محتوا

• گام برداشتن
• قسمت 1 از 2: تعیین معرف محدود کننده
• قسمت 2 از 2: تعیین بازده نظری

بازده نظری اصطلاحی است که در شیمی برای حداکثر مقدار ماده ای که از واکنش شیمیایی انتظار دارید استفاده می شود. شما با تعادل معادله واکنش و تعریف معرف محدود کننده شروع می کنید. وقتی مقدار معرف را می خواهید استفاده کنید ، می توانید مقدار ماده به دست آمده را محاسبه کنید. این بازده تئوری معادله است. در یک آزمایش واقعی ، احتمالاً مقداری از آن را از دست خواهید داد ، زیرا این یک آزمایش ایده آل نیست.

گام برداشتن

قسمت 1 از 2: تعیین معرف محدود کننده

1. با یک واکنش تعادل شروع کنید. معادله واکنش شبیه دستور العمل است. این نشان می دهد که کدام معرف ها (در سمت چپ) با یکدیگر واکنش داده و محصولات (در سمت راست) را تشکیل می دهند. یک واکنش تعادلی به همان تعداد اتم در سمت چپ معادله (به عنوان واکنش دهنده ها) به همان اندازه در سمت راست (به شکل محصولات) خواهد بود.
   • برای مثال ، فرض کنید معادله ساده داریم ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$جرم مولی هر واکنش را محاسبه کنید. با استفاده از جدول تناوبی یا کتاب مرجع دیگر ، جرم مولی هر اتم را در هر ترکیب جستجو کنید. آنها را به هم اضافه کنید تا جرم مولی هر ترکیب معرف را پیدا کنید. این کار را برای تک مولکول ترکیب انجام دهید. دوباره معادله تبدیل اکسیژن و گلوکز به دی اکسید کربن و آب را در نظر بگیرید: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$مقدار هر معرف را از گرم به مول تبدیل کنید. برای یک آزمایش واقعی ، جرم هر گرم معرف که استفاده می کنید ، گرم خواهد بود. این مقدار را بر مبنای جرم مولی آن ماده در تبدیل به تعداد مول تقسیم می کنیم.
     • به عنوان مثال ، فرض کنید شما با 40 گرم اکسیژن و 25 گرم گلوکز شروع می کنید.
     • 40 گرم ${ displaystyle O_ {2}}$نسبت مولی معرفها را تعیین کنید. خال ابزاری برای محاسبه مولکولها بر اساس جرم آنها در شیمی است. با تعیین تعداد مولهای اکسیژن و گلوکز ، می دانید که از هر مولکول چند مولکول استفاده می کنید. برای یافتن نسبت هر دو ، تعداد مولهای یک معرف را بر روی ماده دیگر تقسیم کنید.
       • در مثال زیر ، شما با 1.25 مول اکسیژن و 0.139 مول گلوکز شروع می کنید. بنابراین نسبت مولکولهای اکسیژن و گلوکز 1.25 / 0/139 = 9.0 = است. این نسبت به این معنی است که شما نه برابر گلوکز مولکول اکسیژن دارید.
     • نسبت ایده آل واکنش را تعیین کنید. به پاسخ تعادل نگاه کنید. ضرایب هر مولکول ، نسبت مولکولهای مورد نیاز برای واکنش را به شما می گوید. اگر دقیقاً از نسبت داده شده توسط فرمول استفاده می کنید ، بنابراین هر دو معرف باید به طور مساوی استفاده شوند.
       • برای این واکنش به واکنش دهنده ها اینگونه داده می شود ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$نسبت ها را برای یافتن معرف محدود کننده مقایسه کنید. در اکثر واکنشهای شیمیایی ، یکی از معرفها زودتر از ماده دیگر مصرف می شود. معرفي كه ابتدا مصرف مي شود معرف محدود كننده ناميده مي شود. این معرف محدود کننده تعیین می کند که چه مدت واکنش شیمیایی می تواند ادامه داشته باشد و عملکرد نظری را که می توانید انتظار داشته باشید. برای تعیین معرف محدود کننده ، دو نسبت محاسبه شده را مقایسه کنید:
         • در مثال زیر ، شما با نه برابر اکسیژن گلوکز ، اندازه گیری شده توسط مول شروع می کنید. فرمول به شما می گوید که نسبت ایده آل شما شش برابر اکسیژن به گلوکز است. بنابراین شما به اکسیژن بیشتری نسبت به گلوکز نیاز دارید. بنابراین معرف دیگر ، گلوکز در این مورد ، معرف محدود کننده است.

قسمت 2 از 2: تعیین بازده نظری

1. پاسخ را پیدا کنید تا کالای مورد نظر خود را پیدا کنید. سمت راست یک معادله شیمیایی محصولی را نشان می دهد که واکنش نشان می دهد. وقتی واکنش متعادل شد ، ضرایب هر محصول نشان می دهد که از هر نسبت مولکولی چه تعداد را می توانید انتظار داشته باشید. هر محصول دارای بازده نظری یا همان مقدار محصولی است که در صورت کامل شدن واکنش انتظار دارید.
   • در ادامه با مثال بالا ، شما پاسخ را تحلیل می کنید ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$تعداد مول های معرف محدود کننده خود را ثبت کنید. شما همیشه باید تعداد مولهای معرف محدود کننده را با تعداد مولهای یک محصول مقایسه کنید. اگر بخواهید جرم هر یک را مقایسه کنید ، نتیجه صحیحی نخواهید گرفت.
     • در مثال بالا ، گلوکز معرف محدود کننده است. طبق محاسبات جرم مولی ، 25 گرم اول گلوکز برابر است با 139/0 مول گلوکز.
   • نسبت بین مولکول های موجود در محصول و معرف را مقایسه کنید. بازگشت به واکنش تعادل. تعداد مولکول های محصول مورد نظر خود را بر تعداد مولکول های معرف محدود کننده خود تقسیم کنید.
     • واکنش تعادل برای این مثال است ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$این نسبت را در تعداد مول معرف محدود کننده ضرب کنید. پاسخ بازده تئوری محصول مورد نظر در مول است.
       • در این مثال ، 25 گرم گلوکز برابر با 139/0 مول گلوکز است. نسبت دی اکسید کربن و گلوکز 6: 1 است. شما انتظار دارید که بتوانید شش برابر تعداد مول گلوکز که با آن شروع کرده اید ، مول دی اکسید کربن تولید کنید.
       • عملکرد تئوری دی اکسید کربن (0.139 mol گلوکز) x (6 mol دی اکسید کربن / mol گلوکز) = 0.834 mol دی اکسید کربن است.
     • نتیجه را به گرم تبدیل کنید. این عکس مرحله قبلی شما برای محاسبه تعداد خال ها یا مقدار معرف است. هنگامی که از تعداد خال های مورد انتظار مطلع شدید ، آن را در جرم مولی محصول ضرب کنید تا بازده نظری را به گرم پیدا کنید.
       • در مثال زیر جرم مولی CO وجود دارد₂ حدود 44 گرم در مول. (جرم مولی کربن g 12 گرم در مول و اکسیژن ~ 16 گرم در مول است ، بنابراین کل 12 + 16 + 16 = 44 = 44 است).
       • 0.834 مول CO را ضرب کنید₂ x 44 گرم در میلی لیتر CO₂ = 36.7 گرم پوند بازده تئوری آزمایش 36.7 گرم CO است₂.
     • در صورت تمایل ، محاسبه را برای محصول دیگر تکرار کنید. در بسیاری از آزمایشات ، شما فقط ممکن است به عملکرد یک محصول خاص علاقه مند باشید. اگر می خواهید عملکرد تئوری هر دو محصول را بدانید ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که فرآیند را تکرار کنید.
       • در این مثال ، آب محصول دوم است ${ displaystyle H_ {2} O}$. با توجه به واکنش تعادل ، می توانید از یک مولکول گلوکز شش مولکول آب انتظار داشته باشید. این نسبت 6: 1 است. بنابراین 0.139 مول گلوکز باید منجر به 0.834 مول آب شود.
       • تعداد مول آب را در جرم مولی آب ضرب کنید. جرم مولی 2 + 16 = 18 گرم در مول است. ضرب در محصول ، این منجر به 0.139 mol H₂O x 18 گرم در میلی مول₂O = 2.50 50 گرم. عملکرد تئوری آب در این آزمایش 50/2 گرم است.