Kimyada bir ürünün ne olduğunu, bir ürünün elde edildiği süreci ve reaksiyon veriminin nasıl hesaplanacağını açıklıyoruz.
Kimyada ürün nedir?
İçinde Kimya ve dalları, bir ürün olarak bilinir maddeler kimyasal reaksiyon meydana geldikten sonra elde edilir.
İçinde Kimyasal reaksiyon olarak adlandırılan iki veya daha fazla madde (basit veya bileşik) söz konusudur. reaktanlar veya reaktiflerve reaksiyon sırasında değiştirilecek veya modifiye edilecek atomik veya moleküler malzeme reaksiyona katkıda bulunur.
Bir kere kimyasal bağlantılar reaktiflerin ve belirli bir kotanın üretilmesi veya tüketilmesi Enerji reaksiyon gerçekleştiğinde, elimizde bir veya daha fazla ürün olacaktır.
Belirli reaktif türlerinden elde edilen ürünler, doğrudan kimyasal reaksiyonun meydana geldiği koşullara ve reaktiflerin doğasına bağlı olacaktır. Sıcaklık veya katalizörlerin varlığı (reaksiyonun hızını etkileyen diğer maddeler) gibi koşullar belirleyicidir. hava reaksiyon üretmek için gereklidir.
Bununla birlikte, dikkate alınan kimyasal reaksiyon ve meydana geldiği koşullar ne olursa olsun, miktarı konu ve enerji korunmalıdır, yani reaktanların miktarı (atomlar, moleküller, iyonlar) reaksiyona giren ürün, oluşan ürünlerin miktarına eşit olmalıdır ve reaksiyonun başlangıcında yer alan enerji, bu enerji reaksiyon aşamalarından herhangi birinde tüketilmiş veya serbest bırakılmış olsun, reaksiyonun sonunda yer alan enerjiye eşit olmalıdır. .
Bir kimyasal reaksiyon sırasında, reaktanlardaki madde ve enerji miktarının ürün olmak için yaratılmadığını veya yok edilmediğini, sadece onlara dönüştürüldüğünü anlamak çok önemlidir.
Bir reaksiyonun verimi
Aynı şekilde, oluşan (gerçek) ürün miktarları hiçbir zaman teorik olarak düşünülenlerle aynı değildir, çünkü bu, reaktiflerin saflığı veya meydana gelen ikincil reaksiyonlar gibi belirli özelliklerden ve ayrıca ortam koşullarındaki çevresel koşullardan etkilenir. reaksiyon oluşturulur, örneğin hava sıcaklığı ve nem.
Gerçek ürün miktarları (pratikte elde edilen ve teorik bir hesaplama sonucu olmayanlar) teorik olandan daha azdır, çünkü yukarıdaki nedenlerden dolayı ürün, reaksiyondan sonraki saflaştırma adımlarında, bu ürünlerin olduğu ikincil reaksiyonlarda, ürün kaybolabilir. uçucu ise müdahale veya buharlaşmalar.
Bir kimyasal reaksiyon sırasında elde edilebilecek maksimum ürün miktarına teorik verim denir. Teorik verimi hesaplamak için reaksiyondaki sınırlayıcı reaktifi bilmek gerekir (reaksiyon sırasında ilk tükenen reaktif).
Bir kimyasal reaksiyonda elde edilen gerçek ürün miktarına yüzde verim denir.
Aşağıdaki örnekte, sınırlayıcı reaktifin tanımlanması gereken bir kimyasal reaksiyonun teorik verimini ve yüzde verimini nasıl hesaplayacağımızı göreceğiz.
2.80 g alüminyumun 4.25 g diklor ile reaksiyona girdiği aşağıdaki reaksiyonu aldığımızı varsayalım:
farklı var yöntemler sınırlayıcı reaktifi tanımlamak için önemlidir ve sınırlayıcı reaktifin mutlaka kullanılan reaktif olmadığının açıklığa kavuşturulması önemlidir. kitle reaksiyonu başlatmak zorundadır. Bu yöntemlerden ikisini anlatacağız:
Yöntem 1. Miktarın hesaplanmasından oluşur. benler gerçek kütleleri ve molar kütleleri kullanan reaktanlar (Fenalık) Y M (Cl2) bu durumda) her reaktifin. Daha sonra, başlangıçtaki kütleler kullanılarak, reaktanlar arasındaki gerçek molar oran (madde miktarları (mol) arasındaki bölüm) hesaplanır. Bu gerçek molar oran daha sonra dengeli denklemdeki reaktanların stokiyometrik oranıyla karşılaştırılır (stoikiometrik katsayılar kullanılarak hesaplanır).
Gerçek oranın stokiyometrik orandan daha büyük olduğu görülebilir, bu nedenle alüminyum (mol sayısı bölümün payında yer alır) fazladır ve sınırlayıcı reaktif diklordur.
Yöntem 2. Bu yöntemde bir reaksiyon molünün tanımını kullanıyoruz. Dengeli veya ayarlanmış kimyasal denklemin stokiyometrik katsayıları reaksiyona girdiğinde bir reaksiyon molü elde edilir. Analiz ettiğimiz reaksiyonda, 2 mol alüminyum 3 mol diklor ile reaksiyona girerek 2 mol AlCl3 ürettiğinde 1 mol reaksiyon elde edilir, bu aşağıdaki denklemlerde temsil edilebilir:
Bu şekilde, bir reaksiyon, sahip olduğu reaksiyon mol sayısı arttıkça daha fazla gerçekleşir. En az miktarda reaksiyon molüne sahip reaktif sınırlayıcı faktördür, çünkü bu reaktif ile reaksiyon daha az kez gerçekleşebilir.
Reaksiyon molleri ve reaktif molleri kullanılarak sınırlayıcı reaktif aşağıdaki gibi tanımlanabilir:
Bu yönteme göre, Cl2 aynı zamanda daha az reaksiyon mol ürettiği için sınırlayıcı reaktiftir.
Diklorun sınırlayıcı reaktif olduğunu bildiğimizde, teorik verimi şu şekilde hesaplayabiliriz:
Ardından, AlCl3'ün molar kütlesini kullanarak molleri teorik verimden grama dönüştürürüz (M (AlCl3)) ve ardından yüzde verimini hesaplayın:
Son olarak, bir kimyasal reaksiyonun yüzdesi veya gerçek verimi hesaplanır:
Ve analiz ettiğimiz örnek için şöyle olacaktır: