Как подсчитать процент выхода продукта в химии

3 части:Определение ограничивающего реагентаРасчет теоретического выхода продуктаРасчет процента выхода

В химии, выходом реакции называют то количество продукта, которое получается после химической реакции. Теоретический выход - это максимальное количество полученного продукта в условиях максимально эффективной реакции. В реальности же, большинство реакций не являются максимально эффективными – действительный выход реакции зачастую значительно меньше, чем ее теоретический выход. Для выражения эффективности реакции подсчитайте процент выхода, используя данную формулу: %выхода = (действительный выход/теоретический выход) x 100.

Шаги

Часть 1 из 3: Определение ограничивающего реагента

1. 1 Начните с записывания сбалансированного химического уравнения. Это поможет вам выразить в математической форме вашу будущую реакцию.
   • Если вы не уверены как записать или сбалансировать химическое уравнение, то прочитайте статью wikiHow: Как записать химическое уравнение и сбалансировать его.
2. 2 Определите используемые реагенты. Они записываются, зачастую, с левой стороны от стрелки в химическом уравнении. Их также называют «начальный материал». У вас может быть (как например, в части 2) всего один реагент.
   • Цифры рядом с вашими реагентами, если они есть, называются коэффициентами. Они показывают соотношение, в котором используются ваши реагенты.
   • Ограничивающий реагент – это начальный материал, который закончится первым. В реакции, в которой присутствует несколько начальных материалов, если вы не используете все начальные материалы одинакового молярного количества в соотношении 1:1 друг другу, то один из реагентов закончится первым, что остановит прохождение реакции.
3. 3 Посчитайте количество (в молях) каждого реагента. Для этого, разделите массу реагента на его же молярную массу.
   • Чтобы рассчитать молярную массу моля, сложите атомные массы всех атомов. Атомная масса атома – это десятичное число, написанное под химическим знаком каждого элемента в периодической таблице. Помните, что любые индексируемые числа в молекуле означают, что эти атомы встречаются более одного раза.
4. 4 Если у вас два реагента, то сравните соотношение молей ваших реагентов с соотношением их коэффициентов. Соответственно, эти соотношения называются «фактическим соотношением» и «стехиометрическим соотношением».
   • Если фактическое соотношение больше стехиометрического, то это значит, что реагент находится «в избытке», значит, другой реагент является ограничивающим.
   • Если фактическое соотношение меньше, чем стехиометрическое, значит именно данный реагент, является ограничивающим.
5. 5 Если вы используете более двух реагентов, то вам придется посчитать количество молей продукта каждого реагента после полного окончания реакции. Реагент, производящий наименьшее количество продукта является ограничивающим реагентом.
   • Чтобы посчитать какое количество молей вы получите после окончания реакции, вам следует умножить количество моей реагента на соотношение коэффициента продукта и коэффициента реагента.
   • Произведите такие подсчеты для каждого реагента.

Часть 2 из 3: Расчет теоретического выхода продукта

1. 1 Определите желаемый продукт. Он, чаще всего, записывается справа, относительно стрелки в химическом уравнении. В этом примере, CaO будет нашим желаемым продуктом (CO2 – это газ и он растворится в воздухе). Мы посчитаем теоретический выход – расчет того, какое количество продукта мы надеемся получить в условиях максимально эффективной реакции.
   • «Например»: Клэр создает 0.45гр нитрата аммония. Она ожидает получить теоретический выход продукта массой в 0.50гр. Каков ее процент выхода?
   • 0.45/0.50= 0.9. Умножьте этот результат на 100, чтобы высчитать процент.
   • Процент выхода равен 90%. Запишите массу каждого вашего начального материала.
2. 2 Переведите массу ограничивающего реагента в количество молей. Вы можете сделать это, разделив массу реагента на его молярную массу, как в первой части шага 3.
3. 3 Определите экспериментальное соотношение. Разделите количество молей вашего желаемого продукта на количество молей вашего ограничивающего реагента. Это число называется экспериментальным соотношением.
4. 4 Вычислите молярную массу одного моля вашего продукта. Впишите это соотношение в ваше растущее уравнение, как показано ниже.
5. 5 Предскажите теоретический выход. Умножьте количество молей ограничивающего реагента на соотношение коэффициента продукта к коэффициенту ограничивающего реагента, а после умножьте на соотношение молярной массы продукта. Это даст вам количество продукта, которое вы получите, в случае, если ваша реакция максимально эффективна (другими словами, «теоретический выход» реакции).

Часть 3 из 3: Расчет процента выхода

1. 1 Произведите реакцию. Возьмите получившийся чистый продукт от вашей реакции и вычислите его сбалансированную массу. Высчитайте эту массу.
2. 2 Пересчитайте массу своего продукта в молях, разделив его массу на молекулярную массу. Это делается также, как описано в шаге два, части 2 выше. Запишите количество молей, полученное в ходе эксперимента как фактический выход.
3. 3 Посчитайте процент выхода. Разделите фактический выход на теоретический выход, а затем умножьте полученный результат на сто. В ответе вы получите процент, который покажет массу вашего продукта, по сравнению с массой продукта «идеальной» реакции.

Предупреждения

• Существует вероятность, что вы высчитаете процент выхода, который составляет больше, чем 100%, не совершив математической ошибки. Если ваш финальный продукт не чистый (загрязненный субстанциями, которые не учитывались в первоначальном химическом уравнении), то эти загрязнители могут дать выход, который больше теоретического выхода.
  • Из-за этого, очень важно аккуратно очищать продукты, с помощью фильтрации, просушки, дистилляции, а также любых других очистительных процессов, которые будут разниться в зависимости от физических свойств ваших продуктов.