So berechnen sie die prozentuale ertrag in der chemie

In der chemie das theoretische Rendite ist die maximale Produktmenge, die eine chemische Reaktion basierend auf erstellen könnte chemische Gleichungen. In Wirklichkeit sind die meisten Reaktionen nicht vollkommen effizient. Wenn Sie das Experiment durchführen, enden Sie mit einem geringeren Betrag, der tatsächlicher Ertrag. Um die Effizienz einer Reaktion auszudrücken, können Sie die berechnen prozentuale Ausbeute Mit dieser Formel: % Rendite = (Ist-Ertrag / theoretischer Ausbeute) x 100. Eine prozentuale Ausbeute von 90% bedeutet, dass die Reaktion um 90% effizient war, und 10% der Materialien wurden verschwendet (sie reagierten nicht, oder ihre Produkte wurden nicht erfasst).

Schritte

Teil 1 von 3:
Den einschränkenden Reaktanten finden
  1. Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 1
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Beginnen Sie mit einer ausgewogenen chemischen Gleichung. Eine chemische Gleichung beschreibt die Reaktanten (auf der linken Seite), um auf Form von Produkten zu reagieren (auf der rechten Seite). Einige Probleme geben Ihnen diese Gleichung, während andere Sie bitten, es selbst zu schreiben, beispielsweise für ein Wortproblem. Da Atome während einer chemischen Reaktion nicht erstellt oder zerstört werden, sollte jedes Element auf der linken und rechten Seite die gleiche Anzahl von Atomen haben.
  • Beispielsweise können Sauerstoff und Glucose auf Kohlendioxid und Wasser reagieren: 6Ö2+C6H12Ö6{ displaystyle 6o_ {2} + c_ {6} h_ {12} o_ {6}}6o_ {2} + c_ {6} h _ {{12}} o_ {6} → 6CÖ2+6H2Ö{ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} o}6CO_ {2} + 6h_ {2} o
    Jede Seite hat genau 6 Kohlenstoffatome, 12 Wasserstoff (H) -atome und 18 Sauerstoff (O) Atome. Die Gleichung ist ausgewogen.
  • Lesen Sie diesen Anleitung Wenn Sie aufgefordert werden, eine Gleichung selbst auszugleichen.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 2
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    Berechnen Sie die Molmasse jedes Reaktanten. Schauen Sie die Molmasse jedes Atoms in der Verbindung auf und fügen Sie sie dann zusammen, um die Molmasse dieser Verbindung zu finden. Tun Sie dies für ein einzelnes Molekül der Verbindung.
  • Zum Beispiel 1 Molekül von Sauerstoff (Ö2{ displaystyle o_ {2}}O_ {2}) enthält 2 Sauerstoffatome.
  • Die Molmasse von Sauerstoff beträgt etwa 16 g / mol. (Sie können einen genaueren Wert auf einem periodischen Tisch finden.)
  • 2 Sauerstoffatome x 16 g / mol pro Atom = 32 g / mol von Ö2{ displaystyle o_ {2}}O_ {2}.
  • Der andere Reaktant, Glukose (C6H12Ö6{ displaystyle c_ {6} h_ {12} o_ {6}}C_ {6} h _ {{12}} o_ {6}) hat eine Molmasse von (6 Atomen c x 12 g c / mol) + (12 Atome h · 1 g h / mol) + (6 Atome o x 16 g o / mol) = 180 g / mol.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 3
    3. Konvertieren Sie die Menge jedes Reaktanten von Gramm auf Mol. Jetzt ist es an der Zeit, das spezifische Experiment anzusehen, das Sie studieren. Notieren Sie die Mengen jedes Reaktanten in Gramm. Teilen Sie diesen Wert um diese Molmasse dieses Verbinds, um den Molbetrag umzuwandeln.
  • Zum Beispiel sagen Sie, dass Sie mit 40 g Sauerstoff und 25 g Glukose begonnen haben.
  • 40 g Ö2{ displaystyle o_ {2}}O_ {2} / (32 g / mol) = 1.25 Mol Sauerstoff.
  • 25g C6H12Ö6{ displaystyle c_ {6} h_ {12} o_ {6}}C_ {6} h _ {{12}} o_ {6} / (180 g / mol) = ungefähr 0.139 Mol Glukose.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 4
    4. Finden Sie das Verhältnis Ihrer Reaktionen. Ein Maulwurf ist eine genaue Zahl für die Menge an einer Substanz und ist gleich 6.022 mal 10 zu den 23. Stromelementarten, die Atome, Ionen, Elektronen oder Moleküle sein könnten.Sie wissen jetzt, wie viele Moleküle jedes Reaktanten, mit dem Sie angefangen haben. Teilen Sie die Mol von 1 Reaktanten mit den Mol des anderen, um das Verhältnis der 2 Moleküle zu finden.
