Ми пояснюємо, що таке продукт в хімії, процес, за допомогою якого продукт отримують, і як розрахувати вихід реакції.
Що таке продукт в хімії?
В хімія і його філії, він відомий як продукт речовин отримані після хімічної реакції.
В хімічна реакція беруть участь дві або більше речовин (простих або складених), наз реагенти або реагенти, і які сприяють реакції атомний або молекулярний матеріал, який буде змінений або модифікований під час реакції.
Одного разу хімічні зв'язки реагентів, а також генерується або споживається певна квота Енергія коли реакція відбудеться, у нас буде один або кілька продуктів.
Продукти, які отримують з певних типів реагентів, будуть безпосередньо залежати від умов, в яких відбувається хімічна реакція, і від природи реагентів. Такі умови, як температура або наявність каталізаторів (інших речовин, що впливають на швидкість реакції) є вирішальними в погода це потрібно, щоб викликати реакцію.
Однак, незалежно від розглянутої хімічної реакції та умов, в яких вона відбувається, кількість матерія і має зберігатися енергія, тобто кількість реагентів (атоми, молекули, іонів) ця реакція має дорівнювати кількості продуктів, що утворилися, а енергія, яка бере участь на початку реакції, повинна дорівнювати енергії, яка бере участь у кінці реакції, незалежно від того, витрачається ця енергія чи вивільняється на будь-якій із стадій реакції .
Дуже важливо розуміти, що під час хімічної реакції кількість речовини та енергії в реагентах не створюється і не руйнується, перетворюючись на продукти, а лише перетворюється в них.
Вихід реакції
Таким же чином, (реальні) кількості утвореного продукту зазвичай ніколи не є ідентичними теоретично, оскільки на це впливають специфічні властивості, такі як чистота реагентів або вторинні реакції, що відбуваються, а також умови навколишнього середовища в реакція генерується, наприклад, в температура і вологість повітря.
Фактичні кількості продукту (отримані на практиці, а не в результаті теоретичного розрахунку) є меншими за теоретичні, оскільки через вищевказані причини продукт може бути втрачений на етапах очищення, наступних за реакцією, у вторинних реакціях, коли ці продукти втручаються або випаровуються, якщо вони леткі.
Максимальна кількість продукту, яку можна отримати під час хімічної реакції, називається теоретичним виходом. Для обчислення теоретичного виходу необхідно знати лімітуючий реагент в реакції (реагент, який вичерпується першим під час реакції).
Кількість фактичного продукту, що одержується в результаті хімічної реакції, називається відсотковим виходом.
У наступному прикладі ми побачимо, як розрахувати теоретичний вихід і відсотковий вихід хімічної реакції, в якій необхідно буде визначити обмежуючий реагент.
Припустимо, що ми маємо таку реакцію, де 2,80 г алюмінію реагують з 4,25 г дихлору:
Є різні методи щоб визначити обмежуючий реагент, і важливо пояснити, що обмежуючий реагент не обов'язково є реагентом, який мас має почати реакцію. Ми опишемо два з цих методів:
Спосіб 1. Полягає в розрахунку суми родимки реагенти з використанням реальних мас і молярних мас (Зло) Ю M (Cl2) у цьому випадку) кожного реагенту. Потім розраховується фактичне молярне співвідношення (частка між кількостями речовин (молей)) між реагуючими речовинами, тобто з використанням вихідних мас. Це фактичне молярне співвідношення потім порівнюється зі стехіометричним співвідношенням реагентів у збалансованому рівнянні (розрахованим за допомогою стехіометричних коефіцієнтів).
Видно, що реальне співвідношення більше стехіометричного, тому алюміній (чисельність молів якого знаходиться в чисельнику частки) є надлишковим, а дихлор є обмежуючим реагентом.
Спосіб 2. У цьому методі ми використовуємо означення реакційного моля. Реакційний моль виходить, коли стехіометричні коефіцієнти збалансованого або скоригованого хімічного рівняння реагують. У реакції, яку ми аналізуємо, 1 моль реакції отримують, коли 2 молі алюмінію взаємодіють з 3 молями дихлору з утворенням 2 моля AlCl3, які можна представити в наступних рівняннях:
Таким чином, реакція відбувається частіше, чим більше молів реакції вона має. Реактив з найменшою кількістю реакційних молів є обмежуючим фактором, оскільки з цим реагентом реакція може відбуватися менше разів.
Використовуючи молі реакції та молі реагенту, обмежувальний реагент можна визначити наступним чином:
Згідно з цим методом, Cl2 також є обмежуючим реагентом, оскільки він генерує менше реакційних молів.
Коли ми знаємо, що дихлор є обмежуючим реагентом, ми можемо обчислити теоретичний вихід як:
Потім ми перетворюємо молі з теоретичного виходу в грами, використовуючи молярну масу AlCl3 (M (AlCl3)), а потім обчисліть відсоток прибутку:
Нарешті, розраховується відсоток або фактичний вихід хімічної реакції:
А для прикладу, який ми аналізуємо, це буде: