produkt v chémii

Chémia

2022

Vysvetlíme, čo je produkt v chémii, proces, ktorým sa produkt získava a ako vypočítať výťažok reakcie.

Produkty budú závisieť od podmienok, v ktorých prebieha chemická reakcia.

Čo je to produkt v chémii?

V chémia a jej pobočiek je známy ako produkt látok získané po chemickej reakcii.

V chemická reakcia sú zapojené dve alebo viac látok (jednoduchých alebo zložených), tzv reaktanty alebo činidláa ktoré prispievajú k reakcii atómový alebo molekulárny materiál, ktorý sa bude počas reakcie meniť alebo modifikovať.

Raz chemické väzby činidiel a vytvorili alebo spotrebovali určitú kvótu energie keď dôjde k reakcii, budeme mať k dispozícii jeden alebo viac produktov.

Produkty, ktoré sa získajú z určitých typov činidiel, budú priamo závisieť od podmienok, v ktorých prebieha chemická reakcia, a od povahy činidiel. Rozhodujúce sú podmienky ako teplota alebo prítomnosť katalyzátorov (iných látok, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie). počasie je potrebné vyvolať reakciu.

Avšak bez ohľadu na uvažovanú chemickú reakciu a podmienky, v ktorých k nej dochádza, množstvo záležitosť a treba šetriť energiu, teda množstvo reaktantov (atómov, molekuly, ióny), ktoré reagujú, sa musí rovnať množstvu vytvorených produktov a energia použitá na začiatku reakcie sa musí rovnať energii použitej na konci reakcie, či už sa táto energia spotrebuje alebo uvoľní v ktoromkoľvek z reakčných stupňov .

Je veľmi dôležité pochopiť, že počas chemickej reakcie sa množstvo hmoty a energie v reaktantoch nevytvára ani nezničí na produkty, ale iba sa na ne premieňa.

Výťažok reakcie

Rovnakým spôsobom (skutočné) množstvá vytvoreného produktu nie sú zvyčajne identické s tými, ktoré sa uvažujú teoreticky, pretože to je ovplyvnené špecifickými vlastnosťami, ako je čistota činidiel alebo sekundárne reakcie, ktoré sa vyskytujú, ako aj podmienky prostredia v vzniká reakcia, napr teplota a vlhkosť.

Skutočné množstvá produktu (tie získané v praxi a nie ako výsledok teoretického výpočtu) sú menšie ako teoretické, pretože z vyššie uvedených dôvodov sa produkt môže stratiť v čistiacich krokoch nasledujúcich po reakcii, v sekundárnych reakciách, kde tieto produkty zasahovať alebo pri vyparovaní, ak sú prchavé.

Maximálne množstvo produktu, ktoré je možné získať počas chemickej reakcie, sa nazýva teoretický výťažok. Na výpočet teoretického výťažku je potrebné poznať limitné činidlo v reakcii (činidlo, ktoré sa počas reakcie vyčerpá ako prvé).

Množstvo skutočného produktu, ktoré sa získa chemickou reakciou, sa nazýva percentuálny výťažok.

V nasledujúcom príklade uvidíme, ako vypočítať teoretický výťažok a percentuálny výťažok chemickej reakcie, v ktorej bude potrebné identifikovať limitné činidlo.

Predpokladajme, že máme nasledujúcu reakciu, kde 2,80 g hliníka reaguje so 4,25 g dichlóru:

Existujú rôzne metódy na identifikáciu obmedzujúceho činidla a je dôležité objasniť, že obmedzujúce činidlo nie je nevyhnutne činidlo, ktoré omša musí začať reakciu. Popíšeme dve z týchto metód:

Metóda 1. Pozostáva z výpočtu množstva krtkov reaktanty využívajúce skutočné hmotnosti a molárne hmotnosti (zlo) Y M (Cl2) v tomto prípade) každého činidla. Potom sa vypočíta skutočný molárny pomer (podiel medzi množstvami látok (molov)) medzi reaktantmi, to znamená s použitím počiatočných hmotností. Tento skutočný molárny pomer sa potom porovná so stechiometrickým pomerom reaktantov vo vyváženej rovnici (vypočítané pomocou stechiometrických koeficientov).

Je vidieť, že skutočný pomer je väčší ako stechiometrický pomer, takže hliník (ktorého počet mólov sa nachádza v čitateli kvocientu) je v prebytku a dichlór je limitujúcim činidlom.

Metóda 2. V tejto metóde používame definíciu reakčného molu. Reakčný mol sa získa, keď reagujú stechiometrické koeficienty vyváženej alebo upravenej chemickej rovnice. V reakcii, ktorú analyzujeme, sa 1 mól reakcie získa, keď 2 móly hliníka reagujú s 3 mólmi dichlóru za vzniku 2 mólov AlCl3, čo možno znázorniť v nasledujúcich rovniciach:

Týmto spôsobom sa reakcia vyskytuje viackrát, čím viac mólov reakcie má. Činidlo s najmenším množstvom reakčných mólov je limitujúcim faktorom, pretože s týmto činidlom môže reakcia prebiehať menejkrát.

Pomocou mólov reakcie a mólov činidla možno limitné činidlo identifikovať takto:

Podľa tejto metódy je Cl2 tiež limitujúcim činidlom, pretože generuje menej reakčných mólov.

Keď vieme, že dichlór je limitným činidlom, môžeme vypočítať teoretický výťažok ako:

Potom prevedieme móly z teoretického výťažku na gramy pomocou molárnej hmotnosti AlCl3 (M (AlCl3)) a potom vypočítajte percentuálny výnos:

Nakoniec sa vypočíta percento alebo skutočný výťažok chemickej reakcie:

A pre príklad, ktorý analyzujeme, by to bolo:

!-- GDPR -->