  • Du hast mit 1 angefangen.25 Mol Sauerstoff und 0.139 Mol Glukose. Das Verhältnis von Sauerstoff zu Glukosemolekülen ist 1.25/0.139 = 9.0. Dies bedeutet, dass Sie mit 9 Sauerstoffmolekülen für jedes 1-Molekül von Glukose begonnen haben.
  • Bildtitel Berechnete Prozentertrag in Chemie Schritt 5
    5. Finden Sie das ideale Ratio für die Reaktion. Gehen Sie zurück zur ausgewogenen Gleichung, die Sie früher niedergeschrieben haben. Diese ausgewogene Gleichung erzählt Ihnen das ideale Verhältnis von Molekülen: Wenn Sie dieses Verhältnis verwenden, werden beide Reaktanten gleichzeitig aufgebraucht.
  • Die linke Seite der Gleichung ist 6Ö2+C6H12Ö6{ displaystyle 6o_ {2} + c_ {6} h_ {12} o_ {6}}6o_ {2} + c_ {6} h _ {{12}} o_ {6}. Die Koeffizienten sagen Ihnen, dass es 6 Sauerstoffmoleküle gibt, und 1 Glukosemolekül. Das ideale Verhältnis für diese Reaktion beträgt 6 Sauerstoff / 1 Glucose = 6.0.
  • Stellen Sie sicher, dass Sie die Reaktanten in derselben Reihenfolge auflisten, die Sie für das andere Ratio getan haben. Wenn Sie Sauerstoff / Glucose für 1 und Glucose / Sauerstoff für den anderen verwenden, wird Ihr nächstes Ergebnis falsch sein.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 6
    6. Vergleichen Sie die Verhältnisse, um den einschränkenden Reaktanten zu finden. In einer chemischen Reaktion wird 1 der Reaktanten vor den anderen aufgebraucht. Die Menge des Produkts, das in der Reaktion erstellt wird, ist durch das Reagenz begrenzt.Vergleichen Sie die 2 Verhältnisse, die Sie berechnet haben, um den Begrenzungsreaktanten zu identifizieren:
  • Wenn das eigentliche Verhältnis ist höher als das ideale Verhältnis, dann haben Sie mehr der oberen Reaktanten, als Sie brauchen. Der untere Reaktant im Verhältnis ist der Grenzreaktant.
  • Wenn das eigentliche Verhältnis ist verklappt als das ideale Verhältnis, Sie haben nicht genug vom oberen Reaktanten, also ist es der einschränkende Reaktant.
  • In dem obigen Beispiel ist das eigentliche Verhältnis von Sauerstoff / Glukose (9.0) ist größer als das ideale Verhältnis (6).0). Der untere Reaktant, Glukose, muss der Grenzreaktant sein.
    • Teil 2 von 3:
    Berechnen der theoretischen Ertrag
    1. Bildtitel Calculate Prozentertrag in Chemie Schritt 7
    1. Identifizieren Sie Ihr gewünschtes Produkt. Die rechte Seite einer chemischen Gleichung listet die von der Reaktion erstellten Produkte auf. Jedes Produkt hat eine theoretische Ertrag, dh der Produktmenge, das Sie erwarten würden, wenn die Reaktion vollkommen effizient ist.
    • Wenn Sie das Beispiel oben fortsetzen, analysieren Sie die Reaktion 6Ö2+C6H12Ö6{ displaystyle 6o_ {2} + c_ {6} h_ {12} o_ {6}}6o_ {2} + c_ {6} h _ {{12}} o_ {6} → 6CÖ2+6H2Ö{ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} o}6CO_ {2} + 6h_ {2} o. Die rechte Seite listet 2 Produkte, Kohlendioxid und Wasser auf. Berechnen wir die Ausbeute an Kohlendioxid, CÖ2{ displaystyle co_ {2}}Co_ {2}.
  • Bildtitel Berechnete Prozentertrag in Chemie Schritt 8
    2. Notieren Sie sich die Anzahl der Maulwürfe Ihres Begrenzungsreaktanten. Die theoretische Rendite eines Experiments ist die Menge des Produkts, das in perfekten Bedingungen erzeugt wurde. Um diesen Wert zu berechnen, beginnen Sie mit der Menge des Begrenzungsreaktanten in Mol. (Dieser Prozess ist oben in den Anweisungen, um den Grenzreaktanten zu finden.)
  • In dem obigen Beispiel haben Sie festgestellt, dass Glukose der Begrenzungsreaktant war. Sie berechnet auch, dass Sie mit 0 begonnen haben.139 Mol Glukose.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemie Schritt 9
    3. Finden Sie das Verhältnis von Molekülen in Ihrem Produkt und Reaktanten. Rückkehr zur ausgewogenen Gleichung. Teilen Sie die Anzahl der Moleküle Ihres gewünschten Produkts durch die Anzahl der Moleküle Ihres Begrenzungsreaktanten auf.
