Vi förklarar vad en produkt är i kemi, processen genom vilken en produkt erhålls och hur man beräknar utbytet av en reaktion.
Vad är en produkt inom kemi?
I den kemi och dess grenar, det är känt som en produkt ämnen erhålls efter att en kemisk reaktion inträffat.
I en kemisk reaktion två eller flera ämnen (enkla eller sammansatta) är inblandade, så kallade reaktanter eller reagenseroch som bidrar till reaktionen det atomära eller molekylära materialet som kommer att förändras eller modifieras under reaktionen.
När kemiska länkar av reagenser, och genererade eller förbrukade en viss kvot av Energi när reaktionen inträffar kommer vi att ha en eller flera produkter tillgängliga.
Produkterna som erhålls från vissa typer av reagens kommer att bero direkt på de förhållanden under vilka den kemiska reaktionen sker och på reagensens natur. Förhållanden som temperatur eller närvaro av katalysatorer (andra ämnen som påverkar reaktionshastigheten) är avgörande för väder det krävs för att producera en reaktion.
Men oavsett vilken kemisk reaktion som beaktas och de förhållanden under vilka den inträffar, mängden av materia och energi måste bevaras, det vill säga mängden reaktanter (atomer, molekyler, joner) den reaktionen måste vara lika med mängden bildade produkter, och energin involverad i början av reaktionen måste vara lika med energin involverad i slutet av reaktionen, oavsett om denna energi förbrukas eller frigörs i något av reaktionsstegen .
Det är mycket viktigt att förstå att under en kemisk reaktion skapas inte mängden materia och energi i reaktanterna eller förstörs för att bli produkter, den omvandlas bara till dem.
Utbyte av en reaktion
På samma sätt är de (verkliga) mängderna produkt som bildas vanligtvis aldrig identiska med de som betraktas teoretiskt, eftersom detta påverkas av specifika egenskaper såsom renheten hos reagenserna eller de sekundära reaktioner som uppstår, samt miljöförhållandena i reaktionen genereras, till exempel temperatur och den fuktighet.
De faktiska produktmängderna (de som erhålls i praktiken och inte som ett resultat av en teoretisk beräkning) är mindre än den teoretiska eftersom produkten på grund av ovanstående skäl kan gå förlorad i reningssteg efter reaktionen, i sekundära reaktioner där dessa produkter ingripa eller i avdunstning om de är flyktiga.
Den maximala mängd produkt som kan erhållas under en kemisk reaktion kallas det teoretiska utbytet. För att beräkna det teoretiska utbytet är det nödvändigt att känna till det begränsande reagenset i reaktionen (reagens som töms först under reaktionen).
Mängden verklig produkt som erhålls i en kemisk reaktion kallas procentuellt utbyte.
I följande exempel kommer vi att se hur man beräknar det teoretiska utbytet och det procentuella utbytet av en kemisk reaktion, där det begränsande reagenset måste identifieras.
Antag att vi har följande reaktion där 2,80 g aluminium reagerar med 4,25 g diklor:
Det finns olika metoder för att identifiera det begränsande reagenset och det är viktigt att klargöra att det begränsande reagenset inte nödvändigtvis är det reagens som massa måste starta reaktionen. Vi kommer att beskriva två av dessa metoder:
Metod 1. Den består av att beräkna mängden av mullvadar reaktanter som använder verkliga massor och molära massor (Ondska) Y M (Cl2) i detta fall) av varje reagens. Därefter beräknas det faktiska molförhållandet (kvoten mellan mängder ämnen (mol)) mellan reaktanterna, det vill säga med hjälp av de initiala massorna. Detta faktiska molförhållande jämförs sedan med det stökiometriska förhållandet för reaktanterna i den balanserade ekvationen (beräknad med hjälp av de stökiometriska koefficienterna).
Det kan ses att det verkliga förhållandet är större än det stökiometriska förhållandet, så aluminium (vars antal mol finns i täljaren i kvoten) är i överskott och diklor är det begränsande reagenset.
Metod 2. I denna metod använder vi definitionen av en reaktionsmol. En reaktionsmol erhålls när de stökiometriska koefficienterna för den balanserade eller justerade kemiska ekvationen reagerar. I reaktionen vi analyserar erhålls 1 mol reaktion när 2 mol aluminium reagerar med 3 mol diklor för att producera 2 mol AlCl3, vilket kan representeras i följande ekvationer:
På så sätt sker en reaktion fler gånger ju fler mol reaktion den har. Reagenset med minst mängd reaktionsmol är den begränsande faktorn, eftersom reaktionen med detta reagens kan ske färre gånger.
Med hjälp av reaktionsmolerna och molerna av reagens kan det begränsande reagenset identifieras enligt följande:
Enligt denna metod är Cl2 också det begränsande reagenset, eftersom det genererar färre reaktionsmol.
När vi väl vet att diklor är det begränsande reagenset kan vi beräkna det teoretiska utbytet som:
Sedan omvandlar vi molerna från det teoretiska utbytet till gram, med hjälp av den molära massan av AlCl3 (M (AlCl3)), och beräkna sedan den procentuella avkastningen:
Slutligen beräknas procenten eller det faktiska utbytet av en kemisk reaktion:
Och för exemplet vi analyserar skulle det vara: