Mēs izskaidrojam, kas ir produkts ķīmijā, process, kādā produkts tiek iegūts, un kā aprēķināt reakcijas iznākumu.
Kas ir produkts ķīmijā?
Iekš ķīmija un tā filiāles, tas ir pazīstams kā produkts vielas ko iegūst pēc ķīmiskas reakcijas.
Iekšā ķīmiskā reakcija ir iesaistītas divas vai vairākas vielas (vienkāršas vai saliktas), ko sauc reaģenti vai reaģenti, un kas veicina reakciju atomu vai molekulāro materiālu, kas reakcijas laikā tiks mainīts vai modificēts.
Reiz ķīmiskās saites reaģentu, un radīja vai patērē noteiktu kvotu Enerģija kad reakcija notiks, mums būs pieejams viens vai vairāki produkti.
Produkti, kas iegūti no noteikta veida reaģentiem, būs tieši atkarīgi no apstākļiem, kādos notiek ķīmiskā reakcija, un no reaģentu īpašībām. Apstākļi, piemēram, temperatūra vai katalizatoru (citu vielu, kas ietekmē reakcijas ātrumu) klātbūtne, ir izšķiroši. laikapstākļi tas nepieciešams, lai radītu reakciju.
Tomēr neatkarīgi no aplūkotās ķīmiskās reakcijas un apstākļiem, kādos tā notiek, daudzums jautājums un enerģija ir jāsaglabā, tas ir, reaģentu daudzums (atomi, molekulas, joni), kas reaģē, jābūt vienādam ar radušos produktu daudzumu, un reakcijas sākumā iesaistītajai enerģijai jābūt vienādai ar enerģiju, kas iesaistīta reakcijas beigās, neatkarīgi no tā, vai šī enerģija tiek patērēta vai atbrīvota kādā no reakcijas stadijām. .
Ir ļoti svarīgi saprast, ka ķīmiskās reakcijas laikā vielas un enerģijas daudzums reaģentos netiek radīts vai iznīcināts, lai kļūtu par produktiem, tas tikai tiek pārveidots par tiem.
Reakcijas ienesīgums
Tādā pašā veidā izveidotā produkta (reālie) daudzumi parasti nekad nav identiski tiem, kas tiek uzskatīti teorētiski, jo to ietekmē īpašas īpašības, piemēram, reaģentu tīrība vai notiekošās sekundārās reakcijas, kā arī vides apstākļi reakcija tiek ģenerēta, piemēram, temperatūra un mitrums.
Faktiskie produktu daudzumi (tie, kas iegūti praksē, nevis teorētisko aprēķinu rezultātā) ir mazāki par teorētiskajiem, jo iepriekš minēto iemeslu dēļ produkts var tikt zaudēts attīrīšanas posmos pēc reakcijas, sekundārajās reakcijās, kur šie produkti iejaukties vai iztvaikojot, ja tie ir gaistoši.
Maksimālo produkta daudzumu, ko var iegūt ķīmiskās reakcijas laikā, sauc par teorētisko iznākumu. Lai aprēķinātu teorētisko iznākumu, ir jāzina ierobežojošais reaģents reakcijā (reaģents, kas reakcijas laikā tiek izsmelts pirmais).
Faktiskā produkta daudzumu, kas iegūts ķīmiskajā reakcijā, sauc par procentuālo iznākumu.
Nākamajā piemērā redzēsim, kā aprēķināt ķīmiskās reakcijas teorētisko iznākumu un procentuālo iznākumu, kurā būs jāidentificē ierobežojošais reaģents.
Pieņemsim, ka mums ir šāda reakcija, kurā 2,80 g alumīnija reaģē ar 4,25 g dihlora:
Ir dažādi metodes lai identificētu ierobežojošo reaģentu, un ir svarīgi precizēt, ka ierobežojošais reaģents ne vienmēr ir tas reaģents, kas masa jāsāk reakcija. Mēs aprakstīsim divas no šīm metodēm:
1. metode. Tā sastāv no summas aprēķināšanas kurmji reaģenti, izmantojot reālās masas un molārās masas (Ļaunums) Y M (Cl2) šajā gadījumā) katram reaģentam. Pēc tam aprēķina faktisko molāro attiecību (vielu daudzumu (moliem)) starp reaģentiem, tas ir, izmantojot sākotnējās masas. Pēc tam šo faktisko molāro attiecību salīdzina ar reaģentu stehiometrisko attiecību līdzsvarotajā vienādojumā (ko aprēķina, izmantojot stehiometriskos koeficientus).
Var redzēt, ka reālā attiecība ir lielāka par stehiometrisko attiecību, tāpēc alumīnija (kura molu skaits atrodas koeficienta skaitītājā) ir pārpalikums un dihlors ir ierobežojošais reaģents.
2. metode. Šajā metodē mēs izmantojam reakcijas mola definīciju. Reakcijas mols tiek iegūts, reaģējot līdzsvarotā vai koriģētā ķīmiskā vienādojuma stehiometriskajiem koeficientiem. Reakcijā, kuru mēs analizējam, tiek iegūts 1 mols reakcijas, kad 2 moli alumīnija reaģē ar 3 moliem dihlora, veidojot 2 molus AlCl3, ko var attēlot šādos vienādojumos:
Tādā veidā reakcija notiek vairāk reižu, jo vairāk ir reakcijas molu. Reaģents ar vismazāko reakcijas molu daudzumu ir ierobežojošais faktors, jo ar šo reaģentu reakcija var notikt retāk.
Izmantojot reakcijas molus un reaģenta molus, ierobežojošo reaģentu var identificēt šādi:
Saskaņā ar šo metodi Cl2 ir arī ierobežojošais reaģents, jo tas rada mazāk reakcijas molu.
Kad mēs zinām, ka dihlors ir ierobežojošais reaģents, teorētisko iznākumu varam aprēķināt šādi:
Pēc tam mēs pārvēršam molus no teorētiskās iznākuma gramos, izmantojot AlCl3 molmasu (M (AlCl3)), un pēc tam aprēķiniet procentuālo ienesīgumu:
Visbeidzot, aprēķina ķīmiskās reakcijas procentuālo daudzumu vai faktisko iznākumu:
Un piemērā, kuru mēs analizējam, tas būtu: