Какой буквой обозначают выход продукта в химии

Утром меня разбудил телефонный звонок. Звонила моя ученица Лена Д. Со слезами в голосе она начала говорить, что ЕГЭ по химии точно завалит, потому как даже “такая простая и понятная 35 задача” может включать фишку на выход реакции, не считая кучи других “садистских приколов”. Лена скинула мне ВК условие злополучной 35-й задачи: “При гидратации 31,50 г этиленового углеводорода образовалось 23,76 г органического вещества. Выход продукта составил 60 %. Определите молекулярную формулу углеводорода и установите его структуру, если известно, что при его жёстком окислении перманганатом калия образуются кетон и кислота. Напишите уравнение реакции углеводорода с водой, в уравнении изобразите структурные формулы органических веществ”

В своей практике я, действительно, столкнулась с парадоксом, когда очень толковые ребята, хорошо знающие химию, жутко боятся элементарных расчетов на степень превращения вещества и выход продукта реакции. Их начинает терзать сомнение: “А справлюсь ли я на ЕГЭ?!” Такие переживания могут зайти далеко и перерасти в никому не нужную депрессию. Думаю, вы тоже сталкивались с аналогичными проблемами. Что делать? Я предлагаю все трудности преодолевать вместе. Вначале мы повторим тему “Выход продукта реакции”, поучимся решать задачи, обязательно разберем 35-ю задачу, предложенную моей ученицей, а в конце статьи я расскажу вам секретное упражнение, которое нужно выполнять всякий раз, когда вы начинаете сомневаться в собственных силах и способностях. Упражнение так и называется “У меня все получится!”. Итак, поехали!

Выход продукта реакции (выход реакции) – это коэффициент, определяющий полноту протекания химической реакции. Он численно равен отношению количества (массы, объема) реально полученного продукта к его количеству (массе, объему), которое может быть получено по стехиометрическим расчетам (по уравнению реакции).

Решим задачи на выход продукта реакции, используя Четыре Заповеди. Каждое действие обводится зеленым овалом. Читайте внимательно и обязательно записывайте решение каждой задачи. После проработки статьи попробуйте самостоятельно решить все разобранные задачи.

Задача 1

При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4 г получили 24 г цинка. Определите выход продукта реакции

1) Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе “Дано”

2) Вторая Заповедь. Написать уравнение реакции

Повторим теорию химии. Способ восстановления металлов алюминием – алюмотермия. Следует помнить: металлы, стоящие в ряду активности левее (более активные) восстанавливают металлы, стоящие правее, из расплавов оксидов или растворов солей

Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Cr→Zn→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→(H)→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au

3. Третья Заповедь. Сделать предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции

В условии задачи представлены данные по одному из реагентов (оксиду цинка) и по одному из реально полученных продуктов (цинку). Составляем два досье, в каждом – масса, молярная масса, количество вещества (моль). Для цинка (продукт), масса и количество вещества – практические, т.к. продукт был получен реально.

Теоретическое значение продукта рассчитываем по уравнению реакции. Точка расчета – количество вещества реагента (оксида цинка). Расчеты выполняем на основании закона кратных отношений по схеме: точку расчета делим на коэффициент при этом веществе, умножаем на коэффициент при искомом веществе и получаем результат. Выписывать отдельно пропорцию для расчетов не обязательно. Это – Легкие Расчеты по уравнениям реакций, которые не противоречат закону кратных отношений, но значительно упрощают решение задач по химии.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Формулизируем вопрос задачи “Определите выход продукта реакции”, – записываем соответствующую формулу и анализируем ее компоненты.

Подробно разберем решение обратной задачи: по известному выходу реакции определим неизвестное значение реагента или продукта.

Задача 2

Определите массу оксида алюминия, которая может быть получена из 23,4 г гидроксида алюминия, если выход реакции составляет 92% от теоретически возможного.

1) Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе “Дано”.

2) Вторая Заповедь. Написать уравнение реакции.

Небольшой экскурс в теорию химии. Многие нерастворимые в воде гидроксиды разлагаются при нагревании. Продукты разложения – оксиды соответствующих металлов и вода.

3. Третья Заповедь. Сделать предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции

Составляем досье на реагент (гидроксид алюминия) – определяем его молярную массу и количество вещества (моль). По уравнению реакции рассчитываем теоретическое количество продукта (оксида алюминия). Расчеты выполняем на основании закона кратных отношений по схеме: точку расчета делим на коэффициент при этом веществе, умножаем на коэффициент при искомом веществе и получаем результат.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Формулизируем вопрос задачи “Определите массу оксида алюминия”, т.е. записываем формулу расчета массы, которая для нас, как для химиков, должна быть представлена произведением количества вещества на молярную массу. Анализируем компоненты формулы: молярную массу определяем по таблице Менделеева, количество вещества (практическое) рассчитываем по формуле выхода реакции.

Решим на закрепление еще несколько обратных задач с выходом реакции.

Задача 3

Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите массу карбоната натрия для получения оксида углерода (IV) массой 56,1 г. Практический выход продукта 85%.

Задача 4

При действии оксида углерода (II) на оксид железа (III) получено железо массой 11,2 г. Найдите массу использованного оксида железа (III), если выход реакции составляет 80%.

Задача 5

При взаимодействии железа с хлором получено 10 г соли, что составляет 85% от теоретически возможного. Сколько граммов железа было взято для реакции с хлором?

В этой статье я не буду разбирать пошагово 35-ю задачу ЕГЭ, предложенную моей ученицей. На фото – подробное решение. Тот, кто уже решал аналогичные задачи, поймет без дополнительных объяснений. Для всех остальных – обязательно будем наслаждаться анализом этой задачи (и не только этой) в следующей статье. Обещаю ДРАЙВ!

Задача 35 ЕГЭ (восстановлена по памяти моей ученицы)

При гидратации 31,50 г этиленового углеводорода образовалось 23,76 г органического вещества. Выход продукта составил 60 %. Определите молекулярную формулу углеводорода и установите его структуру, если известно, что при его жёстком окислении перманганатом калия образуются кетон и кислота. Напишите уравнение реакции углеводорода с водой, в уравнении изобразите структурные формулы органических веществ

Вернемся к проблеме, которую я затронула в начале статьи. Что делать, если резко упала самооценка, ты чувствуешь себя полным идиотом и боишься не справиться с трудными заданиями ЕГЭ? Все очень просто – выполни секретное упражнение “У меня все получится!” Я подсмотрела его на просторах Интернета (автора не знаю) и модифицировала это упражнение под себя и своих учеников:

1. Сядь в спокойной обстановке, закрой глаза, успокой дыхание. Сосредоточься на своей цели. Представь, что у тебя уже все получилось и ты достиг всего, к чему стремился.

2. Сожми ладони вместе перед собой и прижми их к груди. Обратись к Высшему Разуму (как ты его себе представляешь – Бог, Вселенная, Космос, Мир, Природа) с просьбой реализовать твою цель и мечты.

3. Побудь в таком состоянии несколько минут, затем встань, расправь плечи и стряхни с себя все плохое.

В конце статьи хочу привести цитату из стихотворения американского поэта Эдгара Геста, который был очень популярен 100 лет назад:

“И ты не верь тому, кто скажет: “Это слишком сложно!”
Не слушай тех, кто будет утверждать, что это невозможно,
Не бойся трудностей – скорей берись за дело,
Гони сомненья прочь – к мечте иди решительно и смело!”

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы “Решение задач по химии” – и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова

Источник

In chemistry, yield, also referred to as reaction yield, is a measure of the quantity of moles of a product formed in relation to the reactant consumed, obtained in a chemical reaction, usually expressed as a percentage. [1] Yield is one of the primary factors that scientists must consider in organic and inorganic chemical synthesis processes.[2] In chemical reaction engineering, “yield”, “conversion” and “selectivity” are terms used to describe ratios of how much of a reactant was consumed (conversion), how much desired product was formed (yield) in relation to the undesired product (selectivity), represented as X, Y, and S.

Definitions[edit]

In chemical reaction engineering, “yield”, “conversion” and “selectivity” are terms used to describe ratios of how much of a reactant has reacted—conversion, how much of a desired product was formed—yield, and how much desired product was formed in ratio to the undesired product—selectivity, represented as X,S, and Y.

According to the Elements of Chemical Reaction Engineering manual, yield refers to the amount of a specific product formed per mole of reactant consumed.[3] In chemistry, mole is used to describe quantities of reactants and products in chemical reactions.

