Chúng tôi giải thích sản phẩm là gì trong hóa học, quá trình thu được sản phẩm và cách tính sản lượng của phản ứng.
Sản phẩm trong hóa học là gì?
bên trong hóa học và các chi nhánh của nó, nó được biết đến như một sản phẩm vật liệu xây dựng thu được sau khi phản ứng hóa học xảy ra.
Trong một phản ứng hóa học có hai hoặc nhiều chất (đơn giản hoặc hợp chất) tham gia, được gọi là chất phản ứng hoặc là thuốc thử, và điều đó góp phần vào phản ứng là vật liệu nguyên tử hoặc phân tử sẽ bị thay đổi hoặc biến đổi trong quá trình phản ứng.
Một khi liên kết hóa học thuốc thử, và tạo ra hoặc tiêu thụ một hạn ngạch nhất định Năng lượng khi phản ứng xảy ra ta sẽ có một hoặc nhiều sản phẩm.
Các sản phẩm thu được từ một số loại thuốc thử sẽ phụ thuộc trực tiếp vào điều kiện xảy ra phản ứng hóa học và bản chất của thuốc thử. Các điều kiện như nhiệt độ hoặc sự có mặt của chất xúc tác (các chất khác ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng) là yếu tố quyết định thời tiết nó cần để tạo ra một phản ứng.
Tuy nhiên, bất kể phản ứng hóa học được xem xét và điều kiện xảy ra, lượng vấn đề và năng lượng phải được bảo toàn, tức là lượng chất phản ứng (nguyên tử, phân tử, ion) phản ứng đó phải bằng lượng sản phẩm tạo thành và năng lượng tham gia khi bắt đầu phản ứng phải bằng năng lượng tham gia vào cuối phản ứng, cho dù năng lượng này được tiêu thụ hay giải phóng trong bất kỳ giai đoạn nào của phản ứng. .
Điều rất quan trọng là phải hiểu rằng trong một phản ứng hóa học, lượng vật chất và năng lượng trong các chất phản ứng không được tạo ra hoặc bị phá hủy để trở thành sản phẩm, nó chỉ được chuyển hóa thành chúng.
Năng suất của một phản ứng
Theo cách tương tự, lượng sản phẩm (thực) được tạo thành thường không bao giờ giống với lượng sản phẩm được xem xét về mặt lý thuyết, vì điều này bị ảnh hưởng bởi các đặc tính cụ thể như độ tinh khiết của thuốc thử hoặc phản ứng thứ cấp xảy ra, cũng như các điều kiện môi trường trong phản ứng được tạo ra, ví dụ, nhiệt độ và độ ẩm.
Lượng sản phẩm thực tế (những sản phẩm thu được trong thực tế và không phải là kết quả của tính toán lý thuyết) ít hơn lý thuyết bởi vì, do những lý do trên, sản phẩm có thể bị mất trong các bước tinh chế tiếp theo phản ứng, trong các phản ứng thứ cấp mà các sản phẩm này can thiệp hoặc vào quá trình bay hơi nếu chúng dễ bay hơi.
Lượng sản phẩm lớn nhất có thể thu được trong một phản ứng hóa học được gọi là hiệu suất lý thuyết. Để tính hiệu suất lý thuyết, cần phải biết thuốc thử giới hạn trong phản ứng (thuốc thử cạn kiệt trước trong phản ứng).
Lượng sản phẩm thực tế thu được trong một phản ứng hóa học được gọi là hiệu suất phần trăm.
Trong ví dụ sau, chúng ta sẽ xem cách tính hiệu suất lý thuyết và hiệu suất phần trăm của một phản ứng hóa học, trong đó thuốc thử giới hạn sẽ phải được xác định.
Giả sử chúng ta có phản ứng sau đây trong đó 2,80 g nhôm phản ứng với 4,25 g điclor:
Có khác nhau phương pháp để xác định thuốc thử giới hạn và điều quan trọng là phải làm rõ rằng thuốc thử giới hạn không nhất thiết là thuốc thử khối lượng phải bắt đầu phản ứng. Chúng tôi sẽ mô tả hai trong số các phương pháp này:
Phương pháp 1. Nó bao gồm việc tính toán lượng nốt ruồi chất phản ứng sử dụng khối lượng thực và khối lượng mol (Tà ác) Y M (Cl2) trong trường hợp này) của từng thuốc thử. Sau đó, tỷ lệ số mol thực tế (thương số giữa lượng chất (mol)) giữa các chất phản ứng được tính, nghĩa là sử dụng khối lượng ban đầu. Tỷ lệ mol thực tế này sau đó được so sánh với tỷ lệ phân vị của các chất phản ứng trong phương trình cân bằng (được tính bằng cách sử dụng hệ số phân vị).
Có thể thấy rằng tỉ khối thực lớn hơn tỉ khối nên nhôm (có số mol nằm ở tử số của thương) dư và điclor là thuốc thử giới hạn.
Phương pháp 2. Trong phương pháp này chúng tôi sử dụng định nghĩa về số mol phản ứng. Một mol phản ứng thu được khi các hệ số cân bằng của phương trình hóa học được điều chỉnh hoặc cân bằng phản ứng. Trong phản ứng chúng ta đang phân tích, 1 mol phản ứng thu được khi 2 mol nhôm phản ứng với 3 mol điclor để tạo ra 2 mol AlCl3, có thể được biểu diễn trong các phương trình sau:
Theo cách này, một phản ứng xảy ra nhiều lần hơn với số mol của phản ứng đó. Thuốc thử có số mol phản ứng ít nhất là yếu tố giới hạn, vì với thuốc thử này, phản ứng có thể xảy ra ít lần hơn.
Dùng số mol phản ứng và số mol thuốc thử, có thể xác định được thuốc thử hạn chế như sau:
Theo phương pháp này, Cl2 cũng là thuốc thử hạn chế, vì nó tạo ra ít mol phản ứng hơn.
Khi chúng ta biết rằng diclor là thuốc thử giới hạn, chúng ta có thể tính hiệu suất lý thuyết là:
Sau đó, chúng tôi chuyển đổi số mol từ hiệu suất lý thuyết sang gam, sử dụng khối lượng mol của AlCl3 (M (AlCl3)), và sau đó tính toán phần trăm lợi suất:
Cuối cùng, phần trăm hoặc hiệu suất thực tế của một phản ứng hóa học được tính:
Và đối với ví dụ mà chúng tôi đang phân tích, nó sẽ là: