المحتوى

• لتخطو
• جزء 1 من 2: تحديد الكاشف المحدد
• جزء 2 من 2: تحديد العائد النظري

العائد النظري هو مصطلح يستخدم في الكيمياء للحد الأقصى لكمية المادة التي تتوقعها من تفاعل كيميائي. تبدأ بموازنة معادلة التفاعل وتحديد الكاشف المحدد. عندما تقيس كمية الكاشف الذي تريد استخدامه ، يمكنك حساب كمية المادة التي تم الحصول عليها. هذا هو العائد النظري للمعادلة. في تجربة فعلية ، من المحتمل أن تفقد بعضًا منها ، لأنها ليست تجربة مثالية.

لتخطو

جزء 1 من 2: تحديد الكاشف المحدد

1. ابدأ برد فعل توازن. معادلة التفاعل تشبه الوصفة. يُظهر الكواشف (على اليسار) التي تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل المنتجات (على اليمين). سيكون لتفاعل التوازن نفس عدد الذرات على الجانب الأيسر من المعادلة (مثل المواد المتفاعلة) كما هو الحال في الجانب الأيمن (في شكل منتجات).
   • على سبيل المثال ، لنفترض أن لدينا المعادلة البسيطة ${ displaystyle H_ {2} + O_ {2}}$احسب الكتلة المولية لكل تفاعل. باستخدام الجدول الدوري أو أي كتاب مرجعي آخر ، ابحث عن الكتلة المولية لكل ذرة في كل تكوين. اجمعهم معًا لإيجاد الكتلة المولية لكل مركب من الكواشف. افعل هذا لجزيء واحد من المركب. ضع في اعتبارك مرة أخرى معادلة تحويل الأكسجين والجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء: ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$قم بتحويل كمية كل كاشف من الجرامات إلى الشامات. لإجراء تجربة حقيقية ، ستعرف الكتلة بالجرام لكل كاشف تستخدمه. اقسم هذه القيمة على الكتلة المولية لتلك المادة في التحويل إلى عدد المولات.
     • على سبيل المثال ، افترض أنك بدأت بـ 40 جرامًا من الأكسجين و 25 جرامًا من الجلوكوز.
     • 40 جرام ${ displaystyle O_ {2}}$تحديد النسبة المولية للكواشف. الخلد هو أداة حسابية تُستخدم في الكيمياء لحساب الجزيئات بناءً على كتلتها. من خلال تحديد عدد مولات كل من الأكسجين والجلوكوز ، فأنت تعرف عدد الجزيئات التي تبدأ بها كل منهما. لإيجاد نسبة كلاهما ، اقسم عدد مولات أحد الكاشفات على عدد مولات الكاشف الآخر.
       • في المثال التالي ، تبدأ بـ 1.25 مول من الأكسجين و 0.139 مول من الجلوكوز. إذن نسبة جزيئات الأكسجين والجلوكوز هي 1.25 / 0.139 = 9.0. هذه النسبة تعني أن لديك تسعة أضعاف جزيئات الأكسجين مثل الجلوكوز.
     • حدد النسبة المثالية للتفاعل. انظر إلى استجابة التوازن. تخبرك معاملات كل جزيء بنسبة الجزيئات التي تحتاجها لحدوث التفاعل. إذا كنت تستخدم النسبة التي قدمتها الصيغة بالضبط ، فيجب استخدام كل من الكواشف بالتساوي.
       • بالنسبة لهذا التفاعل ، يتم إعطاء المواد المتفاعلة ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$قارن النسب لإيجاد الكاشف المحدد. في معظم التفاعلات الكيميائية ، سيتم استخدام أحد الكواشف قبل الآخر. يسمى الكاشف الذي يتم استخدامه أولاً كاشف الحد. يحدد هذا الكاشف المحدد المدة التي يمكن أن يستمر فيها التفاعل الكيميائي والعائد النظري الذي يمكن أن تتوقعه. قارن بين النسبتين اللتين حسبتهما لتحديد الكاشف المحدد:
         • في المثال التالي ، تبدأ بتسعة أضعاف كمية الأكسجين التي يحتويها الجلوكوز ، ويتم قياسها بواسطة الشامات. تخبرك الصيغة أن النسبة المثالية هي ستة أضعاف الأكسجين إلى الجلوكوز. لذلك أنت بحاجة إلى أكسجين أكثر من الجلوكوز. لذا فإن الكاشف الآخر ، الجلوكوز في هذه الحالة ، هو الكاشف المحدد.

جزء 2 من 2: تحديد العائد النظري

1. اعرض الرد للعثور على المنتج الذي تريده. يوضح الجانب الأيمن من المعادلة الكيميائية المنتجات التي ينتجها التفاعل. عندما يكون التفاعل متوازنًا ، تشير معاملات كل منتج إلى عدد النسب الجزيئية التي يمكنك توقعها. كل منتج له عائد نظري ، أو كمية المنتج التي تتوقعها عندما يكتمل التفاعل تمامًا.
   • متابعة للمثال أعلاه ، تقوم بتحليل الاستجابة ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$سجل عدد مولات الكاشف المحدد. يجب عليك دائمًا مقارنة عدد مولات الكاشف المحدد مع عدد مولات المنتج. إذا حاولت مقارنة كتلة كل منهما ، فلن تحصل على النتيجة الصحيحة.
     • في المثال أعلاه ، الجلوكوز هو الكاشف المحدد. وفقًا لحسابات الكتلة المولية ، فإن أول 25 جم من الجلوكوز يساوي 0.139 مول من الجلوكوز.
   • قارن النسبة بين الجزيئات في المنتج والكاشف. العودة إلى تفاعل التوازن. اقسم عدد جزيئات المنتج الذي تريده على عدد جزيئات الكاشف المحدد.
     • رد فعل التوازن لهذا المثال هو ${ displaystyle 6O_ {2} + C_ {6} H_ {12} O_ {6}}$اضرب هذه النسبة في عدد مولات الكاشف المحدد. الجواب هو العائد النظري ، في عدد المولات ، للمنتج المطلوب.
       • في هذا المثال ، يساوي 25 جم من الجلوكوز 0.139 مول من الجلوكوز. نسبة ثاني أكسيد الكربون والجلوكوز هي 6: 1. تتوقع أن تكون قادرًا على إنتاج ستة أضعاف عدد مولات ثاني أكسيد الكربون مقارنة بعدد مولات الجلوكوز التي بدأت بها.
       • العائد النظري لثاني أكسيد الكربون هو (0.139 مول جلوكوز) × (6 جزيء جرامي من ثاني أكسيد الكربون / مول جلوكوز) = 0.834 جزيء جرامي من ثاني أكسيد الكربون.
     • حول الناتج إلى غرام. هذا هو عكس خطوتك السابقة لحساب عدد المولات أو كمية الكاشف. عندما تعرف عدد المولات الذي يمكنك توقعه ، اضرب ذلك في الكتلة المولية للمنتج لإيجاد الناتج النظري بالجرام.
       • في المثال التالي الكتلة المولية لـ CO₂ حوالي 44 جم / مول. (الكتلة المولية للكربون ~ 12 جم / مول والأكسجين ~ 16 جم / مول ، وبالتالي فإن المجموع هو 12 + 16 + 16 = 44).
       • اضرب 0.834 مول من أول أكسيد الكربون₂ × 44 جم / مول CO₂ = ~ 36.7 جرام. العائد النظري للتجربة هو 36.7 جرام من ثاني أكسيد الكربون₂.
     • كرر الحساب للمنتج الآخر ، إذا رغبت في ذلك. في العديد من التجارب ، قد تكون مهتمًا فقط بإنتاجية منتج معين. إذا كنت تريد معرفة العائد النظري لكلا المنتجين ، فكل ما عليك فعله هو تكرار العملية.
       • في هذا المثال ، الماء هو المنتج الثاني ${ displaystyle H_ {2} O}$. وفقًا لتفاعل التوازن ، يمكنك توقع ستة جزيئات من الماء من جزيء واحد من الجلوكوز. هذه نسبة 6: 1. لذلك يجب أن ينتج عن 0.139 مول من الجلوكوز 0.834 مول من الماء.
       • اضرب عدد مولات الماء في الكتلة المولية للماء. الكتلة المولية 2 + 16 = 18 جم / مول. مضروبًا في المنتج ، ينتج عن هذا 0.139 مول H₂O × 18 جم / مول H₂O = ~ 2.50 جرام. العائد النظري للماء في هذه التجربة 2.50 جرام.