The Compendium of Chemical Terminology defined yield as the “ratio expressing the efficiency of a mass conversion process. The yield coefficient is defined as the amount of cell mass (kg) or product formed (kg,mol)[Notes 1] related to the consumed substrate (carbon or nitrogen source or oxygen in kg or moles) or to the intracellular ATP production (moles).”[4][5]:168

In the section “Calculations of yields in the monitoring of reactions” in the 1996 4th edition of Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry (1978), the authors write that, “theoretical yield in an organic reaction is the weight of product which would be obtained if the reaction has proceeded to completion according to the chemical equation. The yield is the weight of the pure product which is isolated from the reaction.”[1]:33[Notes 2] In ‘the 1996 edition of Vogel’s Textbook , percentage yield is expressed as,[1]:33[Notes 3]

According to the 1996 edition of Vogel’s Textbook , yields close to 100% are called quantitative, yields above 90% are called excellent, yields above 80% are very good, yields above 70% are good, yields above 50% are fair, and yields below 40% are called poor.[1]:33 In their 2002 publication, Petrucci, Harwood, and Herring wrote that Vogel’s Textbook names were arbitrary, and not universally accepted, and depending on the nature of the reaction in question, these expectations may be unrealistically high. Yields may appear to be 100% or above when products are impure, as the measured weight of the product will include the weight of any impurities.[6]:125

In their 2016 laboratory manual, Experimental Organic Chemistry, the authors described the “reaction yield” or “absolute yield” of a chemical reaction as the “amount of pure and dry product yielded in a reaction”.[7] They wrote that knowing the stoichiometry of a chemical reaction—the numbers and types of atoms in the reactants and products, in a balanced equation “make it possible to compare different elements through stoichiometric factors.”[7] Ratios obtained by these quantitative relationships are useful in data analysis.[7]

Theoretical, actual, and percent yields[edit]

The percent yield is a comparison between the actual yield—which is the weight of the intended product of a chemical reaction in a laboratory setting—and the theoretical yield—the measurement of pure intended isolated product, based on the chemical equation of a flawless chemical reaction,[1] and is defined as,

The ideal relationship between products and reactants in a chemical reaction can be obtained by using a chemical reaction equation. Stoichiometry is used to run calculations about chemical reactions, for example, the stoichiometric mole ratio between reactants and products. The stoichiometry of a chemical reaction is based on chemical formulas and equations that provide the quantitative relation between the number of moles of various products and reactants, including yields.[8] Stoichiometric equations are used to determine the limiting reagent or reactant—the reactant that is completely consumed in a reaction. The limiting reagent determines the theoretical yield—the relative quantity of moles of reactants and the product formed in a chemical reaction. Other reactants are said to be present in excess. The actual yield—the quantity physically obtained from a chemical reaction conducted in a laboratory—is often less than the theoretical yield.[8] The theoretical yield is what would be obtained if all of the limiting reagent reacted to give the product in question. A more accurate yield is measured based on how much product was actually produced versus how much could be produced. The ratio of the theoretical yield and the actual yield results in a percent yield.[8]

When more than one reactant participates in a reaction, the yield is usually calculated based on the amount of the limiting reactant, whose amount is less than stoichiometrically equivalent (or just equivalent) to the amounts of all other reactants present. Other reagents present in amounts greater than required to react with all the limiting reagent present are considered excess. As a result, the yield should not be automatically taken as a measure for reaction efficiency.[citation needed]

In their 1992 publication General Chemistry, Whitten, Gailey, and Davis described the theoretical yield as the amount predicted by a stoichiometric calculation based on the number of moles of all reactants present. This calculation assumes that only one reaction occurs and that the limiting reactant reacts completely. [9]

According to Whitten, the actual yield is always smaller (the percent yield is less than 100%), often very much so, for several reasons.[9]:95 As a result, many reactions are incomplete and the reactants are not completely converted to products. If a reverse reaction occurs, the final state contains both reactants and products in a state of chemical equilibrium. Two or more reactions may occur simultaneously, so that some reactant is converted to undesired side products. Losses occur in the separation and purification of the desired product from the reaction mixture. Impurities are present in the starting material which do not react to give desired product.[9]

Example[edit]

This is an example of an esterification reaction where one molecule acetic acid (also called ethanoic acid) reacts with one molecule ethanol, yielding one molecule ethyl acetate (a bimolecular second-order reaction of the type A + B → C):

120 g acetic acid (60 g/mol, 2.0 mol) was reacted with 230 g ethanol (46 g/mol, 5.0 mol), yielding 132 g ethyl acetate (88 g/mol, 1.5 mol). The yield was 75%.

  1. The molar amount of the reactants is calculated from the weights (acetic acid: 120 g ÷ 60 g/mol = 2.0 mol; ethanol: 230 g ÷ 46 g/mol = 5.0 mol).
  2. Ethanol is used in a 2.5-fold excess (5.0 mol ÷ 2.0 mol).
  3. The theoretical molar yield is 2.0 mol (the molar amount of the limiting compound, acetic acid).
  4. The molar yield of the product is calculated from its weight (132 g ÷ 88 g/mol = 1.5 mol).
  5. The % yield is calculated from the actual molar yield and the theoretical molar yield (1.5 mol ÷ 2.0 mol × 100% = 75%).[citation needed]

Purification of products[edit]

In his 2016 Handbook of Synthetic Organic Chemistry, Michael Pirrung wrote that yield is one of the primary factors synthetic chemists must consider in evaluating a synthetic method or a particular transformation in “multistep syntheses.” [10]:163 He wrote that a yield based on recovered starting material (BRSM) or (BORSM) does not provide the theoretical yield or the “100% of the amount of product calculated”, that is necessary in order to take the next step in the multistep systhesis.:163

Purification steps always lower the yield, through losses incurred during the transfer of material between reaction vessels and purification apparatus or imperfect separation of the product from impurities, which may necessitate the discarding of fractions deemed insufficiently pure. The yield of the product measured after purification (typically to >95% spectroscopic purity, or to sufficient purity to pass combustion analysis) is called the isolated yield of the reaction.[citation needed]

Internal standard yield[edit]

Yields can also be calculated by measuring the amount of product formed (typically in the crude, unpurified reaction mixture) relative to a known amount of an added internal standard, using techniques like Gas chromatography (GC), High-performance liquid chromatography, or Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR spectroscopy) or magnetic resonance spectroscopy (MRS).[citation needed] A yield determined using this approach is known as an internal standard yield. Yields are typically obtained in this manner to accurately determine the quantity of product produced by a reaction, irrespective of potential isolation problems. Additionally, they can be useful when isolation of the product is challenging or tedious, or when the rapid determination of an approximate yield is desired. Unless otherwise indicated, yields reported in the synthetic organic and inorganic chemistry literature refer to isolated yields, which better reflect the amount of pure product one is likely to obtain under the reported conditions, upon repeating the experimental procedure.[citation needed]

Reporting of yields[edit]

In their 2010 Synlett article, Martina Wernerova and organic chemist, Tomáš Hudlický, raised concerns about inaccurate reporting of yields, and offered solutions—including the proper characterization of compounds.[11] After performing careful control experiments, Wernerova and Hudlický said that each physical manipulation (including extraction/washing, drying over desiccant, filtration, and column chromatography) results in a loss of yield of about 2%. Thus, isolated yields measured after standard aqueous workup and chromatographic purification should seldom exceed 94%.[11] They called this phenomenon “yield inflation” and said that yield inflation had gradually crept upward in recent decades in chemistry literature. They attributed yield inflation to careless measurement of yield on reactions conducted on small scale, wishful thinking and a desire to report higher numbers for publication purposes.[11] Hudlický’s 2020 article published in Angewandte Chemie—since retracted—honored and echoed Dieter Seebach’s often-cited 1990 thirty-year review of organic synthesis, which had also been published in Angewandte Chemie.[12] In his 2020 Angewandte Chemie 30-year review, Hudlický said that the suggestions that he and Wernerova had made in their 2020 Synlett article, were “ignored by the editorial boards of organic journals, and by most referees.”[13]

See also[edit]

  • Conversion (chemistry)
  • Quantum yield

Notes[edit]

  1. ^ The use of kilogram-mole (kg-mol or g-mol)—the number of entities in 12 kg of 12C was replaced with the use of the kilomole (kmol) in the late 20th century. The kilomole is numerically identical to the kilogram-mole. The name and symbol adopt the SI convention for standard multiples of metric units—kmol means 1000 mol.
  2. ^ The chemist, Arthur Irving Vogel FRIC (1905 – 1966) was the author of textbooks including the Textbook of Qualitative Chemical Analysis (1937), the Textbook of Quantitative Chemical Analysis (1939), and the Practical Organic Chemistry (1948).
  3. ^ In the section “Calculations of yields in the monitoring of reactions” Vogel’s Textbook , the authors write that most reactions published in chemical literature provide the molar concentrations of a reagent in solution as well as the quantities of reactants and the weights in grams or milligrams(1996:33)

Further reading[edit]

  • Whitten, Kenneth W.; Davis, Raymond E; Peck, M. Larry (2002). General chemistry. Fort Worth: Thomson Learning. ISBN 978-0-03-021017-4.
  • Whitten, Kenneth W; Gailey, Kenneth D (1981). General chemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. ISBN 978-0-03-057866-3.
  • Petrucci, Ralph H.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffry; Bissonnette, Carey; Pearson (2017). General chemistry: principles and modern applications. Toronto: Pearson. ISBN 978-0-13-293128-1.
  • Vogel, Arthur Israel; Furniss, B. S; Tatchell, Austin Robert (1978). Vogel’s Textbook of practical organic chemistry. New York: Longman. ISBN 978-0-582-44250-4.

References[edit]

  1. ^ a b c d e Vogel, Arthur Irving (1996). Tatchell, Austin Robert; Furnis, B.S.; Hannaford, A.J.; Smith, P.W.G. (eds.). Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry (PDF) (5 ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-582-46236-6. Retrieved June 25, 2020.
  2. ^ Cornforth, JW (February 1, 1993). “The Trouble With Synthesis”. Australian Journal of Chemistry. 46 (2): 157–170. doi:10.1071/ch9930157.
  3. ^ Fogler, H. Scott (August 23, 2005). Elements of Chemical Reaction Engineering (4 ed.). Prentice Hall. p. 1120.
  4. ^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A., eds. (1997). Glossary for chemists of terms used in biotechnology. Compendium of Chemical Terminology the “Gold Book” (2 ed.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook. ISBN 0-9678550-9-8. S. J. Chalk. Online version (2019-). Last revised February 24, 2014
  5. ^ PAC, 1992, 64, 143. (Glossary for chemists of terms used in biotechnology (IUPAC Recommendations 1992)) Compendium of Chemical Terminology
  6. ^ Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General chemistry: principles and modern applications (8th ed.). Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall. p. 125. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308.
  7. ^ a b c Isac-García, Joaquín; Dobado, José A.; Calvo-Flores, Francisco G.; Martínez-Garcí, Henar (2016). Experimental Organic Chemistry (1 ed.). Academic Press. p. 500. ISBN 9780128038932. Retrieved June 25, 2020.
  8. ^ a b c Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey; Madura, Jeffry D. (2007). General Chemistry (9 ed.). New Jersey: Pearson Prentice Hall.
  9. ^ a b c Whitten, Kenneth W.; Gailey, K.D.; Davis, Raymond E. (1992). General chemistry (4 ed.). Saunders College Publishing. ISBN 978-0-03-072373-5.
  10. ^ Pirrung, Michael C. (August 30, 2016). Handbook of Synthetic Organic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-809504-1.
  11. ^ a b c Wernerova, Martina; Hudlicky, Tomas (November 2010). “On the Practical Limits of Determining Isolated Product Yields and Ratios of Stereoisomers: Reflections, Analysis, and Redemption”. Synlett. 2010 (18): 2701–2707. doi:10.1055/s-0030-1259018. ISSN 1437-2096.
  12. ^ Seebach, Dieter (1990). “Organic Synthesis—Where now?”. Angewandte Chemie. 29 (11): 1320–1367. doi:10.1002/anie.199013201. ISSN 1521-3773.
  13. ^ Hudlicky, Tomas (June 4, 2020). “”Organic synthesis—Where now?” is thirty years old. A reflection on the current state of affairs”. Angewandte Chemie. Opinion. 59 (31): 12576. doi:10.1002/anie.202006717. PMID 32497328. Retracted.

Источник

В прошлом уроке мы научились, как правильно составлять полные уравнения химических реакций, которые используются главным образом для расчета ожидаемого выхода (количества продуктов) реакции и для определения того, останется ли в избытке какой-либо из реагентов после израсходования других реагентов. В уроке 14 «Выход продукта реакции» мы только и будем, что вычислять количество продукта реакции с помощью вышеупомянутых полных химических уравнений. Меньше слов — больше дела! Переходим сразу к разбору задач на выход продукта реакции.

Задачи на выход продукта реакции

Пример 1. Сколько граммов водорода требуется для соединения со 100,0 г углерода в реакции получения бензола, C6H6? Произведите расчет выхода продукта реакции?

Решение:

Для начала составим полное уравнение реакции образования C6H6 из С и H2:

  • 6C + 3H2 → C6H6

Готово! Для тех кто забыл напоминаю, что вещества в левой части химического уравнения называются реагентами, а в правой части – продуктами. В нашем случае реагентами будут углерод C и водород H, а бензол C6H6 является продуктом реакции. Определим число молей углерода, вступающих в реакцию. По условию задачи в реакции участвует 100 г углерода, а из таблицы Менделеева нам известно, что масса одного моля углерода составляет 12,011 г/моль. Следовательно, чтобы найти число молей в 100 г углерода, следует:

  • 100,0 г углерода / 12,011 г/моль = 8,326 моля углерода

Еще раз взгляните на полное уравнение реакции, обращая свое внимание на коэффициенты перед C и H2. Нетрудно заметить, что число молей водорода в реакции участвует в два раза меньше, чем число молей углерода. Поэтому делим 8,326 на 2 и получаем 4,163 моля H2, которые нам понадобятся для осуществления реакции. А теперь вычислим массу 4,163 молей H2:

  • 4,163 моля × 2,016 г/моль = 8,393 г водорода

Находим молярную массу бензола C6H6:

  • (6×12,011 г/моль) + (6×1,008 г/моль) = 78,11 г/моль

Из уравнения реакции следует, что количество молей бензола в 6 раз меньше, чем углерода, т.е 8,326/6 = 1,388 моля C6H6. Следовательно, масса образующегося бензола равно:

  • 1,388 моля × 78,11 г/моль = 108,4 г бензола

Можно убедиться в правильности наших вычислений, сложив полученные массы реагентов: 100,0 г углерода + 8,4 г водорода = 108,4 г бензола. Закон сохранения массы соблюдается, значит мы вычислили количество продукта реакции верно.

Пример 2. Для получения сульфида серебра Ag2S, химичка дала 10,00 г серебра и 1,00 г серы. Сколько граммов Ag2S можно получить в ходе реакции? Какое из исходных веществ останется в избытке и в каком количестве?

Решение:

Составим полное уравнение реакции, а под ним запишем соответствующие массы реагентов и продукта, пользуясь молярными массами:

  •  2Ag     +     S     →    Ag2S
  • 215,7 г + 32,06 г  =   247,8 г

Далее определяем необходимое количество S для реакции с 10,00 г Ag. Для этого сначала вычисляем сколько серы прореагирует с 1 г серебра:

  • 32,06 г S / 215,7 г Ag = 0,1486 г S

Теперь вычисляем сколько S вступит в реакцию с 10 г Ag:

  • 0,1486 г S × 10,00 г Ag = 1,486 г S

Но химичка дала нам лишь 1,00 г серы, а значит не все имеющееся серебро прореагирует. Тогда попробуем подойти к задаче с другой стороны: можно сказать, что количество серебра, необходимое для полной реакции с 1,00 г серы, должно быть равно:

  • (215,7 г Ag / 32,06 г S) × 1,00 г S = 6,73 г Ag

Так как на реакцию с 1 г S требуется лишь 6,73 г Ag2S из 10 г имеющихся, то 3,27 г Ag останется непрореагировавшим. Теперь можно ответить и на вопрос, какое количество Ag2S образуется в итоге:

  • (247,8 г Ag2S / 32,06 г S) × 1,00 г S = 7,73 г Ag2S

Вы наверняка отметили, что задача была решена не стандартным способом, как в примере 1. Для решения этого примера использовался метод весовых отношений. Пользуясь им можно быстро решать подобные задачи, но проще запутаться, если вы не абсолютно уверены в своих действиях.

А теперь рассмотрим решение этой задачи обычным методом, основанным на использовании молей:

Сперва найдем число молей Ag и S, имеющихся в наличии:

  • 10,00 г / 107,9 г/моль = 0,0927 моля Ag содержится в 10,00 г
  • 1,00 г / 32,06 г/моль = 0,0312 моля S содержится в 1,00 г

Хорошо! Поскольку в уравнении реакции указано, что на 1 моль S расходуется 2 моля Ag, то умножим 0,0312×2 и получим 0,0624 моля Ag, а 0,0303 моля Ag останутся неиспользованными. Таким образом, 0,0312 моля серы должно прореагировать с 0,0624 моля серебра с образованием 0,0312 моля Ag2S. Переведем эти количества молей снова в граммы:

  • 0,0303 моля Ag × 107,9 г/моль = 3,27 г Ag в избытке
  • 0,0312 моля Ag2S × 247,8 г/моль = 7,73 г Ag2S образуется

Ответ такой же, как в методе весовых отношений. Метод молей трудоемок, но более надежнее. Советую пользоваться именно методом молей, пока вы полностью не освоите химические расчеты.

Надеюсь из урока 14 «Выход продукта реакции» вы усвоили для себя насколько просто рассчитать выход реакции. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Хотите ещё проще? Мы создали новый курс, где максимум за 7 дней вы овладете химией с нуля. Подробннее по ссылке

Источник