Обясняваме какво е продукт в химията, процеса, чрез който се получава продукт и как да се изчисли добивът от реакцията.
Какво е продукт в химията?
В химия и неговите клонове, той е известен като продукт вещества получени след настъпване на химическа реакция.
В химическа реакция участват две или повече вещества (прости или съставни), наречени реагенти или реагентии които допринасят за реакцията атомния или молекулярния материал, който ще бъде променен или модифициран по време на реакцията.
Веднъж химически връзки на реагенти и генерира или консумира определена квота от Енергия когато настъпи реакцията, ще имаме на разположение един или повече продукти.
Продуктите, които се получават от определени видове реагенти, ще зависят пряко от условията, при които протича химическата реакция и от естеството на реагентите. Условия като температура или наличие на катализатори (други вещества, които влияят върху скоростта на реакцията) са решаващи за метеорологично време е необходимо, за да се произведе реакция.
Въпреки това, независимо от разглежданата химична реакция и условията, при които протича, количеството на материя и енергията трябва да се запази, тоест количеството реагенти (атоми, молекули, йони) тази реакция трябва да е равна на количеството образувани продукти, а енергията, включена в началото на реакцията, трябва да бъде равна на енергията, участваща в края на реакцията, независимо дали тази енергия се изразходва или освобождава в някой от етапите на реакцията .
Много е важно да се разбере, че по време на химическа реакция количеството материя и енергия в реагентите не се създава или разрушава, за да се превърне в продукти, а само се трансформира в тях.
Добив от реакция
По същия начин, (реалните) количества образуван продукт обикновено никога не са идентични с тези, които се разглеждат теоретично, тъй като това се влияе от специфични свойства като чистотата на реагентите или вторичните реакции, които възникват, както и условията на околната среда в реакцията се генерира, например температура и на влажност.
Действителните количества продукт (тези, получени на практика, а не в резултат на теоретично изчисление) са по-малки от теоретичните, тъй като поради горните причини продуктът може да бъде загубен в стъпки на пречистване след реакцията, при вторични реакции, при които тези продукти се намесват или при изпарения, ако са летливи.
Максималното количество продукт, което може да се получи по време на химическа реакция, се нарича теоретичен добив. За изчисляване на теоретичния добив е необходимо да се знае ограничаващия реагент в реакцията (реагент, който се изчерпва първи по време на реакцията).
Количеството действителен продукт, което се получава при химическа реакция, се нарича процентен добив.
В следващия пример ще видим как да изчислим теоретичния добив и процентния добив от химическа реакция, в която ще трябва да се идентифицира ограничаващият реагент.
Да предположим, че имаме следната реакция, при която 2,80 g алуминий реагират с 4,25 g дихлор:
Има различни методи за идентифициране на ограничаващия реагент и е важно да се изясни, че ограничаващият реагент не е непременно реагентът, който маса трябва да започне реакцията. Ще опишем два от тези метода:
Метод 1. Състои се от изчисляване на количеството на бенки реагенти, използващи реални маси и моларни маси (зло) Й M (Cl2) в този случай) на всеки реагент. След това се изчислява действителното моларно съотношение (коефициент между количествата вещества (молове)) между реагентите, тоест като се използват първоначалните маси. Това действително моларно съотношение след това се сравнява със стехиометричното съотношение на реагентите в балансираното уравнение (изчислено с помощта на стехиометричните коефициенти).
Може да се види, че реалното съотношение е по-голямо от стехиометричното съотношение, така че алуминият (чийто брой молове се намират в числителя на частното) е в излишък и дихлорът е ограничаващият реагент.
Метод 2. В този метод използваме определението за реакционен мол. Реакционен мол се получава, когато стехиометричните коефициенти на балансираното или коригирано химическо уравнение реагират. В реакцията, която анализираме, 1 мол реакция се получава, когато 2 мола алуминий взаимодействат с 3 мола дихлор за получаване на 2 мола AlCl3, което може да бъде представено в следните уравнения:
По този начин една реакция се случва повече пъти, колкото повече мола реакция има. Реактивът с най-малко количество реакционни молове е ограничаващият фактор, тъй като с този реагент реакцията може да се случи по-малко пъти.
Като се използват моловете реакция и моловете реагент, ограничаващият реагент може да бъде идентифициран, както следва:
Съгласно този метод, Cl2 също е ограничаващ реагент, тъй като генерира по-малко реакционни молове.
След като знаем, че дихлорът е ограничаващият реагент, можем да изчислим теоретичния добив като:
След това преобразуваме моловете от теоретичния добив в грамове, използвайки моларната маса на AlCl3 (M (AlCl3)), и след това изчислете процентната доходност:
Накрая се изчислява процентът или действителният добив от химическа реакция:
И за примера, който анализираме, това би било: