Wir erklären, was ein Produkt in der Chemie ist, wie man ein Produkt erhält und wie man die Ausbeute einer Reaktion berechnet.
Was ist ein Produkt in der Chemie?
Im Chemie und seinen Zweigen ist es als Produkt bekannt Substanzen nach einer chemischen Reaktion erhalten.
In einem chemische Reaktion zwei oder mehr Stoffe (einfache oder zusammengesetzte) beteiligt sind, genannt Reaktionspartner oder Reagenzien, und die zur Reaktion beitragen, das atomare oder molekulare Material, das während der Reaktion verändert oder modifiziert wird.
Sobald die chemische Verbindungen von Reagenzien und erzeugte oder verbrauchte eine bestimmte Quote von Energie Wenn die Reaktion eintritt, haben wir ein oder mehrere Produkte zur Verfügung.
Die Produkte, die aus bestimmten Arten von Reagenzien erhalten werden, hängen direkt von den Bedingungen ab, unter denen die chemische Reaktion abläuft, und von der Art der Reagenzien. Bedingungen wie Temperatur oder Anwesenheit von Katalysatoren (andere Stoffe, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen) sind entscheidend für die Wetter es braucht, um eine Reaktion hervorzurufen.
Unabhängig von der betrachteten chemischen Reaktion und den Bedingungen, unter denen sie abläuft, ist jedoch die Menge an Angelegenheit und Energie muss erhalten bleiben, d. h. die Menge der Reaktanten (Atome, Moleküle, Ionen), die reagieren, muss gleich der Menge der gebildeten Produkte sein, und die Energie zu Beginn der Reaktion muss gleich der Energie am Ende der Reaktion sein, unabhängig davon, ob diese Energie in einer der Reaktionsstufen verbraucht oder freigesetzt wird .
Es ist sehr wichtig zu verstehen, dass während einer chemischen Reaktion die Menge an Materie und Energie in den Reaktanten nicht erzeugt oder zerstört wird, um Produkte zu werden, sondern nur in sie umgewandelt wird.
Ausbeute einer Reaktion
Ebenso sind die gebildeten (realen) Produktmengen in der Regel nie identisch mit den theoretisch betrachteten, da diese von spezifischen Eigenschaften wie der Reinheit der Reagenzien oder den auftretenden Nebenreaktionen sowie den Umgebungsbedingungen in der Umgebung beeinflusst werden die Reaktion erzeugt wird, zum Beispiel die Temperatur und das Feuchtigkeit.
Die tatsächlichen Produktmengen (die in der Praxis und nicht als Ergebnis einer theoretischen Berechnung erhalten werden) sind geringer als die theoretischen, da aus den oben genannten Gründen Produkt in Reinigungsschritten nach der Reaktion verloren gehen kann, in Nebenreaktionen, bei denen diese Produkte eingreifen oder bei Verdunstung, wenn sie flüchtig sind.
Die maximale Produktmenge, die bei einer chemischen Reaktion erhalten werden kann, wird als theoretische Ausbeute bezeichnet. Zur Berechnung der theoretischen Ausbeute ist es erforderlich, das limitierende Reagens in der Reaktion zu kennen (Reagens, das während der Reaktion zuerst verbraucht wird).
Die Menge an tatsächlichem Produkt, die bei einer chemischen Reaktion erhalten wird, wird als prozentuale Ausbeute bezeichnet.
Im folgenden Beispiel sehen wir, wie die theoretische Ausbeute und die prozentuale Ausbeute einer chemischen Reaktion berechnet werden, bei der das limitierende Reagens identifiziert werden muss.
Angenommen, wir haben die folgende Reaktion, bei der 2,80 g Aluminium mit 4,25 g Dichlor reagieren:
Es gibt verschiedene Methoden um das limitierende Reagens zu identifizieren, und es ist wichtig klarzustellen, dass das limitierende Reagens nicht unbedingt das Reagens ist, das Masse muss die Reaktion starten. Wir werden zwei dieser Methoden beschreiben:
Methode 1. Es besteht darin, den Betrag von . zu berechnen Maulwürfe Reaktanten mit realen Massen und Molmassen (Böse) Ja M (Cl2) in diesem Fall) jedes Reagenzes. Anschließend wird das tatsächliche Molverhältnis (Quotient der Stoffmengen (Mol)) zwischen den Edukten berechnet, also anhand der Ausgangsmassen. Dieses tatsächliche Molverhältnis wird dann mit dem stöchiometrischen Verhältnis der Reaktanten in der ausgeglichenen Gleichung (berechnet unter Verwendung der stöchiometrischen Koeffizienten) verglichen.
Es ist ersichtlich, dass das reelle Verhältnis größer ist als das stöchiometrische Verhältnis, so dass Aluminium (dessen Molzahl im Zähler des Quotienten steht) im Überschuss liegt und Dichlor das limitierende Reagens ist.
Methode 2. Bei dieser Methode verwenden wir die Definition eines Reaktionsmols. Ein Reaktionsmol wird erhalten, wenn die stöchiometrischen Koeffizienten der ausgeglichenen oder angepassten chemischen Gleichung reagieren. In der von uns analysierten Reaktion wird 1 Mol Reaktion erhalten, wenn 2 Mol Aluminium mit 3 Mol Dichlor reagieren, um 2 Mol AlCl3 zu erzeugen, was in den folgenden Gleichungen dargestellt werden kann:
Auf diese Weise findet eine Reaktion öfter statt, je mehr Mol Reaktionszeit sie hat. Das Reagens mit den wenigsten Reaktionsmolen ist der limitierende Faktor, da mit diesem Reagens die Reaktion seltener erfolgen kann.
Anhand der Reaktionsmole und der Reagenzienmole kann das limitierende Reagenz wie folgt identifiziert werden:
Nach diesem Verfahren ist Cl2 auch das limitierende Reagens, da es weniger Reaktionsmole erzeugt.
Sobald wir wissen, dass Dichlor das limitierende Reagens ist, können wir die theoretische Ausbeute wie folgt berechnen:
Dann rechnen wir die Mole aus der theoretischen Ausbeute in Gramm um, indem wir die Molmasse von AlCl3 verwenden (M (AlCl3)), und berechnen Sie dann den prozentualen Ertrag:
Schließlich wird die prozentuale oder tatsächliche Ausbeute einer chemischen Reaktion berechnet:
Und für das Beispiel, das wir analysieren, wäre es: