Innehåll

• Att gå
• Del 1 av 2: Bestämning av det begränsande reagenset
• Del 2 av 2: Bestämning av teoretiskt utbyte

Det teoretiska utbytet är en term som används i kemi för den maximala mängden av ett ämne som du förväntar dig av en kemisk reaktion. Du börjar med att balansera en reaktionsekvation och definiera det begränsande reagenset. När du mäter mängden reagens som du vill använda kan du beräkna mängden av ett ämne som erhållits. Detta är ekvationens teoretiska avkastning. I ett faktiskt experiment kommer du förmodligen att förlora en del av det, eftersom det inte är ett idealiskt experiment.

Att gå

Del 1 av 2: Bestämning av det begränsande reagenset

1. Börja med en jämviktsreaktion. En reaktionsekvation liknar ett recept. Den visar vilka reagenser (till vänster) som reagerar med varandra för att bilda produkter (till höger). En jämviktsreaktion kommer att ha samma antal atomer på ekvationens vänstra sida (som reaktanter) som på höger sida (i form av produkter).
   • Låt oss till exempel säga att vi har den enkla ekvationen ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$Beräkna molmassan för varje reaktion. Använd det periodiska systemet eller någon annan referensbok och leta upp molmassan för varje atom i varje komposition. Lägg dem ihop för att hitta molmassan för varje reagensförening. Gör detta för en enda molekyl av föreningen. Tänk igen ekvationen av omvandlingen av syre och glukos till koldioxid och vatten: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Konvertera mängden av varje reagens från gram till mol. För ett riktigt experiment kommer massan i gram av varje reagens du använder att vara känd. Dela detta värde med molmassan för det ämnet i omvandling till antalet mol.
     • Antag till exempel att du börjar med 40 gram syre och 25 gram glukos.
     • 40 g ${ displaystyle O_ {2}}$Bestäm molförhållandet mellan reagenserna. En mol är ett beräkningsverktyg som används i kemi för att räkna molekyler baserat på deras massa. Genom att bestämma antalet mol av både syre och glukos vet du hur många molekyler av varje du börjar med. För att hitta förhållandet mellan båda delar du antalet mol av det ena reagenset med det andra.
       • I följande exempel börjar du med 1,25 mol syre och 0,139 mol glukos. Så förhållandet mellan syre och glukosmolekyler är 1,25 / 0,139 = 9,0. Detta förhållande betyder att du har nio gånger så många syremolekyler som glukos.
     • Bestäm det ideala förhållandet för reaktionen. Titta på jämviktsresponsen. Koefficienterna för varje molekyl berättar förhållandet mellan molekylerna du behöver för att reaktionen ska inträffa. Om du använder exakt det förhållande som ges av formeln, bör båda reagenserna användas lika.
       • För denna reaktion ges reaktanterna som ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Jämför förhållandena för att hitta det begränsande reagenset. I de flesta kemiska reaktioner kommer ett av reagensen att förbrukas tidigare än det andra. Reagenset som förbrukas först kallas det begränsande reagenset. Detta begränsande reagens avgör hur länge den kemiska reaktionen kan fortsätta och det teoretiska utbytet du kan förvänta dig. Jämför de två förhållandena du beräknade för att bestämma det begränsande reagenset:
         • I följande exempel börjar du med nio gånger så mycket syre som glukos, mätt i mol. Formeln säger att ditt ideala förhållande är sex gånger mer syre än glukos. Så du behöver mer syre än glukos. Så det andra reagenset, glukos i detta fall, är det begränsande reagenset.

Del 2 av 2: Bestämning av teoretiskt utbyte

1. Visa svaret för att hitta den produkt du vill ha. Den högra sidan av en kemisk ekvation visar de produkter som reaktionen ger. När reaktionen är balanserad anger koefficienterna för varje produkt hur många av varje molekylförhållande du kan förvänta dig. Varje produkt har ett teoretiskt utbyte eller den mängd produkt som du kan förvänta dig när reaktionen är fullständig.
   • Fortsätter du med exemplet ovan analyserar du svaret ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Registrera antalet mol av ditt begränsande reagens. Du bör alltid jämföra antalet mol av begränsande reagens med antalet mol av en produkt. Om du försöker jämföra massan för var och en får du inte rätt resultat.
     • I exemplet ovan är glukos det begränsande reagenset. Enligt molmassberäkningar motsvarar de första 25 g glukos 0,139 mol glukos.
   • Jämför förhållandet mellan molekylerna i produkten och reagenset. Återgå till jämviktsreaktionen. Dela antalet molekyler av din önskade produkt med antalet molekyler i ditt begränsande reagens.
     • Jämviktsreaktionen för detta exempel är ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$Multiplicera detta förhållande med antalet mol av det begränsande reagenset. Svaret är det teoretiska utbytet i mol av den önskade produkten.
       • I detta exempel är 25 g glukos lika med 0,139 mol glukos. Förhållandet mellan koldioxid och glukos är 6: 1. Du förväntar dig att kunna producera sex gånger så många mol koldioxid som antalet mol glukos du började med.
       • Det teoretiska utbytet av koldioxid är (0,139 mol glukos) x (6 mol koldioxid / mol glukos) = 0,834 mol koldioxid.
     • Konvertera resultatet till gram. Detta är det motsatta av ditt tidigare steg att beräkna antalet mol eller mängden reagens. När du vet antalet mol du kan förvänta dig, multiplicera det med produktens molmassa för att hitta det teoretiska utbytet i gram.
       • I följande exempel är molmassan av CO₂ cirka 44 g / mol. (Molmassan av kol är ~ 12 g / mol och syre ~ 16 g / mol, så summan är 12 + 16 + 16 = 44).
       • Multiplicera 0,834 mol CO₂ x 44 g / mol CO₂ = ~ 36,7 gram. Det teoretiska utbytet av experimentet är 36,7 gram CO₂.
     • Upprepa beräkningen för den andra produkten, om så önskas. I många experiment kanske du bara är intresserad av utbytet av en viss produkt. Om du vill veta det teoretiska utbytet för båda produkterna är allt du behöver göra att upprepa processen.
       • I detta exempel är vatten den andra produkten ${ displaystyle H_ {2} O}$. Enligt jämviktsreaktionen kan du förvänta dig sex molekyler vatten från en glukemolekyl. Detta är förhållandet 6: 1. Så 0,139 mol glukos bör resultera i 0,834 mol vatten.
       • Multiplicera antalet mol vatten med molmassan av vatten. Molmassan är 2 + 16 = 18 g / mol. Multiplicerat med produkten resulterar detta i 0,139 mol H₂O x 18 g / mol H₂O = ~ 2,50 gram. Det teoretiska utbytet av vatten i detta experiment är 2,50 gram.