en balance.
Procentudbyttet = ${ displaystyle { frac {TrueReal} {NetRelated}} * 100 %}$ .Et procentuelt udbytte på 50% indikerer for eksempel, at du har 50% af det teoretiske maksimumsbeløb.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 13

Video: Why in the World are They Spraying? (Full Length w/ Foreign Language Subtitles)

Skriv det faktiske udbytte af eksperimentet. Hvis du har gjort det alene, skal du tilføje alt det produkt, der er resultatet af ligningen, og veje det på en skala for at beregne dets masse. Hvis du arbejder med et lektieproblem eller læser en persons noter, skal den faktiske indkomst klart beskrives.

Lad os sige, at reaktionen her giver 29 gram CO₂.

Billedbetegnelse Beregn procentopbytte i kemi Trin 14

Video: Voxmeter Interviewafdeling

Opdel det faktiske udbytte med det teoretiske udbytte. Husk at bruge de samme måleenheder for begge værdier (normalt i gram). Svaret er et forhold uden måleenhed.

Det faktiske udbytte var 29 gram, men det teoretiske udbytte angav 36,7 gram. ${ displaystyle { frac {29g} {36,7g}} = 0,79}$ .

Billedbetegnelse Beregn Procent Udbytte i Kemi Trin 15

Multiplicer resultatet med 100 for at konvertere det til en procentdel. Svaret svarer til procentuelt udbytte.

0,79 × 100 = 79, så procentuelt udbytte er 79%. Du har produceret 79% af den maksimale mængde CO₂.

tips

Nogle elever forvirrer procent udbytte (hvor meget blev opnået ud fra det samlede beløb) med procentdel fejl (da det eksperimentelle resultat afviger fra det forventede resultat). Den korrekte procentvise indkomst formel er ${ displaystyle { frac {TrueReal} {NetRelated}} * 100 %}$ .Hvis du trækker de to udbytter, arbejder du med procentdelen fejl formel.
Hvis du får forskellige resultater, skal du kontrollere måleenhederne. Hvis det faktiske udbytte adskiller sig fra det teoretiske udbytte med en eller flere størrelsesordener, brugte du sandsynligvis forkerte enheder på et tidspunkt i beregningerne. Gentag proceduren og se på måleenhederne i hvert trin af øvelsen.
Hvis udbyttet overstiger 100% (og du er sikker på at have tællerne talt), et tegn på, at andre stoffer har forurenet produktet. Rens det (ved tørring eller filtrering) og genvej det.