Prestasi teoritis

Apakah prestasi teori?

Dia prestasi teoritis Dari tindak balas kimia adalah jumlah maksimum yang dapat diperoleh dari produk yang mengandaikan transformasi lengkap reaktan. Apabila untuk sebab kinetik, termodinamik, atau eksperimen, salah satu reagen sebahagiannya bertindak balas, prestasi yang dihasilkan lebih rendah daripada ahli teorinya.

Konsep ini membolehkan membandingkan jurang antara tindak balas kimia yang ditulis di atas kertas (persamaan kimia) dan realiti. Sesetengah mungkin kelihatan sangat mudah, tetapi eksperimen kompleks dan dengan hasil yang rendah; Sementara yang lain, mereka boleh menjadi prestasi yang luas tetapi sederhana dan tinggi ketika melaksanakannya.

Semua tindak balas kimia dan jumlah reagen mempunyai prestasi teori. Terima kasih kepada ini, tahap keberkesanan pembolehubah proses dan kejayaan dapat diwujudkan; Prestasi yang lebih tinggi (dan pada masa yang lebih singkat), lebih baik adalah syarat yang dipilih untuk reaksi.

Oleh itu, untuk tindak balas tertentu, anda boleh memilih selang suhu, kelajuan pergolakan, masa, dll., dan menjalankan prestasi yang optimum. Tujuan usaha sedemikian adalah untuk menghampiri prestasi teoritis untuk prestasi sebenar.

Apakah prestasi teori?

Prestasi teoretikal adalah jumlah produk yang diperoleh dari tindak balas yang menganggap penukaran 100%; iaitu, keseluruhan reagen yang mengehadkan mesti dimakan.

Oleh itu, semua sintesis idealnya mesti memberikan prestasi eksperimen atau sebenar sama dengan 100%. Walaupun ini tidak berlaku, terdapat reaksi dengan hasil yang tinggi (> 90%)

Ia dinyatakan dalam peratusan, dan untuk mengira, persamaan kimia reaksi mesti digunakan. Dari stoikiometri, ia ditentukan untuk mengehadkan reagen tertentu berapa banyak produk yang berasal. Kemudian, dilakukan, membandingkan jumlah produk yang diperoleh (prestasi sebenar) dengan nilai teoritis yang ditentukan:

Boleh melayani anda: Konfigurasi elektronik luaran

% prestasi = (prestasi sebenar/prestasi teori) ∙ 100%

% Hasil ini membolehkan menganggarkan seberapa efisien reaksi telah dalam keadaan yang dipilih. Nilainya berayun secara drastik bergantung kepada jenis tindak balas. Sebagai contoh, untuk beberapa tindak balas hasil 50% (separuh daripada hasil teoritis) boleh dianggap sebagai reaksi yang berjaya.

Tetapi apakah unit prestasi tersebut? Jisim reagen, iaitu jumlah gram atau tahi lalat mereka. Oleh itu, untuk menentukan prestasi tindak balas, gram atau tahi lalat yang boleh diperoleh secara teoritis mesti diketahui.

Perkara di atas dapat dijelaskan dengan contoh mudah.

Contoh prestasi teoritis

Contoh 1

Pertimbangkan tindak balas kimia berikut:

A + b => c

1st + 3GB => 4GC

Persamaan kimia hanya mempunyai pekali stoikiometrik 1 untuk spesies a, b dan c. Memandangkan mereka adalah spesies hipotetikal, massa molekul atau atomnya tidak diketahui, tetapi perkadaran massa di mana mereka bertindak balas; Ini adalah, bagi setiap gram reaksi 3 g B untuk memberikan 4 g C (pemuliharaan massa).

Oleh itu, prestasi teoretikal untuk tindak balas ini adalah 4 g c apabila bertindak balas 1g A dengan 3g b.

Apa yang akan menjadi prestasi teoritis jika anda mempunyai 9g a? Untuk mengira ia, sudah cukup untuk menggunakan faktor penukaran yang berkaitan dengan dan c:

(9g a) ∙ (4g c/1g a) = 36g c

Perhatikan bahawa sekarang prestasi teoretikal adalah 36 g c bukan 4g c, kerana terdapat lebih banyak reaktif untuk.

Dua Kaedah: Dua Hasil

Untuk reaksi sebelumnya terdapat dua kaedah untuk menghasilkan c. Dengan mengandaikan bahawa kedua -dua meninggalkan dengan 9g A, masing -masing mempunyai prestasi sebenar mereka sendiri. Kaedah klasik membolehkan 23 g C diperolehi dalam masa 1 jam; Sementara dengan kaedah moden 29 g c boleh diperolehi dalam setengah jam.

Ia boleh melayani anda: Kimia Nuklear: Sejarah, Bidang Pengajian, Kawasan, Aplikasi

Berapakah hasil % bagi setiap kaedah? Mengetahui bahawa prestasi teoretikal adalah 36 g C, formula umum digunakan:

Prestasi% (kaedah klasik) = (23g c/ 36g c) ∙ 100%

63.8%

Prestasi% (kaedah moden) = (29g c/ 36g c) ∙ 100%

80.5%

Secara logiknya, kaedah moden dengan menyebabkan lebih banyak gram C dari 9 gram A (ditambah 27 gram b) mempunyai hasil 80.5%, lebih tinggi daripada hasil 63.8% daripada kaedah klasik.

Yang mana kedua -dua kaedah memilih? Pada pandangan pertama, kaedah moden nampaknya lebih berdaya maju daripada kaedah klasik; Walau bagaimanapun, dalam keputusan aspek ekonomi dan kemungkinan kesan alam sekitar masing -masing.

Contoh 2

Pertimbangkan tindak balas eksotermik dan menjanjikan sebagai sumber tenaga:

H₂ + Sama ada₂ => H₂Sama ada

Perhatikan bahawa seperti dalam contoh sebelumnya, pekali stoikiometrik H₂ I₂ Mereka adalah 1. Terdapat 70g H₂ dicampur dengan 150g o₂, Apa yang akan menjadi prestasi teoritis reaksi? Apakah prestasi jika 10 dan 90g H diperoleh₂Sama ada?

Di sini tidak pasti berapa gram h₂ atau o₂ bertindak; Oleh itu, tahi lalat setiap spesies mesti ditentukan kali ini:

Moles H₂= (70g) ∙ (mol h₂/2 g)

35 Moles

Moles o₂= (150g) ∙ (mol atau₂/32g)

4.69 Moles

Reagen yang mengehadkan adalah oksigen, kerana 1mol h₂ bertindak balas dengan 1mol o₂; dan mempunyai 4.69 tahi lalat atau₂, Kemudian mereka akan bertindak balas 4.69 mol h₂. Juga, tahi lalat H₂Atau terbentuk akan sama dengan 4.69. Oleh itu, prestasi teoritis ialah 4.69 mol atau 84.42g h₂Atau (mengalikan tahi lalat oleh jisim molekul air).

Boleh melayani anda: penyejuk rosario

Kekurangan oksigen dan kekotoran yang berlebihan

Sekiranya 10g H menghasilkan₂Atau, prestasi akan:

% prestasi = (10g h₂O/84.42g h₂O) ∙ 100%

11.84%

Yang rendah kerana jumlah hidrogen yang besar dicampur dengan oksigen yang sangat sedikit.

Dan jika, sebaliknya, 90g h dihasilkan₂Atau, prestasi sekarang akan:

% prestasi = (90g h₂O/ 84.42g h₂O) ∙ 100%

106.60%

Tidak ada hasil yang lebih tinggi daripada ahli teoretik, jadi nilai melebihi 100% adalah anomali. Walau bagaimanapun, ia mungkin disebabkan oleh sebab -sebab berikut:

-Produk mengumpulkan produk lain yang disebabkan oleh tindak balas sisi atau sekunder.

-Produk itu tercemar semasa atau pada akhir reaksi.

Sekiranya berlaku tindak balas contoh ini, sebab pertama tidak mungkin, kerana tidak ada produk lain selain air. Sebab kedua, sekiranya benar -benar memperoleh 90g air di bawah keadaan sedemikian, menunjukkan bahawa terdapat kemasukan sebatian gas lain (seperti CO₂ dan n₂) bahawa mereka ditimbang dengan tersilap bersama dengan air.

Rujukan

1. Akademi Khan. Mengehadkan reagen dan hasil perent. Pulih dari: Khanacademy.org
2. Kimia Pengenalan. (s.F.). Hasil. Pulih dari: Saylordotorg.Github.Io
3. Pengenalan Kursus dalam Kimia Umum. (s.F.). Mengehadkan reagen dan prestasi. Universiti Valladolid. Pulih dari: EIS.anggur.adalah