كيفية حساب الناتج النظري

في الكيمياء، العائد النظري هو أكبر كمية من المنتجات تتوقع أن ينتجها تفاعل كيميائي. من أجل حساب العائد النظري، ستحتاج إلى البدء بمعادلة كيميائية متوازنة ومعرفة المادة المحددة لعائد التفاعل. عندما يمكنك قياس كمية هذا المتفاعل (تسمى خاصية المتفاعل) التي ستستخدمها، يمكنك بعد ذلك حساب كمية المنتج، وهذا هو الناتج النظري لمعادلة التفاعل. عندما تقوم بالتجربة الحقيقية في المختبر، فمن المحتمل أن تفقد بعضًا من هذا الناتج النظري بسبب عدم كفاءة خطوات التجربة نفسها.

خطوات

ابحث عن المادة المحددة للتفاعل

1. 1 ابدأ بمعادلة كيميائية متوازنة. المعادلة الكيميائية تشبه الوصفة حيث تظهر المواد المتفاعلة على الجانب الأيسر من المعادلة وتتفاعل معًا لإنتاج المنتجات على الجانب الأيمن. عندما تكون المعادلة الكيميائية متوازنة بشكل صحيح، يكون عدد الذرات على جانبي المعادلة متساويًا، حيث تدخل العديد من الذرات المعادلة كمواد متفاعلة ويخرج نفس عدد الذرات مثل المنتجات. X موارد البحث

   • على سبيل المثال، ضع في اعتبارك هذه المعادلة البسيطة H2 + O2 إذا كنت تريد مراجعة موضوع وزن المعادلات الكيميائية بدقة أكبر.

2. 2 احسب الكتلة المولية لكل مادة متفاعلة. أوجد الكتلة المولية لكل ذرة في كل مركب باستخدام الجدول الدوري أو مرجع آخر. اجمع كتل ذرات كل من المواد المتفاعلة معًا لإيجاد الكتلة المولية لكل مركب. افعل هذا لجزيء واحد من المركب. ضع في اعتبارك مرة أخرى المعادلة التالية لتحويل الأكسجين والجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء 6O2 + C6H12O6 X مصدر البحث

   • في هذا المثال، جزيء واحد من الأكسجين (O2

3. 3 حوّل كمية كل مادة متفاعلة من جرامات إلى مولات. عندما تقوم بالتجربة الفعلية، ستعرف الكتلة بالجرام لكل من المواد المتفاعلة. اقسم هذه القيمة على الكتلة المولية للمركب للحصول على عدد مولات كل مادة. X موارد البحث

   • لنفترض، على سبيل المثال، أنك تبدأ بـ 40 جرامًا من الأكسجين و 25 جرامًا من الجلوكوز.
   • 40 جم O2 4 أوجد النسبة المولية للمواد المتفاعلة. يستخدم الخلد كأداة في الكيمياء لحساب الجزيئات بناءً على كتلتها. يمكنك حساب عدد جزيئات الأكسجين والجلوكوز التي بدأت التفاعل من خلال تحديد عدد مولات كل منهما. لحساب النسبة بين الاثنين، اقسم عدد مولات أحد المتفاعلات على عدد مولات المادة المتفاعلة الأخرى. X موارد البحث
     • تبدأ في هذا المثال بـ 1.25 مول من الأكسجين و 0.139 مول من الجلوكوز. لذا يبدو أن نسبة الأكسجين إلى جزيئات الجلوكوز هي 1.25 / 0.139 = 9.0. تعني هذه النسبة أن لديك 9 أضعاف جزيئات الأكسجين لديك أكثر من الجلوكوز.

   • 5 أوجد النسبة المثالية للتفاعل. انظر إلى المعادلة الكيميائية المتوازنة للتفاعل. ستخبرك المعاملات الموجودة أمام كل جزيء بنسبة الجزيئات التي تحتاجها لحدوث التفاعل. إذا كنت تستخدم النسبة الدقيقة التي قدمتها الصيغة الكيميائية، فيجب استخدام كلا المفاعلين بالتساوي

     • بالنسبة لهذا التفاعل، يتم إعطاء المواد المتفاعلة من المعادلة المتوازنة على النحو التالي 6O2 + C6H12O6 6 قارن النسب لإيجاد المادة المميزة لمنتج التفاعل. نجد أنه في معظم التفاعلات الكيميائية، سيتم استهلاك أحد المواد المتفاعلة قبل المتفاعلات الأخرى ؛ يُطلق على المتفاعل المستخدم أولاً اسم المتفاعل المحدد حيث يحدد هذا المتفاعل المدة التي يمكن أن يحدث فيها التفاعل والمنتج النظري الذي يمكنك توقعه. قارن بين النسبتين اللتين حسبتهما لتحديد الخاصية المميزة لمنتج التفاعل. X موارد البحث
       • في هذا المثال تبدأ بـ 9 أضعاف كمية الأكسجين بالنسبة للجلوكوز عند قياسها بالمولات. بينما تخبرك الصيغة الكيميائية أن النسبة المثالية هي 6 أضعاف كمية الأكسجين بالنسبة للجلوكوز. يمكنك الآن أن تستنتج أن لديك أكسجين أكثر مما هو مطلوب. يصبح المتفاعل الآخر، في هذه الحالة الجلوكوز، هو المحدد لمنتج التفاعل.

حساب المخرجات النظرية

1. 1 راجع رد الفعل للعثور على المنتج المطلوب. يوضح الجانب الأيمن من المعادلة الكيميائية المنتجات التي تم إنتاجها بواسطة التفاعل. معاملات كل منتج، إذا كان التفاعل متوازنًا، تخبرك بالكمية المتوقعة من كل منتج بالنسب الجزيئية. كل منتج له قيمة تعرف باسم العائد النظري أو العائد النظري مما يعني كمية المنتج التي يمكن توقع الحصول عليها إذا كان التفاعل فعالاً بالكامل. X موارد البحث

   • للمتابعة مع المثال السابق، إذا قمت بتحليل التفاعل 6O2 + C6H12O6 2، فاكتب عدد مولات المادة المميزة لمنتج التفاعل. يجب عليك دائمًا مقارنة عدد مولات المادة المتفاعلة بعدد مولات المنتج. إذا حاولت مقارنة كتلة كل منهما فلن تحصل على النتائج الصحيحة. X موارد البحث
     • الجلوكوز هو المادة المحددة لمنتج التفاعل في المثال السابق. وجدت حسابات الكتلة المولية أن أول 25 جرامًا من الجلوكوز يساوي 0.139 مول من الجلوكوز.

   • 3 قارن نسبة الجزيئات بين كل من المواد المتفاعلة والنواتج. ارجع إلى المعادلة المتوازنة. اقسم عدد جزيئات المركب الناتج على عدد جزيئات المادة المحددة لمنتج التفاعل.

     • المعادلة المتوازنة للمثال السابق هي 6O2 + C6H12O6 4 اضرب هذه النسبة في كمية المادة المميزة لمنتج التفاعل في المولات. سينتج عن هذا الضرب المحصول النظري في مولات المادة الذي سيتم الحصول عليه من التفاعل.
       • في هذا المثال، 25 جم من الجلوكوز ما يعادل 0.139 مول من الجلوكوز. لأن النسبة بين ثاني أكسيد الكربون والجلوكوز هي 6 1. لذلك تتوقع أن ينتج عنه حوالي 6 أضعاف كمية ثاني أكسيد الكربون مثل الجلوكوز الذي بدأت به التفاعل.
       • نجد أن ناتج مونيت لثاني أكسيد الكربون يساوي (0.139 مول جلوكوز) × (6 مول ثاني أكسيد الكربون / مول جلوكوز) = 0.834 جزيء جرامي من ثاني أكسيد الكربون.

     • 5 حوّل الناتج إلى غرام. هذه العملية هي عكس الخطوة الأولية لحساب عدد مولات المواد المتفاعلة. عندما تحسب عدد المولات المتوقع من التفاعل، ستضرب الكتلة المولية في هذا العدد من المولات للحصول على الناتج النظري بالجرام. X موارد البحث

       • في هذا المثال، تبلغ الكتلة المولية لثاني أكسيد الكربون حوالي 44 جم / مول. (كتلة مول من الكربون هي 12 جم / مول، وكتلة جزيء الأكسجين 16 جم / مول، وبالتالي فإن المجموع هو 12 + 16 + 16 = 44.
       • اضرب 0.834 جزيء جرامي من ثاني أكسيد الكربون × 44 جم / مول ثاني أكسيد الكربون = 36.7 جرامًا. نجد أن الناتج النظري للتفاعل هو 36.7 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون

     • 6 كرر الحسابات للمنتج النظري للمنتج الآخر إذا رغبت في ذلك. في العديد من التجارب، فقط بمعرفة الناتج النظري لواحد فقط من المخرجات. إذا كنت ترغب في حساب العائد النظري لكلا المخرجات، فقط كرر العملية السابقة.

       • بالنظر إلى المثال السابق، المنتج الآخر هو الماء، H2O {\ displaystyle H_ {2} O}. تجد أنه وفقًا للمعادلة المتوازنة، سيتم إنتاج 6 جزيئات من الماء نتيجة تفاعل 6 جزيئات من الجلوكوز. نرى أن هذه هي النسبة 1 1. لذلك إذا بدأنا بـ 0.139 مول من الجلوكوز، فيجب أن ينتج عن ذلك 0.139 مول من الماء.
       • اضرب عدد مولات الماء في الكتلة المولية للماء. كتلة مول واحد من الماء 2 + 16 = 18 جم / مول. اضرب 0.139 مول H2O (عدد مولات الماء الناتجة في التفاعل) × 18 جم / مول H2O = 2.50 جرام تقريبًا. لذا فإن الناتج النظري لجزيء الماء من هذا التفاعل هو 2.50 جرام.