Мы объясняем, что такое продукт в химии, процесс его получения и как рассчитать выход реакции.
Что такое продукт в химии?
в химия и его филиалов, он известен как продукт вещества получается после протекания химической реакции.
В химическая реакция задействованы два или более вещества (простые или сложные), называемые реагенты или реагенты, и которые вносят вклад в реакцию атомарного или молекулярного материала, который будет изменен или модифицирован во время реакции.
Однажды химические связи реагентов, и сгенерировал или потребил определенную квоту Энергия когда произойдет реакция, у нас будет в наличии один или несколько продуктов.
Продукты, полученные из определенных типов реагентов, будут напрямую зависеть от условий, в которых протекает химическая реакция, и от природы реагентов. Такие условия, как температура или присутствие катализаторов (других веществ, влияющих на скорость реакции), имеют решающее значение для Погода требуется, чтобы вызвать реакцию.
Однако независимо от рассматриваемой химической реакции и условий, в которых она протекает, количество иметь значение и энергия должна быть сохранена, то есть количество реагентов (атомы, молекулы, ионы), которые вступают в реакцию, должны быть равны количеству образовавшихся продуктов, а энергия, задействованная в начале реакции, должна быть равна энергии, задействованной в конце реакции, независимо от того, потребляется ли эта энергия или выделяется на любой из стадий реакции. .
Очень важно понимать, что во время химической реакции количество вещества и энергии в реагентах не создается и не разрушается, чтобы стать продуктами, а только превращается в них.
Выход реакции
Таким же образом (реальные) количества образующегося продукта обычно никогда не идентичны количеству, рассматриваемому теоретически, поскольку на это влияют конкретные свойства, такие как чистота реагентов или протекающие вторичные реакции, а также условия окружающей среды в реакция генерируется, например, температура и влажность.
Фактические количества продукта (полученные на практике, а не в результате теоретического расчета) меньше теоретического, поскольку по указанным выше причинам продукт может быть потерян на стадиях очистки, следующих за реакцией, во вторичных реакциях, где эти продукты вмешиваются или испаряются, если они летучие.
Максимальное количество продукта, которое может быть получено в ходе химической реакции, называется теоретическим выходом. Для расчета теоретического выхода необходимо знать лимитирующий реагент в реакции (реагент, который исчерпывается первым во время реакции).
Количество фактического продукта, полученного в результате химической реакции, называется процентным выходом.
В следующем примере мы увидим, как рассчитать теоретический выход и процентный выход химической реакции, в которой необходимо будет идентифицировать ограничивающий реагент.
Предположим, у нас есть следующая реакция, в которой 2,80 г алюминия реагируют с 4,25 г дихлора:
Они разные методы для определения ограничивающего реагента, и важно уточнить, что ограничивающий реагент не обязательно является реагентом, который масса должна начать реакцию. Мы опишем два из этих методов:
Метод 1. Он заключается в подсчете количества родинки реагенты с использованием реальных масс и молярных масс (Зло) Y М (Cl2) в данном случае) каждого реагента. Затем рассчитывается фактическое молярное соотношение (отношение количеств веществ (молей)) между реагентами, то есть с использованием исходных масс. Это фактическое молярное соотношение затем сравнивается со стехиометрическим соотношением реагентов в сбалансированном уравнении (рассчитанном с использованием стехиометрических коэффициентов).
Видно, что реальное соотношение больше стехиометрического, поэтому алюминий (количество молей которого указано в числителе частного) находится в избытке, а дихлор является ограничивающим реагентом.
Метод 2. В этом методе мы используем определение реакционного моля. Реакционный моль получается, когда вступают в реакцию стехиометрические коэффициенты сбалансированного или скорректированного химического уравнения. В реакции, которую мы анализируем, 1 моль реакции получается, когда 2 моля алюминия реагируют с 3 молями дихлора с образованием 2 моль AlCl3, что может быть представлено в следующих уравнениях:
Таким образом, реакция происходит в большее количество раз, чем больше в ней молей реакции. Реагент с наименьшим количеством реакционных молей является ограничивающим фактором, поскольку с этим реагентом реакция может происходить меньше раз.
Используя моль реакции и моль реагента, ограничивающий реагент может быть идентифицирован следующим образом:
Согласно этому методу Cl2 также является ограничивающим реагентом, поскольку он генерирует меньше реакционных молей.
Как только мы узнаем, что дихлор является ограничивающим реагентом, мы можем рассчитать теоретический выход как:
Затем мы переводим моли из теоретического выхода в граммы, используя молярную массу AlCl3 (M (AlCl3)), а затем рассчитать процентную доходность:
Наконец, рассчитывается процент или фактический выход химической реакции:
И для примера, который мы анализируем, это будет: