תוֹכֶן

• לדרוך
• חלק 1 מתוך 2: קביעת המגיב המגביל
• חלק 2 מתוך 2: קביעת התשואה התיאורטית

התשואה התיאורטית היא מונח המשמש בכימיה לכמות המרבית של חומר שאתה מצפה מתגובה כימית. אתה מתחיל באיזון משוואת תגובה ובהגדרת המגיב המגביל. כאשר אתה מודד את כמות המגיב שבו אתה רוצה להשתמש, אתה יכול לחשב את כמות החומר שהושג. זו התשואה התיאורטית של המשוואה. בניסוי ממשי, ככל הנראה תאבד חלק ממנו, מכיוון שהוא אינו ניסוי אידיאלי.

לדרוך

חלק 1 מתוך 2: קביעת המגיב המגביל

1. התחל בתגובת שיווי משקל. משוואת תגובה דומה למתכון. הוא מראה אילו ריאגנטים (משמאל) מגיבים זה עם זה ליצירת מוצרים (מימין). לתגובת שיווי משקל יהיה אותו מספר אטומים בצד שמאל של המשוואה (כמגיבים) כמו בצד ימין (בצורת מוצרים).
   • לדוגמא, נניח שיש לנו את המשוואה הפשוטה ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$חשב את המסה הטוחנת של כל תגובה. בעזרת הטבלה המחזורית או ספר עזר אחר, חפש את המסה הטוחנת של כל אטום בכל קומפוזיציה. הוסף אותם יחד כדי למצוא את המסה הטוחנת של כל תרכובת של ריאגנטים. עשו זאת למולקולה אחת של התרכובת. שקול שוב את משוואת ההמרה של חמצן וגלוקוז לפחמן דו חמצני ומים: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$המר את הכמות של כל ריאגנט מגרמים לשומות. לצורך ניסוי אמיתי, המסה בגרמים של כל ריאגנט בו אתה משתמש תהיה ידועה. חלקו ערך זה במסה הטוחנת של אותו חומר בהמרה למספר השומות.
     • לדוגמא, נניח שאתה מתחיל עם 40 גרם חמצן ו- 25 גרם גלוקוז.
     • 40 גרם ${ displaystyle O_ {2}}$קבע את היחס הטוחנת של ריאגנטים. שומה היא כלי חישוב המשמש בכימיה לספירת מולקולות על בסיס המסה שלהן. על ידי קביעת מספר השומות של חמצן וגלוקוז, אתה יודע כמה מולקולות מכל אחת מהן אתה מתחיל. כדי למצוא את היחס בין שניהם, חלק את מספר השומות של ריאגנט אחד על ידי האחר.
       • בדוגמה הבאה, אתה מתחיל עם 1.25 שומות חמצן ו- 0.139 שומות גלוקוז. אז היחס בין מולקולות חמצן וגלוקוז הוא 1.25 / 0.139 = 9.0. משמעות היחס הזה היא שיש לך מולקולות חמצן פי שתיים מגלוקוז.
     • קבע את היחס האידיאלי לתגובה. התבונן בתגובת שיווי המשקל. המקדמים של כל מולקולה מספרים לך את היחס בין המולקולות שאתה זקוק להתרחשות התגובה. אם אתה משתמש בדיוק ביחס שניתן על ידי הנוסחה, יש להשתמש בשני הריאגנטים באופן שווה.
       • לתגובה זו המגיבים ניתנים כ- ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$השווה את היחסים כדי למצוא את המגיב המגביל. ברוב התגובות הכימיות, אחד מהריאגנטים ישתמש מוקדם יותר מהשני. המגיב שמשתמש בו קודם נקרא מגיב המגביל. מגיב מגביל זה קובע כמה זמן התגובה הכימית יכולה להימשך ואת התשואה התיאורטית שאתה יכול לצפות לה. השווה בין שני היחסים שחישבת כדי לקבוע את המגיב המגביל:
         • בדוגמה הבאה, אתה מתחיל עם חמצן פי תשע מאשר גלוקוז, נמדד בשומות. הנוסחה אומרת לך שהיחס האידיאלי שלך הוא פי שש יותר חמצן לגלוקוז. אז אתה צריך יותר חמצן מאשר גלוקוז. אז המגיב האחר, גלוקוז במקרה זה, הוא המגיב המגביל.

חלק 2 מתוך 2: קביעת התשואה התיאורטית

1. צפה בתגובה כדי למצוא את המוצר הרצוי. הצד הימני של משוואה כימית מראה את המוצרים שהתגובה מניבה. כאשר התגובה מאוזנת, המקדמים של כל מוצר מציינים כמה מכל יחס מולקולרי אתה יכול לצפות. לכל מוצר יש תשואה תיאורטית, או כמות המוצר שאתה מצפה לה כאשר התגובה הושלמה לחלוטין.
   • בהמשך לדוגמה לעיל, אתה מנתח את התגובה ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$רשום את מספר השומות של ריאגנט המגביל שלך. עליכם תמיד להשוות את מספר השומות של ריאגנט מגביל למספר השומות של מוצר. אם תנסה להשוות את המסה של כל אחת מהן, לא תקבל את התוצאה הנכונה.
     • בדוגמה לעיל, גלוקוז הוא המגיב המגביל. על פי חישובי מסה טוחנת, 25 גרם הראשונים של גלוקוז שווה 0.139 מול של גלוקוז.
   • השווה את היחס בין המולקולות במוצר לבין המגיב. חזור לתגובת שיווי המשקל. חלק את מספר המולקולות של המוצר הרצוי במספר המולקולות של המגיב המגביל שלך.
     • תגובת שיווי המשקל לדוגמא זו היא ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$הכפל את היחס הזה במספר השומות של המגיב המגביל. התשובה היא התשואה התיאורטית, בשומות, של המוצר הרצוי.
       • בדוגמה זו, 25 גרם הגלוקוז שווה 0.139 שומות של גלוקוז. היחס בין פחמן דו חמצני לגלוקוז הוא 6: 1. אתה מצפה שתצליח לייצר פי 6 שומות של פחמן דו חמצני ממספר שומות הגלוקוז איתן התחלת.
       • התשואה התיאורטית של פחמן דו חמצני היא (0.139 מול גלוקוז) x (6 מול פחמן דו חמצני / מול גלוקוז) = 0.834 מול פחמן דו חמצני.
     • המירו את התוצאה לגרמים. זהו ההפך מהשלב הקודם שלך לחישוב מספר השומות או כמות המגיב. כאשר אתה יודע למספר השומות שאתה יכול לצפות, הכפל את זה במסה הטוחנת של המוצר כדי למצוא את התשואה התיאורטית בגרמים.
       • בדוגמה הבאה הוא המסה הטוחנת של CO₂ כ 44 גרם / מול. (המסה הטוחנת של פחמן היא ~ 12 גרם למול וחמצן ~ 16 גרם למול, כך שהסך הכל 12 + 16 + 16 = 44).
       • הכפל 0.834 שומות של CO₂ x 44 גרם / mol CO₂ = ~ 36.7 גרם. התשואה התיאורטית של הניסוי היא 36.7 גרם CO₂.
     • חזור על החישוב עבור המוצר האחר, אם תרצה בכך. בניסויים רבים אתה עשוי להתעניין רק בתשואה של מוצר מסוים. אם אתה רוצה לדעת את התשואה התיאורטית של שני המוצרים, כל שעליך לעשות הוא לחזור על התהליך.
       • בדוגמה זו, מים הם המוצר השני ${ displaystyle H_ {2} O}$. על פי תגובת שיווי המשקל, ניתן לצפות לשש מולקולות מים ממולקולה אחת של גלוקוז. זהו יחס של 6: 1. אז 0.139 שומות גלוקוז צריכות לגרום ל -0.834 שומות מים.
       • הכפל את מספר שומות המים במסת הטוחנת של המים. המסה הטוחנת היא 2 + 16 = 18 גרם למול. מוכפל על ידי המוצר, התוצאה היא 0.139 mol H₂O x 18 גרם / mol H₂O = ~ 2.50 גרם. התשואה התיאורטית של מים בניסוי זה היא 2.50 גרם.