  • Ihre ausgewogene Gleichung ist 6Ö2+C6H12Ö6{ displaystyle 6o_ {2} + c_ {6} h_ {12} o_ {6}}6o_ {2} + c_ {6} h _ {{12}} o_ {6} → 6CÖ2+6H2Ö{ displaystyle 6CO_ {2} + 6H_ {2} o}6CO_ {2} + 6h_ {2} o. Es gibt 6 Moleküle Ihres gewünschten Produkts, Kohlendioxid (CÖ2{ displaystyle co_ {2}}Co_ {2}). Es gibt 1 Molekül Ihres Begrenzungsreaktants, Glucose (C6H12Ö6{ displaystyle c_ {6} h_ {12} o_ {6}}C_ {6} h _ {{12}} o_ {6}).
  • Das Verhältnis von Kohlendioxid zu Glukose ist 6/1 = 6. Mit anderen Worten, diese Reaktion kann 6 Moleküle von Kohlendioxid von 1 Molekül von Glukose erzeugen.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemieschritt 10
    4. Multiplizieren Sie das Verhältnis mit der Menge der Reaktantenmenge in Mol. Die Antwort ist die theoretische Ausbeute des gewünschten Produkts in Mol.
  • Du hast mit 0 angefangen.139 Mol Glukose und das Verhältnis von Kohlendioxid zu Glukose ist 6. Die theoretische Ausbeute von Kohlendioxid ist (0.139 Mol Glucose) x (6 Mol Kohlendioxid / Mol Glucose) = 0.834 Mol Kohlendioxid.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemieschritt 11
    5. Konvertieren Sie das Ergebnis in Gramm. Multiplizieren Sie Ihre Antwort in Mol von der Molmasse von dieser Verbindung, um den theoretischen Ertrag in Gramm zu finden. Dies ist eine bequemere Einheit, die in den meisten Experimenten verwendet wird.
  • Zum Beispiel die Molmasse von CO2 ist etwa 44 g / mol. (Molarmasse des Kohlenstoffs beträgt ~ 12 g / mol und Sauerstoff ~ 16 g / mol, so dass insgesamt 12 + 16 + 16 = 44 beträgt.)
  • Multiplizieren Sie 0.834 Mol Co2 x 44 g / mol co2 = ~ 36.7 Gramm. Die theoretische Ausbeute des Experiments beträgt 36.7 Gramm Co2.
    • Teil 3 von 3:
    Berechnung der prozentualen Ausbeute
    1. Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemieschritt 12
    1. Prozentuale Rendite verstehen. Die theoretische Ertragsausbeute, die Sie berechnet haben, geht davon aus, dass alles perfekt ging. In einem tatsächlichen Experiment passiert dies nie: Verunreinigungen und andere unvorhersehbare Probleme bedeuten, dass einige Ihrer Reaktanten nicht in das Produkt konvertiert werden können. Deshalb verwenden Chemiker 3 verschiedene Konzepte, um sich auf die Ertrag zu beziehen:
    • Die theoretische Rendite ist die maximale Produktmenge, die das Experiment machen könnte.
    • Die tatsächliche Ertrag ist der tatsächliche Betrag, den Sie erstellt haben, gemessen direkt auf einer Skala.
    • Die prozentuale rendierung = EINCTueinLYichELDTHEÖRETichCeinLYichELD*100%{ displaystyle { frac {eigentyyield} {theoreticalyield}} * 100 %}{ frac {eigentyyield} {theoreticalyield}} * 100 %. Eine prozentuale Ausbeute von 50% bedeutet, dass Sie beispielsweise 50% des theoretischen Maximums beendet haben.
  • Bildtitel Berechnete Prozentertrag in Chemieschritt 13
    2. Notieren Sie die tatsächliche Ausbeute des Experiments. Wenn Sie das Experiment selbst aufgeführt haben, sammeln Sie das gereinigte Produkt von Ihrer Reaktion und wiegen Sie es auf einem Gleichgewicht, um seine Masse zu berechnen. Wenn Sie an einem Hausaufgabenproblem oder einem anderen Notizen arbeiten, sollte der tatsächliche Rendite aufgelistet werden.
  • Sagen wir, unsere eigentliche Reaktion ergibt 29 Gramm CO2.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemieschritt 14
    3. Teilen Sie die tatsächliche Ertrag durch den theoretischen Ertrag. Stellen Sie sicher, dass Sie die gleichen Einheiten für beide Werte verwenden (normalerweise Gramm). Ihre Antwort wird ein einheitlicher Verhältnis sein.
  • Die tatsächliche Rendite betrug 29 Gramm, während der theoretische Ertrag 36 betrug.7 Gramm. 29G36.7GHat0.79{ displaystyle { frac {29g} {36.7G}} = 0.79}{ frac {29g} {36.7g}} = 0,79.
  • Bildtitel Berechnen Sie Prozentertrag in Chemieschritt 15
    4. Multiplizieren Sie mit 100 um 100, um in einen Prozentsatz umzuwandeln. Die Antwort ist die Prozentertrag.
  • 0.79 x 100 = 79, so dass die prozentuale Ausbeute des Experiments 79% beträgt. Sie haben 79% der maximal möglichen Menge an CO erstellt2.

    • Tipps

    Einige Schüler verwirren prozentuale Ausbeute (wie viel Sie aus dem gesamten möglichen Betrag erhalten haben) mit Prozentfehler (Wie weit von einem experimentellen Ergebnis ist das erwartete Ergebnis). Die korrekte Prozentertragsformel ist EINCTueinLYichELDTHEÖRETichCeinLYichELDX100{ displaystyle { frac {eigentyyield} {theoreticalyield}} x100}{ frac {eigentyyield} {theoreticalyield}} x100. Wenn Sie die 2 Renditen subtrahieren, verwenden Sie stattdessen die prozentuale Fehlerformel.
  • Wenn Sie wild verschiedene Ergebnisse erhalten, überprüfen Sie Ihre Einheiten. Wenn Ihre tatsächliche Rendite von Ihrer theoretischen Rendite durch eine Größenordnung oder mehr unterscheidet, verwenden Sie wahrscheinlich die falschen Einheiten irgendwann in Ihren Berechnungen. Wiederholen Sie die Berechnungen und halten Sie Ihre Einheiten in jedem Schritt des Weges auf.
  • Wenn Ihre Prozentertrag mehr als 100% beträgt (und Sie sind sicher, dass Ihre Mathematik richtig ist), haben andere Substanzen Ihr Produkt kontaminiert. Reinigen Sie das Produkt (z. B. durch Trocknen oder Filtern) und wiegen Sie es erneut.

    • Video

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